Transportables Zentrifugalpuanpenaggregat Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein transportables Zentrifugalpumpenaggregat mit Asyn- chronwechselstrommotor, der durch die gepumpte Flüssigkeit gekühlt wird.
Aggregate genannten Typs werden unter anderem unter Verwendung von Lenzpumpen innerhalb des Baufaches verwendet. Es ist wünschenswert, dass derartige Aggregate ein so geringes Eigengewicht wie möglich haben, weil sie oft von Hand transpor- tiert werden müssen.
Der Pumpenteil des Aggregates wird hauptsäch lich unter Berücksichtigung der bei der Nennförder- höhe zu fördernden Wassermenge pro Zeiteinheit di mensioniert.
Der Motorteil des Aggregates wird im Hinblick auf die sich hieraus ergebende Nennleistung des Pumpenteils bemessen. In der Praxis ist es üblich, einen Asynchronmotor für ein Pumpenaggregat so zu dimensionieren, dass der Motor, während das Aggregat bei der Nennförderhöhe und der Nenn wechselspannung in Betrieb ist, einen Drehzahl- schlupf zwischen 4 und 7,
% der synchronen Dreh- zahl bekommt.
Es ist bekannt, dass die Belastung eines Asyn- chronmotors bis zum Kippunkt des Motors gestei gert werden kann, .das heisst bis zum maximalen Dreh moment des Motors, das durch .ständige Steigerung der Belastung erhalten worden ist. In der Nähe des Kippunktes ist aber der Wirkungsgrad des Motors sehr gering. Mit Rücksicht auf die Wärmeentwicklung im Motor, dessen Wirkungsgrad, Leistungsfaktor und Startmoment, wird bei bisher üblichen Aggregaten der Motor im Dauerbetrieb nicht mehr belastet als einem Schlupf von etwa 7 0/a der synchronen Dreh zahl entspricht.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines transportablen Zentrifugalpumpenaggregates mit Asynchronwechsel@strommotor, der von der gepump ten Flüssigkeit gekühlt wird, genannten Typs, das bedeutend leichter als die bekannten, auf dem Markt vorkommenden Aggregate ist.
Eine Zentrifugalpumpe benötigt ein sehr kleines Startmoment, und da der Leistungsbedarf bei der artigen transportablen Aggregaten meistens eine Grössenordnung von 5 kW hat, kann man auch von den Folgen eines verschlechterten Leistungsfaktors und eines verschlechterten Wirkungsgrades absehen. Auch die Wärmeentwicklung im Motor hat für Moto ren mit so guten Kühlungsmöglichkeiten geringe Be deutung.
Das Aggregat nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad der Pumpe eine solche Grösse hat, dass der Motor, wenn das Aggre gat bei der Nennförderhöhe und der Nennwechsel- spannung in Betrieb ist, einen Drehzahlschlupf zwi- schen 9 und 20 % der synchronen Drehzahl hat.
Hierdurch wird der Vorteil :erreicht, dass der Motor ein bedeutend geringeres Gewicht und klei nere Abmessungen im Verhältnis zum Pumpenteil des Aggregates erhält. Die erzielte Gewichtseinspa rung für :das Aggregat :erreicht in der Praxis bei spielsweise bis zu 50 1/o, bei einem Aggregat mit 5 kW Leistungsbedarf.
Ein Aggregat dieser Grösse, zu dessen Transport unter ungünstigen Verhältnissen zwei Personen notwendig sind, wenn es auf die her kömmliche Weise konstruiert ist, kann, wenn es entsprechend der Erfindung dimensioniert wird, unter gleichen Verhältnissen von einer :einzigen Per son transportiert werden, was einen praktischen Vor teil grosser Bedeutung ausmacht.
Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert, worin Fig. 1 :ein Durchführungsbeispiel zeigt und wo Fig.2 vergleichende Arbeitskurven für Aggregate nach der Erfindung und für bekannte Aggregate wiedergibt.
In Fig. 1 ist 1 eine Haube, die an ihrem unteren Ende mit einem Saugkorb 2 versehen ist. In der Haube ist ein Gehäuse 3 angeordnet, das einen elektrischen Asynchronmotor enthält, dessen Welle 4 in Verbindung mit dem Pumpenrad 5 einer Zentri- fugalpumpe 6 steht. Die Haube 1 ist an ihrem oberen Ende mit einer Ausflussöffnung 7 versehen, die als Ablauf für die gepumpte Flüssigkeit fungiert.
