Kreiselpumpe mit zwei Ausgangskanälen und einem Umsteuerventil

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem von einer Pumpenkammer ausgehenden Auslaß, der in zwei Auslaßkanäle verzweigt, wobei in der Abzweigstelle ein Umsteuerventil mit einem Ventilstellglied angeordnet ist, das abwechselnd einen Auslaßkanal öffnet und den anderen Auslaßkanal schließt.

[0002] Es ist in der Heizungstechnik bekannt, durch Umsteuerventile die Strömungsrichtung zu verändern. Dies geschieht durch Umsteuerventile, die durch einen Motor, Magnet, hydraulisch oder von Hand umgestellt werden. Diese Ventile erfordern einen zusätzlichen Impuls, damit es zu einem Umschalten kommt.

[0003] Aus FR-A-11 42 593 und aus GB-A-817 802 ist es bekannt, die Strömungsrichtung durch Drehrichtungsänderung der Pumpe vorzunehmen. Hierbei werden hohe Wirkungsgradverluste in Kauf genommen, da das Laufrad nahezu gerade Schaufeln aufweisen muß und eine Spirale in der Pumpenkammer nicht für beide Drehrichtungen vorgesehen werden kann.

[0004] Aus EP-A-0 460 399 und aus DE-U-90 13 992 sind Doppelpumpen bekannt, die ein Ventilstellglied aufweisen, das mittels einer Feder vorgespannt ist. Die gewünschte Stellung des Ventilstellgliedes wird durch Änderung der Drehzahl oder durch Umkehr der Förderrichtung eingestellt. Da diese Pumpen ständig gegen die Federspannung arbeiten müssen, ist ihr Wirkungsgrad beträchtlich reduziert. Insbesondere geht das vollständige Verschließen eines Auslaßkanales gegen den Druck bzw. Zug der Feder mit großen Leistungsverlusten einher.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen, deren an beiden Ausgängen vorgesehenes Umsteuerventil selbsttätig durch die Pumpe umstellbar ist.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilstellglied derart ausgebildet ist, daß es bei einer Druckänderung von einer ersten, den einen Auslaßkanal verschließenden Endlage in eine zweite,den anderen Auslaßkanal verschließenden Endlage und umgekehrt umschaltet, wobei die Druckänderung ein durch den Stop der Pumpe verursachter kurzzeitiger Druckabfall im Auslaß ist.

[0007] Bei einer solchen Pumpe wird das Umsteuerventil durch die Pumpe selber verstellt, d.h. es reicht aus, den Pumpendruck und/oder die Strömungsrichtung der Pumpe kurzzeitig zu verändern, um hierdurch das Umsteuerventil zu betätigen und danach die Pumpe in derselben Förderrichtung weiterarbeiten zu lassen. Der kurze Druckabfall und/oder die kurze Strömungsrichtungsänderung reicht aus, um das Umsteuerventil von der einen Stellung in die andere zu bringen, so daß die Förderung durch die Auslaßkanäle jeweils wechselt.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in quer zur Laufradachse angeordneten Schnitten dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1:

Den Pumpenbetrieb durch den linken Kanal bei geschlossenem rechten Kanal.

Figur 2:

Ein Umschalten der Klappe durch kurzzeitige Drehrichtungsänderung oder Druckabfall.

Figur 3:

Den Pumpenbetrieb durch den rechten Kanal bei geschlossenem linken Kanal.

Figur 4:

Ein Umschalten der Klappe durch kurzzeitige Drehrichtungsänderung bzw. Druckabfall.

Figur 5:

Ein zweites Ausführungsbeispiel für die Klappe und

Figur 6:

ein drittes Ausführungsbeispiel für die Klappe.

[0010] Eine Kreiselpumpe weist ein Gehäuse 1 auf, in dessen Pumpenkammmer 2 sich ein durch einen Elektromotor angetriebenes Laufrad 3 dreht. Das Laufrad 3 weist einen Einlaß 4 auf, durch den das zu pumpende Medium, insbesondere Heizungswasser von einem nicht dargestellten Saugstutzen angesaugt wird. Von der Pumpenkammer 2 wird die Flüssigkeit zu einem Auslaß 5 gefördert, der in zwei Auslaßkanäle 6, 7 verzweigt. An der Verzweigungsstelle 8 ist ein Ventil 9, insbesondere in Form eines Klappenventils angeordnet.

