Zentrifugal-UUmwälzpumpe Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine mo torisch angetriebene Zentrifugal-Umwälzpumpe mit einem Pumpenrad, das auf einer Welle sitzt, welche ebenfalls die Motorwelle bildet, und mit einem am einen Ende der Welle angeordneten einzigen Druck lager, das von aussen einstellbar ist.
Diese Bauart ist ausserordentlich wirksam in Verbindung mit Wasser-Umwälzsystemen, wie sie z. B. in Haushaltungs-Zentralheizungen zur Verwen dung gelangen, da ein kombiniertes Motor-Pumpen- aggregat erhalten wird, das eine flache Unterseite, eine verhältnismässig geringe Grösse und ein anspre chendes Äusseres aufweist, wobei sich dieses Aggregat leicht in ein Leitungssystem einbauen lässt. Darüber hinaus kann .die Leistung der Pumpe je nach Wunsch geändert werden, während der Motor mit optimaler Geschwindigkeit läuft.
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, unter Beibehaltung aller .dieser Vorteile die Gesamt höhe des Pumpen- und Motoraggregates wesentlich zu verkleinern, wobei gleichzeitig die Herstellung wirtschaftlicher und der Einbau erleichtert wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad so auf der erwähnten Welle ange ordnet ist, dass seine Einlassseite vom Motor abge kehrt und .dem einstellbaren Drucklager zugekehrt ist, wobei das letztere an dem vom Motor entfernten Wellenende angeordnet ist.
Die erfindungsgemässe Konstruktion kann ver wirklicht werden, gleichgültig wie die Pumpenrad achse in bezug auf die Basis des Aggregates verläuft. Ihre Vorteile zeigen sich aber am deutlichsten, wenn die Achse parallel zur Ebene der Basis oder Unter seite verläuft, und die gedrängteste Konstruktion wird dann erreicht, wenn,die fragliche Achse parallel zur Linie durch den Pumpenein- und -auslass ver läuft. Zweckmässig ist ein Induktionsmotor verwendet mit einem in der Flüssigkeit laufenden und gegen dieselbe abgedichteten Rotor.
In einem solchen Fall ist es besonders zweck mässig, einen Motor zu verwenden, der in einen Kunstharzblock eingegossen ist und welcher einen hohlen äusseren .Statur und einen von demselben um schlossenen Rotor aufweist, wobei der äussere Statur Lamellen und Wicklungen aufweist, welche in einen Block aus Kunstharz oder analogem Isoliermaterial eingegossen wird. Dabei können auch Befestigungs mittel vorgesehen sein, welche eine Öffnung aufwei sen, die nicht kleiner ist als der maximale Quer schnitt des Rotors, und wobei .diese Öffnung mit einer lösbaren Deckplatte versehen ist.
Während ein derartiger Motor in Verbindung mit Umwälzpumpen für Zentralheizungen sehr zweck mässig ist, weil er in Wasser laufen kann, ohne dass es nötig wäre, eine Dichtung zwischen Rotor und Statur vorzusehen, hat er doch einen Nachteil. Das vollständige Umhüllen des Stators durch einen Kunst harzblock hat zur Folge, dass im Falle der Beschädi gung einer seiner Feldwicklungen (d. h. der mit den Kernlamellen zusammenwirkenden Wicklungen, wel che den Statur bilden), z. B. während des Alterns des Kunstharzblockes oder durch anderweitige Be schädigung, z. B. durch Durchbrennen, ein Ersatz nicht ohne weiteres möglich ist.
Es ist dann vielmehr nötig, den ganzen Statorblock zu ersetzen.
Das ist namentlich bei Verwendung der Um- wäl.zpumpe in Zentralheizungen von Nachteil, weil der Ersatz des normalerweise von Wasser durch spülten Stators zur Folge hat, dass die ganze Anlage stillgesetzt werden muss.