Infolge der Unterbringung des Motors in der Haube bestehen gute Möglichkeiten zur Kühlung des Motors, da er von der gepumpten Flüssigkeit umströmt wird.
In Fi'g. 2 bezeichnet die Abszisse des Diagramms das Verhältnis zwischen Drehzahl und synchroner Drehzahl des Wechselstrommotors. Wenn die Fre quenz des elektrischen Stromnetzes konstant ist und nur Motoren mit ein und derselben Polzahl behandelt werden, kann die Abszisse die Drehzahl auch direkt ausdrücken. Die Ordinate des Diagramms bezeichnet das vom Motor aufgebrachte Drehmoment und ist in Kraftkilogrammzentimeter eingeteilt.
Die Kurve 8 ist die Arbeitskurve des elektrischen Asynchronmotors des Beispiels. Die Kurve hat einen vollausgezogenen und einen gestrichelten Teil. Der Motor soll nur in dem mit der vollausgezogenen Linie gezeigten Teil der Kurve arbeiten.
Die Kurven 9, 10, 11, 12 und 13 sind Arbeits kurven von Zentrifugalpumpen mit verschiedenen Pumpenradgrössen. Also von fünf verschiedenen Aggregaten, die mit dem gleichen Asynchronmotor ausgerüstet sind. Die Kurve 9 gehört zum grössten Pumpenrad und die Kurve 13 zum kleinsten Pum penrad.
Jede Kurve ist für die Nennförderhöhe der Pumpe gezeichnet. In erster Linie ist der Durch messer des zur Kurve 9 gehörigen Pumpenrades grösser als derjenige des folgenden Rades usw.; doch spielt auch die axiale Dimension des Rades eine Rolle, und es ist im vorliegenden Zusammenhange nur wichtig, dass die verglichenen Pumpenräder in den Arbeitspunkten l5-19 die gleiche Flüssigkeitsmenge fördern. Der Kippunkt des Motors ist mit 14 bezeichnet worden und die Schnittpunkte der Kurven 9-13 mit der Kurve 8, sind die oben erwähnten Arbeits punkte l5-19.
Ein Zentrifugalpumpenaggregat kann natürlich prinzipiell bei allen Förderhöhen zwischen Null und der maximalen Förderhöhe, bei welcher die Pumpe keine Flüssigkeit mehr zu liefern vermag, sein. Man wird aber jedes Aggregat für eine bestimmte Nenn- förderhöhe dimensionieren. Manchmal wird auf dem Leistungsschild der Pumpe auch ein Förderhöhen- bereich angegeben.
In diesem Falle ist die oben genannte Nennförderhöhe sinngemäss in der Mitte des angegebenen Förderhöhenbereiches.
Bisher hat man bei Dimensionierung solcher Aggregate eine Laufradgrösse gewählt, die einem zwi schen den Punkten 18 und 19 auf der Kurve 8 liegenden Arbeitspunkt entspricht. Das entspricht einem Drehzahlschlupf zwischen 4 und 711/o der synchronen Drehzahl.
Die Laufradgrösse des Aggregates nach Fig. 1 ist nun so gewählt, dass der Arbeitspunkt zwischen den Punkten 15 und 17 auf der Kurve 8 liegt, z. B. im Punkt 16. Das entspricht einem Drehzahlschlupf zwischen 9 und 20 % und gestattet eine Gewichts- einsparung von bis zu 50 <RTI
ID="0002.0075"> % für das Aggregat im Verhältnis zu einem Aggregat gleichen Typs in der Grössenordnung von 5 kW mit einem Arbeitspunkt zwischen den Punkten 18 und 19. Der Wirkungs grad des Aggregates wird um etwa 15 0/a verschlech tert, da aber die Stromkosten bei derartigen Aggre gaten weniger Bedeutung haben, kann die Mehr ausgabe ausser acht gelassen werden.
Portable centrifugal pump unit The present invention relates to a portable centrifugal pump unit with an asynchronous AC motor which is cooled by the pumped liquid.
The type of aggregates mentioned are used, among other things, with bilge pumps within the construction area. It is desirable that such units have as low a dead weight as possible because they often have to be transported by hand.
The pump section of the unit is mainly dimensioned taking into account the amount of water to be pumped per unit of time at the nominal head.