[0011] Das Ventilstellglied 10 (verschwenkbare Klappe) ist um eine Achse 11, insbesondere frei verschwenkbar. Das Ventilstellglied nimmt somit zwei Endstellungen ein, wobei in der Zeichnung in der rechten Endstellung der rechte Auslaßkanal verschlossen und der linke geöffnet und in der linken Endstellung der linke Auslaßkanal verschlossen und der rechte geöffnet ist.

[0012] Zum Verstellen des Ventilstellglieds in den beiden Endstellungen ist kein zusätzlicher Impuls von außen erforderlich, sondern allein durch eine kurzzeitige Änderung der Drehzahl des Pumpenlaufrades gelingt es, das Umsteuerventil von der einen Endstellung in die andere Endstellung und beim nächsten Mal zurück zu bewegen. Hierzu ist allein ein kurzzeitiger Druckabfall oder eine kurzzeitige Fließrichtungsänderung nötig. Um sicherzustellen, daß der Druckabfall, bzw. die Fließrichtungsänderung dazu führt, daß das Ventilstellglied nicht nur von der einen Endlage in eine Mittelstellung gelangt, sondern zumindest ein Stück darüberhinaus in Richtung der zweiten Endlage, sind zusätzliche hydraulische, pneumatische, elektrische und/oder mechanische Mittel vorgesehen. Diese können zumindest eine Feder, insbesondere eine Sprungfeder aufweisen, die dafür sorgt, daß das Ventilstellglied im wesentlichen nur zwei Stellungen einnehmen kann oder zumindest keine Mittelstellung. Besonders vorteilhaft ist auch eine Sprungfeder insbesondere ein Sprungwerk, das am Ventilstellglied, insbesondere an der Welle des Ventilstellglieds angeschlossen ist.

[0013] Eine weitere Alternative besteht darin, daß die Mittel einen hydraulischen Zylinder aufweisen, der das Ventilstellglied beaufschlagt und durch Drücke in der Pumpe und/oder am Auslaß/in den Auslaßkanälen betätigbar ist.

[0014] Zwei Ausführungsbeispiele für die Klappe 10 des Umsteuerventils zeigen die Figuren 5 und 6.

[0015] Die Klappe 10 schwenkt grundsätzlich nach dem erstmaligen Einschalten oder nach einem Stop der Pumpe, ohne vorheriger Drehrichtungsumkehr aufgrund der in die Richtung des Pfeiles 11 wirkenden Strömungskräfte in die Stellung I (definierte Grunstellung). Die Klappenstellung II wird erreicht, wenn ein Drehrichtungswechsel durchgeführt wird. Hierbei können sowohl für die Klappe, als auch für den Sperriegel 13 die Strömungskräfte des Mediums genutzt werden, welche in Richtung des Pfeiles 12 wirken.

[0016] Damit die Klappe 10 beim Wechsel in die Normaldrehrichtung der Pumpe nicht in die Stellung I schwenkt, erfolgt eine Verriegelung über den Sperriegel 13. Anschließend wird die Pumpe gestoppt und in die Normaldrehrichtung geschaltet. Erst wenn die Druckkräfte 14 größer werden als die Strömungskräfte mit der Wirkrichtung des Pfeiles 11 und die Klappe in die Stellung III schwenkt, wird der Sperriegel 13 freigegeben und kann in die Stellung 15 schwenken. Nach einem nochmaligen Ausschalten der Pumpe und einem Wiedereinschalten überwiegen am Anfang die Strömungskräfte und die Klappe wird in die definierte Grundstellung schwenken.

[0017] Die Strömungs- und Druckkräfte können hierbei direkt oder auch indirekt über z.B. hydraulische Verstärker auf die oben angeführten Komponenten einwirken. Auch können zur Unterstützung zusätzliche Elemente wie z.B. Federn, Magnete etc. oder andere Kräfte wie z.B. die Gravitation eingesetzt werden.

[0018] Eine Lösung, wie der Sperriegel 13 daran gehindert werden kann, die Verriegelung der Klappe 10 bereits in der Klappenstellung II freizugeben, zeigt Figur 6. Beim Einschwenken der Klappe 10 in die Stellung II wird der Sperriegelkopf 15 durch die Öffnung 16 hinter den Schnapper 17 gezogen. Die Wand 18 verhindert, daß der Sperriegel vor dem Erreichen der Klappenposition III in die Position 13a schwenken kann.