Es wurde nun festgestellt, dass dieser Nachteil vermieden werden kann, wenn die Stator-Feldwick- lung unsymmetrisch nur auf einer Seite ,des Rotors angeordnet wird, ähnlich wie dies bei Elektromotoren mit seitlich versetzten Feldwicklungen der Fall ist, welche bisher verwendet wurden, um die Anzahl der Feldwicklungen zwecks Herstellung eines sehr billigen Motors auf ein Minimum zu reduzieren, und wenn überdies derjenige Teil des Stators, der mit der Feld- wicklung bzw. den Feldwicklungen in Verbindung steht, von den anderen den Rotor umgebenden Teilen lösbar ist.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform weist der fragliche Motor daher einen Rotor auf, der in einem hohlen äusseren Stator angeordnet ist, welch letzterer ein Hauptstatorsegrnent :umfasst, das eine Anzahl von magnetischen Kernlamellen aufweist, ,die um den Rotor angeordnet sind und welche eine durch eine entfernbare Deckplatte abschliessbare Stirnöffnung aufweisen. Durch diese Öffnung kann ,der Rotor eingeführt oder ausgefahren werden.
Die erwähnten magnetischen Elemente befinden sich in einem gegossenen Kunstharzblock oder in einem ana logen wasserbeständigen elektrischen Isoliermaterial. Dabei ist ein einen magnetischen Kern aufweisendes, seitlich versetztes Statorsegment vorgesehen, welches magnetische Kernelemente aufweist, welche direkt mit der Feldwicklung bzw. den Feldwicklungen in Verbind'ang stehen. Durch Erregung der letzteren kann der Rotor in Bewegung gesetzt werden.
Die magnetischen Kernelemente des Hauptstatorsegments und die abgebogenen Statorsegmente sind mit .auf- einanderpassenden Flächen nebeneinander angeord net, so dass ein geschlossener magnetischer Kreis von der Feldwicklung bzw. den Feldwicklungen über die erwähnten Segmente um den Rotor entsteht.
Dabei sind ,dann Mittel vorgesehen, um die erwähn ten aufeinanderpassenden Flächen lösbar in bezug aufeinander festzuhalten, wodurch das abgekröpfte Statorsegmenro auf einer Seite des Hauptstatorseg- mentes gehalten wird, wobei es von letzterem getrennt werden kann.
Bei einem Elektromotor sind die magnetischen Kernelemente sowohl des Hauptstatorsegmenbeis; wie auch das seitlich versetzte Statorsegmen aus einem Stapel von Lamellen gebildet. Zweckmässig sind lediglich die Lamellen .des Hauptstatorsegmentes in einen Kunstharzblock oder dergleichen eingegossen Natürlich kann. auch der andere Lamellenstapel ebenfalls eingehüllt sein, vorausgesetzt, dass dies ge trennt erfolgt.
Bei dieser Ausführungsform sind die wirksamen Teile der Pumpe in einen Block aus Kunstharz oder ähnlichem Isoliermaterial eingehüllt und dennoch kann. die auf dem abgekröpften Statorsegment ange ordnete Feldwicklung ohne weiteres ersetzt werden, soviel dies nötig ist, während das Hauptsegement an Ort und Stelle bleibt.
Sobald die reparierte oder neue Feldwicklung in die Pumpe eingesetzt worden ist, kann dieselbe wieder in Betrieb genommen werden, da .der magnetische Kreis .dann wieder vollständig ist.
Die aufeinanderliegenden Flächen sind zweck mässig durch eine Schwalbenschwanzverbindung lös- bar miteinander verbunden, wobei die Nute und die Rippe rechtwinklig zum Lamellenstapel verlaufen, welcher -den Kern des Stators bildet. Das Haupt statorsegment und das abgekröpfte oder versetzte Statorsegment können dann durch einfache Längs bewegung voneinander getrennt werden.
Das das Hauptstatorsegment umgebende Isolier material bedeckt zweckmässig lediglich dessen äussere Oberflächen. Namentlich die aufeinanderliegenden Flächen des Hauptsegmentes und es abgekröpften Segmentes bleiben zweckmässig unbedeckt, um da durch den magnetischen Kreis nicht zu beeinträch tigen.
Der gegossene oder gepresste Kunstharzblock bil det den Hauptkörper oder das Gelstell der Pumpe. Er kann sich auch über ein Ende des Rotorgehäuses erstrecken, um einen zusammenhängenden Deckel zu bilden. An jenem Ende kann der Deckel, gleich gültig ob, er in der beschriebenen Weise zusammen hängend ist oder eine getrennte Deckplatte bildet, nötigenfalls mit einem Lager für das eine Ende der Rotorwelle versehen sein.
