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Vorrichtung zum Gängigmachen einer infolge Verschmutzung od. dgl.
festsitzenden, elektrisch angetriebenen Umwälzpumpe Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Gängigmachen einer infolge Verschmutzung od. dgl. festsitzenden,
elektrisch angetriebenen Umwälzpumpe, bei der weder der Rotor des Elektromotors
noch das Laufrad der Pumpe noch deren Welle von außen her zugänglich sind, mittels
eines in einer Wand des Pumpengehäuses, vorzugsweise quer zur Pumpenachse gelagerten
Betätigungsgliedes, das an seinem einen Ende mittels einer Verzahnung mit der Pumpenwelle
kuppelbar und an seinem äußeren Ende von Hand drehbar ist.
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Bei Umwälzpumpen, deren Rotor des Elektromotors und deren Förderorgan
zu einer konstruktiven Einheit ausgebildet und so eingebaut sind, daß weder der
Rotor noch das Laufrad der Pumpe noch deren Welle von außen her zugänglich sind,
besteht im Falle einer Drehhemmung zufolge Verschmutzung oder Korrosion keine Möglichkeit,
von außen her auf mechanische Weise diese Drehhemmung zu beseitigen. Da in vielen
Fällen das elektromagnetisch erzeugte Drehmoment des Antriebsmotors selbst bei Überspannung
nicht genügt, um die Drehhemmung zu überwinden, müssen solche Umwälzpumpen bei Drehhemmung
jeweils ausgebaut und vorher die gesamte zu fördernde Flüssigkeit abgelassen werden.
Bei Umwälzpumpen, welche, wie bei Zentralheizungsanlagen, unter Verschmutzung leiden,
bedeutet eineDrehhemmung eine schwere Störung im Betrieb und verursacht nicht nur
eine höchst unerwünschte längere Unter-
Brechung, Wärmeverluste
des abgelassenen Wassers usw., sondern auch ganz beträchtliche Kosten für die Behebung
der Störung.
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An einer überwachungsvörrichtung für Kreispumpen, welche eine Flügelpumpe
und einen Elektromotor enthalten, die auch als Vorrichtung zum Gängigmachen eines
infolge Verschmutzung festsitzenden Pumpenrotors benutzbar ist, ist bereits vorgeschlagen,
durch eine Führung, welche eine der Wände zwischen dem Luftraum und einem mit dem
Innern der Pumpe in Verbindung stehenden Raum durchsetzt, eine Stange hindurchzuführen,
die an ihrem einen Ende ein Betätigungsglied trägt, das mittels einerZahnung mit
derPumpenwelle kuppelbar und an seinem äußeren Ende von Hand drehbar ist, wobei
eine aufschraubbare Kappe das über den Spalt zwischen der Führung und der Stange
hindurchtretende Sickerwasser zurückhält, dessen Austritt während des Gängigmachens
aber nicht verhindert. Durch eine direkte Drehung der Pumpenwelle lassen sich Blockierungen
nicht immer schnell genug beseitigen, wobei auch nicht gewährleistet ist, daß die
Vorrichtung zum Gängigmachen nur im stromlosen Zustand des Pumpenmotors betätigt
werden kann. Es muß aber unter allen Umständen verhindert werden, daß nach Beseitigung
einer Drehhemmung bei noch eingeschaltetem oder bereits wieder eingeschaltetem Motorstrom
der Motor das noch gekuppelte Betätigungsglied der Vorrichtung antreibt, da dadurch
schwere Unfälle entstehen können.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine wirksamere
und gleichzeitig unfallsichere Deblockierung, als bisher vorgeschlagen, zu ermöglichen,
und besteht darin, daß eine mit einem Ritzel versehene, als Betätigungsglied dienende
Welle flüssigkeitsdicht durch das Pumpengehäuse axial verschieblich hindurchgeführt
ist, die sich normalerweise infolge der Einwirkung einer Rückstellfeder außer Eingriff
mit einem mit dem Pumpenrotor in Verbindung stehenden Zahnkranz befindet und bei
einer Verschiebebewegung, die den Eingriff herstellt, elektrische Kontakte betätigt,
welche die Stromzufuhr zum Motor unterbrechen.
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Es handelt sich hierbei also um eine mechanische Vorrichtung zum Gängigmachen,
welche nur bei abgestelltem Strom des Pumpenmotors mit dem mit dem Pumpenrotor in
Verbindung stehenden Zahnkranz kuppelbar ist und infolge der sich aus dem Verhältnis
der Zähnezahlen von Ritzel und Zahnkranz ergebenden Untersetzung leicht und wirkungsvoll
von Hand betätigbar ist, so daß in kürzester Zeit auch starke Drehhemmungen beseitigt
werden können.
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Der Eingriff bzw. die Kupplung der mechanischenVorrichtung mit dem
drehgehemmtenLaufrad oder dessen Welle erfolgt durch Drücken und Verschieben der
Betätigungswelle. Dieses Niederdrücken erfolgt vorteilhafterweise mit einem Vier-oder
Sechskantspezialschlüssel. In der gedrückten Stellung, d. h. im Eingriff, wird mit
dem Schlüssel vonHand eineDrehbewegung durchgeführt, welche eine Drehung des Rotors
bzw. des Laufrades zur Folge hat. Vorteilhafterweise wird eine solche Untersetzung
gewählt, daß von Hand eine Drehbewegung selbst stark gehemmter Teile möglich ist.