Ansprüche

1. Kreiselpumpe mit einem von einer Pumpenkammer (2) ausgehenden Auslaß, der in zwei Auslaßkanäle (6, 7) verzweigt, wobei in der Abzweigstelle (8) ein Umsteuerventil mit einem Ventilstellglied (10) angeordnet ist, das abwechselnd einen Auslaßkanal öffnet und den anderen Auslaßkanal schließt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilstellglied (10) derart ausgebildet ist, daß es bei einer Druckänderung von einer ersten, den einen Auslaßkanal (6, 7) verschließenden Endlage in eine zweite, den anderen Auslaßkanal (7, 6) verschließenden Endlage und umgekehrt umschaltet, wobei die Druckänderung ein durch den Stop der Pumpe verursachter kurzzeitiger Druckabfall im Auslaß ist.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stop der Pumpe über einen Drehrichtungswechsel erfolgt.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilstellglied (10) des Umsteuerventils (9), eine Klappe ist.

4. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine bevorzugte Hauptdrehrichtung hat.

5. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterstützende hydraulische, pneumatische elektrische und/oder mechanische Mittel vorgesehen sind, die bei dem Druckabfall das Ventilstellglied (10) ein Stück über eine mittlere Lage hinweg in Richtung der anderen Endlage bewegen.

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Feder insbesondere eine Sprungfeder aufweisen.

7. Kreiselpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel ein Sprungwerk aufweisen.

8. Kreiselpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen hydraulischen Zylinder aufweisen, der das Ventilstellglied beaufschlagt und durch Drücke in der Pumpe und/oder am Auslaß/in den Auslaßkanälen betätigbar ist.

Claims

1. A centrifugal pump having an outlet which extends from the pump chamber (2) and branches into two outlet channels (6, 7), a changeover valve being disposed in the branching place (8) which alternately opens one outlet channel and closes the other outlet channel, characterized in that the valve adjusting member (10) is so constructed that with a change in pressure said member switches over from a first end position, closing one outlet channel (6, 7), to a second end position, closing the other outlet channel (7, 6) and vice versa, the change in pressure being a brief drop in pressure caused by the stopping of the pump.

2. A centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the stopping of the pump is effected by a change in the direction of rotation.

3. A centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the valve adjusting member (10) of the changeover valve (9) is a flap.

4. A centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump has a preferred main direction of rotation.

5. A centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that hydraulic, pneumatic, electrical and/or mechanical boosting means are provided, which move the valve adjusting member (10) some distance beyond a central position in the direction of the other end position if the pressure drops.

6. A centrifugal pump according to claim 5, characterized in that the means comprise a spring, more particularly an elastic spring.

7. A centrifugal pump according to claims 5 or 6, characterized in that the means comprise an over-centre device.

8. A centrifugal pump according to claims 5 or 6, characterized in that the means comprise a hydraulic cylinder which acts upon the valve adjusting member and can be actuated by pressures in the pump and/or at the outlet/in the outlet channels.

Revendications

1. Pompe centrifuge avec une sortie, partant d'une chambre de pompe (2), bifurquant en deux canaux de sortie (6,7), une valve d'inversion avec un organe de réglage de valve (10) étant disposé dans la bifurcation (8) qui, alternativement, ouvre un canal de sortie et ferme l'autre canal de sortie,
caractérisée en ce que l'organe de réglage de valve (10) est réalisé de telle manière que, en cas de variation de pression, il commute d'une première position extrême de fermeture d'un canal de sortie (6,7) à une seconde position extrême de fermeture de l'autre canal de sortie (7,6) et inversement, la variation de pression étant constituée par une chute de pression de courte durée provoquée par l'arrêt de la pompe.

2. Pompe centrifuge selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'arrêt de la pompe se produit par l'intermédiaire d'une inversion du sens de rotation.

3. Pompe centrifuge selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'organe de réglage de valve (10) de la valve d'inversion (9) est un clapet.

4. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la pompe a un sens de rotation principal préférentiel

5. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que des moyens hydrauliques, pneumatiques, électriques et/ou mécaniques supplémentaires sont prévus qui, lors de la chute de pression, déplacent l'organe de réglage de valve (10) une partie au-dessus d'une position moyenne dans la direction de l'autre position extrême.

6. Pompe centrifuge selon la revendication 5,
caractérisée en ce que les moyens présentent un ressort, en particulier un ressort à boudin.

7. Pompe centrifuge selon la revendication 5 ou 6,
caractérisée en ce que les moyens présentent un dispositif à passage brusque.

8. Pompe centrifuge selon la revendication 5 ou 6,
caractérisée en ce que les moyens présentent un cylindre hydraulique qui agit sur l'organe de réglage de valve et peut être actionné par des pressions dans la pompe et/ou à la sortie et/ou dans les canaux de sortie.

Zeichnung