In der Zeichnung sind einige beispielsweise Aus führungsformen des Erfindungsgegenstandes darge stellt, und zwar zeigt: Fig. l eine erste Ausführungsform einer Umwälz- pumpe z. B. für Zentralheizungen in einem Vertikal schnitt, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung einer Variante, Fig. 3 ein Vertikalschnitt längs der Linie III-III der Fig. 4, welch letztere einen Elektromotor zeigt, welcher demjenigen der Fig. 1 und 2 ähnlich ist,
und Fig.4 einen Horizontalschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse der Zentri- fugalpumpe umfasst ein spiralförmiges Gussstück 1 und eine Guss-Abschlussplatte 2, welche durch Schraubenbolzen 4 und Muttern 3, von welchen ledig lich ein Paar .dargestellt ist, miteinander verbunden sind.
Die genannten Bolzen und Muttern 4 bzw. 3 sind über den Umfang der beiden erwähnten Guss- stücke vertieilt und in Löchern der letzteren. unter gebracht. Diese Gussstücke 1 und 2 umschliessen eine im wesentlichen zylindrische Pumpenkammer 5, welche mit einem spiralförmigen .Durchgang 6 kom muniziert. Letzterer befindet sich im spiralförmigen Gussstück 1 und verläuft um die Aussenseite der Pumpenkammer 5 herum.
Ein Stutzen 7 bildet den Pumpenauslass.
In der Pumpenkammer 5 befindet sich das För- der- oder Laufrad 8, das drehbar auf der Welle 9 sitzt. Diese letztere ist mit ihrem einen Ende durch ein Lager 10 durch die Abschlussplatte 2 hindurchge führt, während ihr anderes Ende in einem im Guss- stück 1 angeordneten Lager 11 gelagert ist. Auf einer ringförmigen Nabe 14, die mit Aussengewinde versehen ist, ist eine Kappe 13 aufgeschraubt. In der Kappe 13 ist ein Drucklager 15 untergebracht, auf welches sich das angrenzende Ende der Welle 9 abstützt.
Das Drucklager 15 kann aus irgendeinem geeigneten Lagermetall oder, vielleicht noch besser, aus Polytetrafluoräthylen bestehen. Die axiale Stel lung des Lagers kann mittels der von aussen ver stellbaren Einstellschraube 16 eingestellt und reguliert werden.
Auf dem linken Ende (siehe Fig. 1) der Welle 9, nach ihrem Durchgang durch das Lager 10, sitzt der Rotor 17 des Elektromotors mit abgedichtetem Ro tor, der die Pumpe antreibt. Der Rotor 17 sitzt auf der Welle 9 und befindet sich innerhalb eines Motor gehäuses, welches einen den Rotor 17 umgebenden Stapel von laminierten Magnetkernen 18 umfasst und durch einen gespritzten Kunstharzblock 19, z. B. aus Polypropylen gebildet ist.
Dieser Block 19 weist auch einen mit Innengewinde versehenen Abschluss- ring 20 auf, welcher mit einer zylindrischen Nabe 21 auf der Aussenseite der Abschlussplatte 2 verschraubt ist. Durch diese Nabe 21 hindurch erstrecken sich Kanäle 22, durch welche Wasser aus der Pumpen kammer 5 zwecks Kühlung des Motors hindurch strömen kann. Der Eintritt von grösseren Feststoff teilen wird durch ein Drahtsieb 23 verhindert.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Rotor 17 inner halb .des Motorgehäuses durch nichts als durch die Welle 9 gestützt. Nötigenfalls kann aber natürlich auf der Stirnwand 24 ein Lager für das freie Wellen ende vorgesehen sein, wie :dies bei der Ausführungs form gemäss Fig. 2 der Fall ist. Bei dieser letzteren Ausführungsform fehlt die gesonderte Abschlussguss- platte 2, und deshalb muss die Welle 9 im Motor gehäuse durch ein Lager 10A gestützt werden.
Bei beiden Ausführungen gemäss den Fig. 1 und 2 kann die Stirnwand 24 nicht aus einem Stück mit dem übrigen Gehäuse, sondern als lösbare Kappe ausge bildet sein.