Die Ursache der Drehhemmung wird durch eine Verdrehung erfahrungsgemäß meist sofort
beseitigt, so daß der Schlüssel sofort zurückgezogen werden kann und die in die
mechanische Vorrichtung eingebaute Feder die Außereingriffstellung der als Übertragungsorgane
vorgesehenen Zahnräder selbsttätig bewirkt und zugleich die Stromzufuhr zum Motor
wiederherstellt. Durch Wiedereinschalten des Motorstromes zeigt sich sofort, ob
die Drehhemmung endgültig beseitigt worden ist.
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Eine weitere Aufgabe, die sich die Erfindung gestellt hat, besteht
darin, die axial verschiebliche Betätigungswelle trotz der flüssigkeitsdichten Durchführung
so leichtgängig wie möglich zu machen, um einerseits mit möglichst geringer Dichtung,
andererseits auch mit geringer Federspannung der Rückstellfeder auskommen zu können.
Nach der Erfindung geschieht dies dadurch, daß der am Laufrad der Pumpe stirnseitig
angeordnete Zahnkranz mit seiner Verzahnung in einen vom Flüssigkeitsstrom abseitigenRingraum
imZentralpumpengehäuse hineinragt, der mit dem äußeren Pumpenkörper durch einen
angegossenen, den Strömungskanal durchquerenden Rohrkörper verbunden ist.
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Auf diese Weise wird die Drehübertragung auf das Pumpenrad zum Zwecke
des Gängigmachens innerhalb eines eine im wesentlichen stehendeFlüssigkeit aufweisenden
Hohlraumes übertragen, wobei die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit an diesem
Hohlraum vorbeiströmt, wodurch die erzielbare Dichtigkeit an der Betätigungswelle
wesentlich verbessert wird, so daß man mit geringeren Packungen auskommen kann.
Infolge der leichteren Verschiebbarkeit der Betätigungswelle wird auch die exakte
Schaltung der Verriegelungskontakte für den Pumpenmotor verbessert.
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Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß die Zähne des Ritzels nicht über den Wellendurchmesser hinausstehen und das
Ritzel in ausgerückter Stellung in die Bohrung des Pumpenkörpers eintaucht. Hierdurch
ist das Ritzel in der Ruhestellung ganz oder mindestens teilweise aus dem Strömungsweg
der Druckflüssigkeit herausgebracht, so daß Wirbel und Druckstauungen, welche zu
Undichtigkeiten führen können, an der Welle nicht auftreten.
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Schließlich dient es der weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Rahmen
des Erfindungsgedankens, die an sich bekannte, das Bedienungsorgan abdeckendeKappe
so auszubilden, daß dieEntfernung der Abdeckung eine Tafel freigibt, die vor der
Betätigung bei laufendemPumpenmotor warnt. Wenn auch bei Axialverschiebung des Bedienungsorgans
die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen wird, so würde doch ein unachtsames Einkuppeln
zu einem Zahnbruch der Zähne führen können, weil der Pumpenmotor und mit ihm der
Pumpenrotor eine gewisse Zeit für das Auslaufen bis zum Stillstand benötigt. Es
genügt jedoch eine relativ kurze Zeit
zwischen dem Ausschalten des
Motorstromes und des Beginns des Eingriffes der Verzahnung, weil mit Abschalten
des Motorstromes das Antriebsdrehmoment verschwindet. Nach Ausschalten des Motorstromes
nimmt die Drehzahl des Rotors erfahrungsgemäß, besonders bei kleinen Schwungmassen,
unter der hydraulischen Belastung der Pumpe so rasch ab, daß bei nicht zu schneller
Axialverschiebung des Ritzels keine Gefahr der Zerstörung der Verzahnung besteht.
Die nach Entfernung der Abdeckkappe sichtbar werdende Warnungsinschrift soll verhindern,
daß dieVorrichtung zum Gängigmachen von Unberufenen im betriebsgemäßen normalen
Lauf des Motors betätigt wird. Für den Fall aber, daß der Motor bereits steht und
die Vorrichtung zum Gängigmachen betätigt wird, wird durch die dann selbsttätig
bewirkte elektrische Verriegelung des Motors die Stromzufuhr zum Motor, auch wenn
er von anderer Stelle wieder eingeschaltet sein sollte, so lange unterbrochen, wie
der Zahneingriff zwischen dem Betätigungsglied und dem am Pumpenrotor angeordneten
Zahnkranz besteht. Mit anderen Worten, es wird die Stromzufuhr zum Motor immer erst
wiederhergestellt, wenn die Vorrichtung zum Gängigmachen wieder außer Wirkung steht.
