EP0440046A1 - Tauchpumpe - Google Patents

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EP0440046A1
EP0440046A1 EP91100539A EP91100539A EP0440046A1 EP 0440046 A1 EP0440046 A1 EP 0440046A1 EP 91100539 A EP91100539 A EP 91100539A EP 91100539 A EP91100539 A EP 91100539A EP 0440046 A1 EP0440046 A1 EP 0440046A1
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pump
valve
housing
impeller
submersible
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Heinz Zimmermann
Hans J.M. Manteuffel
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Manteuffel Hans JM
ZIMMERMANN, HEINZ
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/086—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use the pump and drive motor are both submerged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0005—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
    • F04D15/0011—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves by-pass valves

Definitions

  • the invention relates to a submersible pump with an electrically driven pump impeller mounted beneath the motor and a housing which surrounds the motor and the impeller, the suction opening (s) being (are) arranged in the outer wall of the housing at height or below the impeller.
  • German utility model application (G —) with the same priority, it is proposed to arrange nozzles in the lower area of a submersible pump, from which a part of the pumped medium, in particular water, emerges in order to whirl up the sediments in the pump sump.
  • a constant, multiple flow for swirling is generated, which in certain cases is not always sufficient since it represents only a partial flow of the total amount conveyed.
  • the object of the invention is a submersible pump of the beginning mentioned type to improve so that a high degree of turbulence of sediments is generated in the room in which the submersible pump is located.
  • nozzles branch off from the pump pressure side, in particular via a passage, which open outside of the pump housing, in particular a lower region of the pump housing, and are directed into the pump sump, and in that a controllable valve is arranged in the pump delivery line that the pump delivery line can be completely or partially closed at times.
  • valve is arranged within the pump housing. It is also advantageous if the valve is controlled by an electronic control device.
  • the valve be completely or partially closed for a certain period of time at the beginning of the pump run and then be opened. In this way, at the beginning of each pump run, it can be ensured that the sediments that have accumulated up to that point are whirled up in order to then be safely extracted. Furthermore, it is also advantageous if the valve during the pump run is closed in the meantime, so that intermittent whirling up of suspended matter can occur as required. It is particularly advantageous here if the frequency and / or duration of the closing of the valve is controlled as a function of the amount of suspended matter in the pump chamber.
  • An electric motor 2 with a vertical drive shaft 3 is fastened in a housing 1 of a submersible pump.
  • An impeller 4 of a centrifugal pump is attached to the underside of the motor shaft 3.
  • the impeller 4 conveys into a pump chamber 5, from which a pressure nozzle 6 branches upwards, to which pressure hose can be connected.
  • a coaxial suction nozzle 7 which extends into a suction chamber 8 which is located below the pump chamber 5 and has suction openings 9, in particular in the form of a slot, all around in the pump housing wall.
  • the suction chamber 8 there is another chamber 10, which is connected via at least one channel or passage 11 to the pump chamber 5 or to the pressure side of the impeller 4, the channel or passage 11 crossing the suction chamber 8, in particular vertically.
  • outlet channels or openings or nozzles 12 are introduced, which open to the side of the pump in the lowest area. The nozzles 12 are thus located below the intake openings 9.
  • the chambers 5, 8 and 10 are thus arranged in layers one above the other, the pressure chamber 10 being at the bottom.
  • the chamber 10 or the nozzles 12 can also be higher than the suction openings 9.
  • nozzles 12 are directed obliquely downwards in order to reach the sediments deposited on the bottom of the pump sump.
  • An optimal alignment of the nozzles is created when the vertical plane running through the respective nozzle axis forms an intersection with the horizontal cross-sectional plane of the pump housing 1, which is circular in the horizontal cross-section, which is a tangent or a secant to the pump housing wall that does not run through the center of the circle.
  • the pump housing area forming the chambers 8 and 10 can, as shown in the exemplary embodiment, be unscrewed from the rest of the pump housing in order to achieve separate manufacture, that is to say subsequent attachment.
  • the valve 13 can be completely or partially closed during the pump run in order to allow more or less delivery medium to escape through the nozzles 12. If the pump is only run temporarily, in particular at regular intervals, for example whenever the pump chamber is filled up to a certain height, it is advantageous if the valve 13 is closed more or completely at the beginning of the pump run to remove the suspended matter that have lowered themselves while the pump is at a standstill, whirl up and thus vacuum safely. In this case, the amount of sediment deposited can be determined by conventional devices and / or the proportion of the suspended matter in the medium is measured by conventional devices and the valve 13 is controlled accordingly.
  • valve In the case of continuously operating submersible pumps as well as during the operation of periodically operating submersible pumps, the valve can in the meantime be completely or partially closed in order to temporarily increase the turbulence effect as required. Finally, the valve 13 can also be completely or partially closed in regular short sections in order to allow the medium to emerge from the nozzles in a pulsating manner. These in particular oscillating movements of the valve actuator can be controlled particularly precisely by an electronic device.
  • the valve 13 is shown in the exemplary embodiment as a flap valve. Alternatively, other types of valves or shut-off devices can also be arranged. Solenoid valves are particularly advantageous.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tauchpumpe mit einem elektrisch angetriebenen, unterhalb des Motors (2) gelagerten Pumpenlaufrad (4) und einem Gehäuse (1), das den Motor (2) und das Laufrad (4) umgibt, wobei in der Gehäuseaußenwand in Höhe oder unterhalb des Laufrades (4) die Ansaugöffnung(en) (9) angeordnet ist (sind).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tauchpumpe mit einem elektrisch angetriebenen, unterhalb des Motors gelagerten Pumpenlaufrad und einem Gehäuse, das den Motor und das Laufrad umgibt, wobei in der Gehäuseaußenwand in Höhe oder unterhalb des Laufrades die Ansaugöffnung(en) angeordnet ist (sind).