Das magnetische Lam@ellenpaket 18 weist aus dem Kunstharzblock 19 vorstehende Arme 25 auf, von welchen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist. Diese Arme 25 stehen in lösbarer Verbindung mit einem versetizt angeordneten bzw. abgekröpften Feld- Kernlamellenpaket 26, auf welchem eine Spule 27 aus Kunstharz oder .dergleichen angebracht ist. Um diese Spule ist die schematisch angedeutete Feldwicklung 28 gewunden.
Unter Bezugnahme auf die Fig.3 und 4 soll nun eine bevorzugte Ausführungsform eines Motors beschrieben werden, welcher sich besonders zur Ver wendung in einigen Ausführungen der erfindungs gemässen Pumpe eignet. Der in diesen Figuren dar gestellte Elektromotor weist einen Rotor 17 auf, der auf einer Welle 9 sitzt. Das aus dem Motorgehäuse heraustretende Ende der Welle 9 ist in nicht darge stellter Weise mit einer Pumpe der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art verbunden.
Der Rotor 17 ist in einem Hauptstatorsegment 40 unaergebracht, wel ches durch ein einheitliches Kunstharzguss- oder Pressstück 19 gebildet ist. Letzteres kann beispiels weise aus einem Acetal- oder Epoxykunstharz, aus Polytetrafluoräthylen, oder aus einem Material auf der Basis von Polytetrafluoräthylen bestehen. Der Block 19 umschliesst eine Reihe von Bestandteilen, insbesondere die Kernlamellen 18, die durch Nieten 41 zu einem Paket zusammengehalten werden.
Der Block 19 wird durch die Stirnwand 24 abge schlossen, welche ein Lager 10A trägt. Letzteres kann aus irgendeinem geeigneten Lagermetall oder aus Polytetrafluoräthylen bestehen und es nimmt das äussere Ende der Welle 9 auf. Die Stirnwand 24 ist in einem Stück mit dem Block 19 gegossen oder ge presst.
Am unteren Ende des Hauptstatorsegmentes weist der Block 19 einen Abschlussring 20 auf, der mit Innengewinde versehen ist und der eine Öffnung aufweist, durch welche der Rotor eingeführt oder ausgefahren werden kann. Mit dem Abschlussring ist die mit Aussengewinde versehene, ringförmige Nabe 21 der Deckplatte 2 der Pumpe verschraubt, welche durch den Motor angetrieben wird. Die Deckplatte 2 trägt ein Lager 10 für die Welle 9 und überdies ist sie mit Kanälen 22 versehen, durch welche Pumpenwasser zwecks Kühlung des Motors hindurchströmen kann.
Die Kanäle sind durch Siebe 23 abgedeckt, um den Eintritt von grösseren Fest- stoffteilen zu verhüten.
Aus dem Kunstharzgehäuse 19 des Statorseg- mentes 40 ragen Arme 25A und 25B des Lamellen paketes 18 heraus. Die Enden der Arme sind so ge formt, dass sie eine schwalbenschwanzförmige Nute bilden, welche rechtwinklig zur Ebene des Lamellen paketes verläuft. Diese Nute umfasst eine entspre chend geformte und dimensionierte schwalben- schwanzförmige Rippe des Statorsegmentes 42, die ebenfalls rechtwinklig zum Lamellenpaket 26 ver läuft.
Letzteres wird durch Nieten 43 zusammenge halten. .Die zusammengehörenden Flächen 44A und 44B von Rippe und Nute schliessen den magnetischen Kreis zwischen dem Hauptsegment 40 und dem versetzten Segment 42 und sie ermöglichen die Sätti gung des ersteren durch den magnetischen Fluss, der durch die Erregung der Feldwicklung 28 erzeugt wird, .die um die Kunstharzspule 27 gewunden ist. Diese Spule ist um das Lamellenpaket 26 herum ange ordnet.
Die Erregung der Feldwicklung 28 setzt somit den Rotor 17 in Drehung, wobei die selbst startende Wirkung durch die überlappenden Pol ringe 45 (Fig. 4) gesichert wird.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung ist die folgende: Wenn nie Feldwicklung 28 erregt wird, setzt sich der Rotor 17 in Drehung und über die Welle 9 dreht er das Pumpenrad B. Dasselbe saugt Wasser vom Ein lass 29 in der Richtung des Pfeiles A in die mittlere Einlassseite des Pumpenrades, wie dies durch die Pfeile B angedeutet ist.