Damit wird einerseits die Unfallgefahr beim Wiedergängigmachen von festsitzenden
elektrisch angetriebenen Umwälzpumpen verringert, andererseits das Arbeiten mit
der Vorrichtung zum Gängigmachen erleichtert, weil durch das Wechselspiel des Ausschaltens
und Wiedereinschaltens in Abhängigkeit von der Verschiebung des Betätigungsgliedes
der Vorrichtung sofort angezeigt wird, ob die Drehhemmung endgültig beseitigt worden
ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Die Vorrichtung zum Gängigmachen besteht aus einer axial verschiebbaren
Welle i, deren Achse einen beliebigen Winkel mit der Achse der Welle 13 des
Laufrades bzw. des Rotors bildet. In der Welle i ist am inneren Ende eine Verzahnung
2 eingefräst, oder es ist ein separates Ritzel2 aufgesetzt. Im Gehäuse 4 ist koaxial
eine Büchse 5 eingeschraubt, in welcher eine Druckfeder 6 liegt. Packungen 7, die
zur Abdichtung dienen, werden durch die Büchse 5 gegen eine Schulter in der Gehäusebohrung
angepreßt. Ein Kopf 8 ist durch einen Stift 9 auf der Welle i fixiert. Er ist als
Vier- oder Sechskantkopf ausgebildet, über den ein Steckschlüssel zur Betätigung
der mechanischen Vorrichtung gestoßen wird. Damit dieVorrichtung nicht von Unberufenen
im betriebsgemäßen, normalen Lauf des Motors betätigt wird, wird eine Schutzkappe
io als Abdeckung verwendet. Diese Schutzkappe ist gestrichelt dargestellt, um damit
anzudeuten, daß sie in der gezeichneten Stellung abgenommen ist. Bei deren Entfernung
wird eine Warnschrift sichtbar, die vor der Betätigung der Vorrichtung bei laufendem
Motor warnt. In der Ruhestellung werden Kontakte in einem nebenan liegenden Klemmengehäuse
geschlossen, so daß bei Betätigung der mechanischen Vorrichtung diese Kontakte geöffnet
und damit die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen wird, was einer elektrischen Verriegelung
gleichkommt. In der gezeichneten Stellung befindet sich die Vorrichtung in Eingriffsstellung.
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Das Ritzel 2 greift in einen Zahnkranz 12 ein, der seinerseits mit
der Welle 13 des Laufrades und des Elektromotors starr verbunden ist bzw.
an die Stirnfläche des Förderorgans angegossen ist. Die genannte Ausführungsform
empfiehlt sich vor allem bei großen Umwälzpumpen, da durch die größere Übersetzung
eine größere Kraftwirkung auf die drehgehemmten Teile erzielt werden kann. Die Welle
13 ist in einer Büchse 15 gelagert, die vom Motorpumpengehäuse 4 gehalten
wird. 16 ist das Statorblechpaket des Motors, 17 die Trennbüchse, welche den Statorraum
vom Rotorraum flüssigkeitsdicht abtrennt, 18 der Rotor und i9 das mit dem Rotor
fest verbundene Laufrad. Neben der schon erwähnten Packung 7 sind noch zusätzliche
Packungen 2o angeordnet, die eine zusätzliche Sicherheit für die Abdichtung der
verschiebbaren Welle i, die das Betätigungsorgan der Vorrichtung ist, gewährleisten.
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Der stirnseitig am Laufrad der Pumpe angeordnete Zahnkranz 12 ragt
mit seiner Verzahnung in einen vom Flüssigkeitsstrom der Pumpe abseitigen Ringraum
14 im Zentralpumpengehäuse 4a hinein, der mit dem äußeren Pumpenkörper 4 durch den
angegossenen, den Strömungskanal durchquerenden Rohrkörper 4 b verbunden ist, in
dem sich die Betätigungswelle i axial führt und mit ihrer Ritzelverzahnung 2 in
eingekuppeltem Zustand in den Ringraum 14 hineinragt. Im entkuppelten Zustand befindet
sich die Ritzelverzahnung außerhalb dieses Ringraumes.
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Die Zeichnung zeigt die Stellung der Betätigungswelle i, in der die
Vorrichtung zum Gängigmachen nach Abheben der gestrichelt gezeichneten Kappe io
zum Aufsetzen des nicht dargestellten Steckschlüssels od. dgl. zugänglich und die
Betätigungswelle in Zahneingriff mit dem Zahnkranz des Laufrades gebracht worden
ist, wobei die nicht dargestellte Kontaktvorrichtung im Sinne der Unterbrechung
der Stromzufuhr zum Motor gleichzeitig betätigt worden ist.
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Selbstverständlich kann auf die beschriebene Weise auch eine Gängigmachung
von Rotoren erfolgen, die auf einer zentralen, nicht drehbaren Welle gelagert sind,
ferner kann die Achse des Ritzels einen beliebigen Winkel gegen die Achse des Rotors
einschließen. Endlich können statt Ritzel auch andersgeartete Verzahnungen, wie
Kegelräder, vorgesehen werden, wenn nur eine Übersetzung geschaffen wird, die gestattet,
mit einem relativ geringfügigen Antriebsdrehmoment ein starkes Deblockierdrehmoment
auf den Rotor auszuüben.