The motor part of the unit is dimensioned with regard to the resulting nominal power of the pump part. In practice, it is common to dimension an asynchronous motor for a pump unit so that the motor, while the unit is in operation at the nominal delivery head and nominal AC voltage, has a speed slip between 4 and 7,
% of the synchronous speed.
It is known that the load on an asynchronous motor can be increased up to the breakpoint of the motor, that is to say up to the maximum torque of the motor that has been obtained by constantly increasing the load. In the vicinity of the tipping point, however, the efficiency of the engine is very low. With regard to the heat development in the motor, its efficiency, power factor and starting torque, the motor is not loaded more than a slip of about 7 0 / a of the synchronous speed in units that have been used up to now.
The present invention aims to create a portable centrifugal pump unit with an asynchronous alternating current motor, which is cooled by the pumped liquid, said type, which is significantly lighter than the known units available on the market.
A centrifugal pump needs a very small starting torque, and since the power requirement for such transportable units is usually of the order of 5 kW, one can also forego the consequences of a deteriorated power factor and a deteriorated efficiency. The heat development in the engine is also of little significance for engines with such good cooling options.
The unit according to the invention is characterized in that the impeller of the pump has such a size that the motor, when the unit is in operation at the nominal head and the nominal AC voltage, has a speed slip between 9 and 20% of the synchronous speed Speed has.
This has the advantage that the motor has a significantly lower weight and smaller dimensions in relation to the pump part of the unit. The weight savings achieved for: the unit: in practice, for example, reaches up to 50 1 / o, for a unit with a power requirement of 5 kW.
An aggregate of this size, for the transport of which two people are necessary under unfavorable conditions, if it is constructed in the conventional way, can, if it is dimensioned according to the invention, be transported under the same conditions by a single person, what a practical advantage is of great importance.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example, in which FIG. 1: shows an implementation example and where FIG. 2 shows comparative working curves for units according to the invention and for known units.
In Fig. 1, 1 is a hood which is provided with a suction cup 2 at its lower end. A housing 3 is arranged in the hood and contains an electric asynchronous motor, the shaft 4 of which is connected to the pump wheel 5 of a centrifugal pump 6. The hood 1 is provided at its upper end with an outflow opening 7 which functions as an outlet for the pumped liquid.
As the motor is housed in the hood, there are good options for cooling the motor, as the pumped liquid flows around it.
In Fig. 2, the abscissa of the diagram denotes the relationship between speed and synchronous speed of the AC motor. If the frequency of the electrical network is constant and only motors with one and the same number of poles are dealt with, the abscissa can also express the speed directly. The ordinate of the diagram denotes the torque applied by the engine and is divided into force kilogram centimeters.
Curve 8 is the working curve of the asynchronous electric motor of the example. The curve has a fully extended and a dashed part. The motor should only work in the part of the curve shown with the full line.
Curves 9, 10, 11, 12 and 13 are working curves of centrifugal pumps with different impeller sizes. So from five different units that are equipped with the same asynchronous motor. Curve 9 belongs to the largest pump wheel and curve 13 to the smallest pump wheel.
Each curve is drawn for the nominal head of the pump. First and foremost, the diameter of the pump wheel belonging to curve 9 is larger than that of the following wheel, etc .; However, the axial dimension of the wheel also plays a role, and in the present context it is only important that the compared pump wheels deliver the same amount of liquid at the operating points 15-19. The tipping point of the engine has been denoted by 14 and the intersection of curves 9-13 with curve 8, the above-mentioned working points are l5-19.
A centrifugal pump unit can of course in principle be at all delivery heads between zero and the maximum delivery head at which the pump is no longer able to deliver liquid. However, each unit will be dimensioned for a specific nominal delivery head. Sometimes a head range is also given on the nameplate of the pump.
In this case, the above-mentioned nominal delivery head is correspondingly in the middle of the specified delivery head range.
So far, when dimensioning such units, an impeller size has been chosen that corresponds to an operating point lying between points 18 and 19 on curve 8. This corresponds to a speed slip between 4 and 711 / o of the synchronous speed.
The impeller size of the unit according to FIG. 1 is now selected so that the operating point lies between points 15 and 17 on curve 8, e.g. B. in point 16. This corresponds to a speed slip between 9 and 20% and allows a weight saving of up to 50 <RTI
ID = "0002.0075">% for the unit in relation to a unit of the same type in the order of magnitude of 5 kW with an operating point between points 18 and 19. The efficiency of the unit is deteriorated by about 15 0 / a, but there The electricity costs are less important for such units, the increased expenditure can be disregarded.