Durch Zentrifugalkraft wird das Wasser alsdann in oder Richtung der Pfeile C und D nach aussen in die Pumpenkammer 5 ge schleudert, wodurch, innerhalb der Pumpenkammer 5 auf der Auslassseite des Pumpenrades ein grösserer Druck erzeugt wird als auf der Einlassseite desselben, d. h. im Bereich B. Dieser erhöhte Druck bewirkt den Ausfluss des Wassers in der Richtung .des Pfeiles E ,durch den Durchgang 6 in den Auslassstutzen 7. Der fragliche erhöhte Druck hat auch zur Folge, dass das Pumpenrad 8 in der Richtung F gedrückt wird, wodurch die Welle 9 gegen das Drucklager 15 gedrückt wird.
Es ist jedoch ersichtlich, dass während die Ring platte 30, die auf der Einlassseite des Pumpenrades 8 liegt, in, unmittelbarer Nähe der benachbarten Fläche 31 des spiralförmigen Gehäuses 1 dargestellt ist, die axiale Länge des Laufradmantels 32 kleiner ist als die radiale Länge des Laufrades 8 im Ge häuse 1.
Durch Verstellung der axialen Lage. des Drucklagers vermittels der Stellschraube 16 wird somit die Entfernung zwischen :der Platte 30 und der Fläche 31 geändert. ,Dadurch wird die Grösse des Rückflussweges für das Wasser aus der Kammer 5 zum Einlass 29 zwischen diesen Flächen geändert. Längs dieses, durch die gestrichelten Pfeile G und H angedeuteten Rückflussweges kann sich der innerhalb der Kammer 5 erzeugte Druck natürlich eher gegen den Pumpeneinlass zurück, als zum Pumpenauslass entladen.
Je mehr dies der Fall ist, umso kleiner ist die aus dem Auslassstutzen 7 austretende Wasser menge. Durch Veränderung der axialen Lage der Welle 9 durch Verstellung der Stellschraube 16 lässt sich somit auf sehr einfache Weise das durch die Pumpe geförderte Wasser regulieren, während dabei der Motor immer mit der optimalen Geschwilndig- keit läuft. Die Gesamthöhe des ganzen Aggregates kann dadurch wesentlich vermindert werden.
Dies ist aus den Zeichnungen nicht ohne weiteres ersicht lich, da dieselben zur Verbesserung des Verständ nisses etwas vereinfacht und verzerrt gezeichnet wor den sind. Inder Praxis kann die Konstruktion aber sehr gedrängt sein und ein entsprechendes Äusseres aufweisen.
Es ist in der Zeichnung namentlich wegen der leichteren ,Darstellbarkeit die versetzte oder ab gekröpfte Feldwicklung (25, 26, 27 und 28) vertikal über dem eigentlichen Motorgehäuse dargestellt. Die selbe kann aber auch in einer horizontalen Ebene mit der Motorwelle liegen. Natürlich können die Muttern und Bolzen 3 bzw. 4, welche die Gehäuse teile zusammenhalten, auch anderswo als oben am Umfang angeordnet sein, wodurch .die Höhe des Aggregates weiter vermindert und das Aussehen ver bessert wird.
Die Erfindung ist natürlich auch nicht auf Motore mit abgekröpfter oder versetzter Feld wicklung beschränkt. Es ist auch nicht nötig, einen Induktionsmotor zu verwenden, vorausgesetzt dass gewisse, dem Fachmann ohne weiteres erkennbare Änderungen vorgenommen werden. Die Verwendung eines. Induktionsmotors mit einem im Wasser lau fenden, abgedichteten Rotor empfiehlt sich aber wegen der wirtschaftlichen Herstellungsmöglichkeit, wegen :der Zuverlässigkeit im Gebrauch und dem leichten Unterhalt.
Namentlich bei Verwendung eines Motors mit versetzten Feldwicklungen ist eine be sonders gedrängte Konstuktion möglich, wobei gleich- zeitig die Feldwicklungen leicht entfernt und versetzt werden können, ohne dass es nötig wäre, das Aggregat zu lösen.
Centrifugal circulation pump The subject of the present invention is a motor-driven centrifugal circulation pump with an impeller that sits on a shaft, which also forms the motor shaft, and with a single pressure bearing at one end of the shaft that is adjustable from the outside.