  • In der nicht vorveröffentlichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung (G......) mit gleichem Zeitrang wird vorgeschlagen, im unteren Bereich einer Tauchpumpe Düsen anzuordnen, aus denen ein Teil des gepumpten Mediums, insbesondere Wasser austritt, um die Sinkstoffe im Pumpensumpf aufzuwirbeln. Es wird ein ständiger mehrfacher Strom zum Verwirbeln erzeugt, der in bestimmten Fällen nicht immer ausreicht, da er nur ein Teilstrom der gesamten geförderten Menge darstellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tauchpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein hoher Grad der Verwirbelung von Sinkstoffen in dem Raum erzeugt wird, in dem die Tauchpumpe steht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von der Pumpendruckseite insbesondere über einen Durchlaß Düsen abzweigen, die außen am Pumpengehäuse insbesondere einem unteren Bereich des Pumpengehäuses münden, und und in den Pumpensumpf gericht sind, und daß in der Pumpenförderleitung ein steuerbares Ventil angeordnet ist, durch das die Pumpenförderleitung zeitweise ganz oder teilweise schließbar ist.
  • Hiedurch wird zeitweise ein großer Teil oder die gesamte Pumpenfördermenge zum Verwirbeln und/oder Auflösen von Sinkstoffen und Sinkstoffansammlungen benutzt, so daß in jedem Fall die aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsströme ausreichen, um alle Sinkstoffe abzupumpen. Es kommt damit weder zu Überbelastungen der Pumpe noch zu Schlammablagerungen. Dies erfolgt auch bei extrem starken Anteil an Sinkstoffen als auch bei Sinkstoffen hohen Gewichts und/oder hohen Anteils.
  • Eine kompakte und wenig störanfällige Bauweise wird dann erreicht, wenn das Ventil innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist. Auch ist es von Vorteil, wenn das Ventil durch eine elektronische Steuereinrichtung gesteuert wird.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß zu Beginn des Pumpenlaufs das Ventil für eine bestimmte Zeitspanne ganz oder teilweise geschlossen ist und danach geöffnet wird. Hiedurch kann zu Beginn jeden Pumpenlaufs dafür gesorgt werden, daß erst einmal die Sinkstoffe, die sich bis dahin abgelagert haben, aufgewirbelt werden, um dann mit Sicherheit abgesaugt zu werden. Ferner ist es aber auch von Vorteil, wenn das Ventil während des Pumpenlaufs zwischenzeitlich geschlossen wird, so daß es zu zwischenzeitlichen Aufwirbelungen von Sinkstoffen je nach Bedarf kommen kann. Besonders vorteilhaft ist es hierbei wenn, die Häufigkeit und/oder Dauer des Schließens des Ventils abhängig von der Menge der Sinkstoffe im Pumpenraum gesteuert wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe ist in der Zeichnung in einem senkrechten axialen Schnitt dargestellt und wird in unterschiedlichen Arbeitsverfahren im folgenden beschrieben.
  • In einem Gehäuse 1 einer Tauchpumpe ist ein Elektromotor 2 mit senkrechter Antriebswelle 3 befestigt. An der Unterseite der Motorenwelle 3 ist ein Laufrad 4 einer Kreiselpumpe befestigt. Das Laufrad 4 fördert in eine Pumpenkammer 5, von der nach oben ein Druckstutzen 6 abzweigt, an dem Druckschlauch anschließbar ist.
  • An der Unterseite des Laufrades 4 im mittleren Bereich befindet sich ein koaxialer Saugstutzen 7, der in eine Ansaugkammer 8 hineinreicht, die sich unterhalb der Pumpenkammer 5 befindet und ringsum in der Pumpengehäusewand Ansaugöffnungen 9, insbesondere in Schlitzform aufweist.
  • Unterhalb der Ansaugkammer 8 befindet sich eine weitere Kammer 10, die über mindestens einen Kanal oder Durchlaß 11 mit der Pumpenkammer 5 bzw. mit der Druckseite des Laufrades 4 verbunden ist, wobei der Kanal oder Durchlaß 11 die Ansaugkammer 8, insbesondere senkrecht durchquert. In den seitlichen Außenwänden der Kammer 10 sind Auslaßkanäle bzw. Öffnungen oder Düsen 12 eingebracht, die seitlich der Pumpe im untersten Bereich münden. Damit befinden sich die Düsen 12 unterhalb der Ansaugöffnungen 9.
  • Im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind damit die Kammern 5, 8 und 10 schichtweise übereinander angeordnet, wobei die Druckkammer 10 zu unterst liegt. Alternativ kann aber auch die Kammer 10 bzw. können die Düsen 12 höher liegen als die Ansaugöffnungen 9.
  • In diesem Fall ist dafür zu sorgen, daß die Düsen 12 schräg nach unten gerichtet sind, um die auf den Boden des Pumpensumpfes sich ablagernden Sinkstoffe zu erreichen. Eine optimale Ausrichtung der Düsen wird dann geschaffen, wenn die durch die jeweilige Düsenachse verlaufende senkrechte Ebene mit der waagerechten Querschnittsebene des im waagerechten Querschnitt kreisrunden Pumpengehäuses 1 eine Schnittlinie bildet, die eine Tangente oder eine nicht durch den Kreismittelpunkt verlaufende Sekante zur Pumpengehäusewand ist.
  • Der die Kammern 8 und 10 bildende Pumpengehäusebereich kann, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, vom übrigen Pumpengehäuse abschraubbar sein, um eine getrennte Fertigung also auch ein nachträgliches Befestigen zu erreichen.
  • Das Ventil 13 kann während des Pumpenlaufs ganz oder teilweise geschlossen sein, um mehr oder weniger Fördermedium durch die Düsen 12 austreten zu lassen. Wird die Pumpe nur zeitweilig, insbesondere in regelmäßigen Abständen laufengelassen, z.B. immer dann, wenn der Pumpenraum bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt ist, so ist es von Vorteil, wenn zu Beginn des Pumpenlaufs das Ventil 13 stärker oder ganz geschlossen wird, um die Sinkstoffe, die sich während des Stillstandes der Pumpe abgesenkt haben, erst einmal aufzuwirbeln und damit mit Sicherheit abzusaugen. Hierbei kann durch übliche Vorrichtungen die Menge der sich abgelagerten Sinkstoffe und/oder der Anteil der Sinkstoffe im Medium durch übliche Vorrichtungen gemessen und entsprechend das Ventil 13 gesteuert werden.
  • Bei ständig arbeitenden Tauchpumpen als auch beim Lauf periodisch arbeitender Tauchpumpen kann zwischenzeitlich das Ventil ganz oder teilweise geschlossen werden, um den Verwirbelungseffekt zeitweilig entsprechend dem Bedarf zu verstärken. Schließlich kann auch das Ventil 13 ganz oder teilweise in regelmäßigen kurzen Abschnitten geschlossen werden, um das Medium aus den Düsen pulsierend austreten zu lassen. Diese insbesondere schwingenden Bewegungen des Ventilstellgliedes können besonders exakt durch eine elektronische Einrichtung gesteuert werden.
  • Das Ventil 13 ist im Ausführungsbeispiel als Klappenventil dargestellt. Alternativ können aber auch andere Arten von Ventilen bzw. Absperrorganen angeordnet werden. Besonders vorteilhaft sind Magnetventile.