This type of construction is extremely effective in conjunction with water circulation systems, such as those used for. B. in household central heating for use, because a combined motor-pump unit is obtained, which has a flat bottom, a relatively small size and anspre sponding exterior, this unit can easily be installed in a pipe system. In addition, the pump output can be changed as desired while the engine is running at optimal speed.
It has now been found that it is possible, while maintaining all of these advantages, to significantly reduce the overall height of the pump and motor unit, while at the same time making the production more economical and simplifying the installation.
The invention is characterized in that the impeller is arranged on the shaft mentioned in such a way that its inlet side turns away from the motor and faces the adjustable thrust bearing, the latter being arranged on the shaft end remote from the motor.
The construction according to the invention can be realized ver, no matter how the impeller axis runs with respect to the base of the unit. Its advantages are most evident when the axis runs parallel to the plane of the base or underside, and the most compact construction is achieved when the axis in question runs parallel to the line through the pump inlet and outlet. An induction motor is expediently used with a rotor running in the liquid and sealed against it.
In such a case, it is particularly useful to use a motor which is cast in a synthetic resin block and which has a hollow outer .Stature and a rotor enclosed by the same, the outer stature having lamellae and windings which are in a block is cast in synthetic resin or similar insulating material. In this case, fastening means can also be provided which have an opening which is not smaller than the maximum cross-section of the rotor, and which opening is provided with a detachable cover plate.
While such a motor in conjunction with circulation pumps for central heating is very useful because it can run in water without the need to provide a seal between the rotor and stature, it has a disadvantage. The complete covering of the stator by a synthetic resin block has the consequence that in the event of damage to one of its field windings (i.e. the windings cooperating with the core laminations which form the stator), e.g. B. during the aging of the resin block or by other loading, z. B. by burning through, a replacement is not easily possible.
Rather, it is then necessary to replace the entire stator block.
This is a disadvantage, especially when using the circulation pump in central heating systems, because replacing the stator that is normally flushed with water means that the entire system has to be shut down.
It has now been found that this disadvantage can be avoided if the stator field winding is arranged asymmetrically only on one side of the rotor, similar to what is the case with electric motors with laterally offset field windings, which were previously used for the To reduce the number of field windings to a minimum for the purpose of producing a very cheap motor, and if, moreover, that part of the stator which is connected to the field winding or the field windings can be detached from the other parts surrounding the rotor.
According to an advantageous embodiment, the motor in question therefore has a rotor which is arranged in a hollow outer stator, the latter comprising a main stator segment, which has a number of magnetic core lamellas, which are arranged around the rotor and which one can be removed by a Have cover plate lockable front opening. The rotor can be inserted or extended through this opening.
The magnetic elements mentioned are located in a cast synthetic resin block or in an analogous water-resistant electrical insulating material. In this case, a laterally offset stator segment having a magnetic core is provided which has magnetic core elements which are directly connected to the field winding or the field windings. The rotor can be set in motion by exciting the latter.
The magnetic core elements of the main stator segment and the bent stator segments are arranged next to one another with surfaces matching one another, so that a closed magnetic circuit is created from the field winding or the field windings over the mentioned segments around the rotor.
Means are then provided to releasably hold the aforementioned mating surfaces in relation to one another, as a result of which the offset stator segment is held on one side of the main stator segment, whereby it can be separated from the latter.
In an electric motor, the magnetic core elements are both of the main stator segment; as well as the laterally offset stator segments formed from a stack of laminations. Only the lamellas of the main stator segment are expediently cast in a synthetic resin block or the like. the other stack of lamellas must also be wrapped, provided that this is done separately.
In this embodiment, the effective parts of the pump are encased in a block of synthetic resin or similar insulating material and yet can. the field winding arranged on the cranked stator segment can be easily replaced, as much as is necessary, while the main segment remains in place.
As soon as the repaired or new field winding has been inserted into the pump, the same can be put into operation again, since .the magnetic circuit .then is complete again.
The surfaces lying on top of one another are expediently releasably connected to one another by a dovetail connection, the groove and the rib running at right angles to the lamellar stack which forms the core of the stator. The main stator segment and the offset or offset stator segment can then be separated from one another by simple longitudinal movement.
The insulating material surrounding the main stator segment expediently only covers its outer surfaces. In particular, the surfaces of the main segment lying on top of one another and the cranked segment remain expediently uncovered in order not to be adversely affected by the magnetic circuit.
The cast or pressed resin block forms the main body or gel base of the pump. It can also extend over one end of the rotor housing to form an integral cover. At that end, the cover, regardless of whether it is suspended in the manner described or forms a separate cover plate, can, if necessary, be provided with a bearing for one end of the rotor shaft.
In the drawing, some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: FIG. 1 shows a first embodiment of a circulating pump z. B. for central heating in a vertical section, Fig. 2 is a similar representation of a variant, Fig. 3 is a vertical section along the line III-III of FIG. 4, the latter showing an electric motor which is similar to that of FIGS ,
and FIG. 4 shows a horizontal section along the line IV-IV in FIG. 3.
The housing of the centrifugal pump shown in FIG. 1 comprises a spiral cast piece 1 and a cast end plate 2, which are connected to one another by screw bolts 4 and nuts 3, of which only a pair is shown.
The mentioned bolts and nuts 4 and 3 are distributed over the circumference of the two mentioned castings and in holes of the latter. brought under. These castings 1 and 2 enclose an essentially cylindrical pump chamber 5 which communicates with a spiral-shaped .Durchgang 6. The latter is located in the spiral-shaped casting 1 and runs around the outside of the pump chamber 5.
A connector 7 forms the pump outlet.
In the pump chamber 5 there is the delivery or impeller 8 which is rotatably seated on the shaft 9. One end of the latter is guided through a bearing 10 through the end plate 2, while its other end is mounted in a bearing 11 arranged in the casting 1. A cap 13 is screwed onto an annular hub 14 which is provided with an external thread. A thrust bearing 15 is housed in the cap 13, on which the adjacent end of the shaft 9 is supported.
The thrust bearing 15 may be any suitable bearing metal or, perhaps better still, polytetrafluoroethylene. The axial position of the bearing can be adjusted and regulated by means of the adjustable screw 16 from the outside.
On the left end (see Fig. 1) of the shaft 9, after its passage through the bearing 10, the rotor 17 of the electric motor sits with a sealed Ro tor, which drives the pump. The rotor 17 sits on the shaft 9 and is located within a motor housing, which comprises a stack of laminated magnetic cores 18 surrounding the rotor 17 and by an injection-molded synthetic resin block 19, for. B. is formed from polypropylene.
This block 19 also has an internally threaded end ring 20 which is screwed to a cylindrical hub 21 on the outside of the end plate 2. Channels 22 extend through this hub 21 through which water can flow from the pump chamber 5 for the purpose of cooling the motor. The entry of larger solids is prevented by a wire screen 23.
As can be seen from FIG. 1, the rotor 17 is supported by nothing but the shaft 9 within the motor housing. If necessary, however, a bearing for the free shaft end can of course be provided on the end wall 24, as is the case with the embodiment according to FIG. In this latter embodiment, the separate cover casting plate 2 is missing, and therefore the shaft 9 must be supported in the motor housing by a bearing 10A.
In both embodiments according to FIGS. 1 and 2, the end wall 24 cannot be formed in one piece with the rest of the housing, but rather as a detachable cap.
The magnetic disk pack 18 has arms 25 protruding from the synthetic resin block 19, of which only one is shown in the drawing. These arms 25 are releasably connected to a staggered or cranked field core lamella pack 26 on which a coil 27 made of synthetic resin or the like is attached. The schematically indicated field winding 28 is wound around this coil.
With reference to FIGS. 3 and 4, a preferred embodiment of a motor will now be described which is particularly suitable for use in some embodiments of the pump according to the invention. The electric motor presented in these figures has a rotor 17 which sits on a shaft 9. The emerging from the motor housing end of the shaft 9 is connected in a manner not presented Darge with a pump of the type shown in Figs.
The rotor 17 is mounted in a main stator segment 40 which is formed by a unitary synthetic resin cast or pressed piece 19. The latter can, for example, consist of an acetal or epoxy resin, polytetrafluoroethylene, or a material based on polytetrafluoroethylene. The block 19 encloses a number of components, in particular the core lamellas 18, which are held together by rivets 41 to form a package.