Claims (7)

  1. Tauchpumpe mit einem elektrisch angetriebenen, unterhalb des Motors gelagerten Pumpenlaufrad (4) und einem Gehäuse (1), das den Motor (2) und das Laufrad (4) umgibt, wobei in der Gehäuseaußenwand (1) in Höhe oder unterhalb des Laufrades die Ansaugöffnung(en) (9) angeordnet ist (sind), dadurch gekennzeichnet, daß von der Pumpendruckseite (5) insbesondere über einen Durchlaß (11) Düsen (12) abzweigen, die außen am Pumpengehäuse (1) insbesondere einem unteren Bereich des Pumpengehäuses münden, und in den Pumpensumpf gerichtet sind, und daß in der Pumpenförderleitung (6) ein steuerbares Ventil (13) angeordnet ist, durch das die Pumpenförderleitung zeitweise ganz oder teilweise schließbar ist.
  2. Tauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist.
  3. Tauchpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) durch eine elektronische Steuereinrichtung gesteuert wird.
  4. Verfahren zum Betrieb einer Tauchpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Pumpenlaufs das Ventil (13) für eine bestimmte Zeitspanne ganz oder teilweise geschlossen ist und danach geöffnet wird.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Tauchpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) während des Pumpenlaufs zwischenzeitlich geschlossen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit und/oder Dauer des Schließens des Ventils (13) abhängig von der Menge der Sinkstoffe im Pumpenraum gesteuert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied des Ventils schwingend betätigt wird.
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