The block 19 is closed abge by the end wall 24 which carries a bearing 10A. The latter can consist of any suitable bearing metal or of polytetrafluoroethylene and it takes the outer end of the shaft 9 on. The end wall 24 is cast or pressed in one piece with the block 19.
At the lower end of the main stator segment, the block 19 has an end ring 20 which is provided with an internal thread and which has an opening through which the rotor can be inserted or extended. The annular hub 21, provided with an external thread, of the cover plate 2 of the pump, which is driven by the motor, is screwed to the end ring. The cover plate 2 carries a bearing 10 for the shaft 9 and moreover it is provided with channels 22 through which pump water can flow for the purpose of cooling the motor.
The channels are covered by sieves 23 in order to prevent larger solid particles from entering.
From the synthetic resin housing 19 of the stator segment 40, arms 25A and 25B of the lamella packet 18 protrude. The ends of the arms are shaped in such a way that they form a dovetail-shaped groove, which runs at right angles to the plane of the lamella pack. This groove comprises a correspondingly shaped and dimensioned dovetail-shaped rib of the stator segment 42, which also runs at right angles to the disk pack 26.
The latter is held together by rivets 43. The mating surfaces 44A and 44B of the rib and groove complete the magnetic circuit between the main segment 40 and the offset segment 42 and allow the former to be saturated by the magnetic flux generated by the excitation of the field winding 28 the synthetic resin coil 27 is wound. This coil is arranged around the disk pack 26 around.
The excitation of the field winding 28 thus sets the rotor 17 in rotation, the self-starting effect being secured by the overlapping pole rings 45 (FIG. 4).
The mode of operation of the described exemplary embodiments of the invention is as follows: If the field winding 28 is never energized, the rotor 17 starts to rotate and via the shaft 9 it rotates the impeller B. The same sucks water from the inlet 29 in the direction of arrow A. into the middle inlet side of the pump wheel, as indicated by the arrows B.
The water is then thrown outward into the pump chamber 5 by centrifugal force in or in the direction of the arrows C and D, whereby a greater pressure is generated inside the pump chamber 5 on the outlet side of the pump wheel than on the inlet side of the same, i.e. H. in area B. This increased pressure causes the water to flow out in the direction of the arrow E, through the passage 6 into the outlet connection 7. The increased pressure in question also has the consequence that the pump wheel 8 is pressed in the direction F, whereby the shaft 9 is pressed against the thrust bearing 15.
It can be seen, however, that while the annular plate 30, which is on the inlet side of the impeller 8, is shown in the immediate vicinity of the adjacent surface 31 of the spiral-shaped housing 1, the axial length of the impeller shell 32 is smaller than the radial length of the impeller 8 in housing 1.
By adjusting the axial position. of the thrust bearing by means of the adjusting screw 16, the distance between the plate 30 and the surface 31 is thus changed. This changes the size of the return path for the water from chamber 5 to inlet 29 between these areas. Along this return flow path, indicated by the dashed arrows G and H, the pressure generated within the chamber 5 can of course be discharged back towards the pump inlet rather than to the pump outlet.
The more this is the case, the smaller the amount of water emerging from the outlet nozzle 7. By changing the axial position of the shaft 9 by adjusting the adjusting screw 16, the water delivered by the pump can thus be regulated in a very simple manner, while the motor is always running at the optimum speed. The total height of the whole unit can be reduced significantly.
This is not readily apparent from the drawings, since they are drawn somewhat simplified and distorted to improve understanding. In practice, however, the construction can be very compact and have a corresponding appearance.
In the drawing, the offset or cranked field winding (25, 26, 27 and 28) is shown vertically above the actual motor housing because it is easier to represent. The same can also be in a horizontal plane with the motor shaft. Of course, the nuts and bolts 3 and 4, which hold the housing parts together, can also be arranged elsewhere than above on the circumference, which further reduces the height of the unit and improves the appearance.
The invention is of course not limited to motors with angled or offset field winding. Nor is it necessary to use an induction motor, provided that certain changes are made which will be readily apparent to those skilled in the art. Using a. Induction motor with a sealed rotor running in the water is recommended because of the economic production possibility, because of: the reliability in use and easy maintenance.
Particularly when using a motor with staggered field windings, a particularly compact design is possible, with the field windings being able to be easily removed and relocated at the same time without the need to detach the unit.