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Title:
CENTRIFUGAL PUMP ASSEMBLY AND METHOD FOR MOVING A VALVE ELEMENT IN A CENTRIFUGAL PUMP ASSEMBLY OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/175135
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a centrifugal pump assembly comprising: an electric drive motor (6, 8); an impeller (14) driven by said motor; and a pump housing (2) surrounding the impeller (14), a movable valve element (24; 24') being located in the pump housing such that said valve element (24; 24') can be moved between two selection positions by a flow generated by the impeller (14) and that at least one portion of the valve element (24; 24') can be moved, by means of a pressure produced in the housing by the impeller (14), from a released position into a close-fitting position, in which it is fixed against a contact surface (60); and a control device (64) designed to reduce the speed of the drive motor (6, 8) in order to move the valve element (24; 24') from one selection position into another selection position and then, once the pressure in the pump housing (2) has reduced to such an extent that the valve element (24; 24') is no longer fixed against the contact surface (60) and the valve element (24; 24') has been moved into the other selection position, to increase the speed of the drive motor (6, 8) again. The invention also relates to a method for moving a valve element.

Inventors:
BLAD, Thomas (Hedemøllevej 23, 8850 Bjerringbro, 8850, DK)
BLAD, Christian (Ryesgade 51 2. th, 8850 Bjerringbro, 8850, DK)
MØNSTER, Peter (Mølleparken 4, Randers, DK-8900, DK)
Application Number:
EP2019/056081
Publication Date:
September 19, 2019
Filing Date:
March 12, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GRUNDFOS HOLDING A/S (Poul Due Jensens Vej 7-11, 8850 Bjerringbro, 8850, DK)
International Classes:
F04D15/00; F04D29/02
Foreign References:
US20170356449A12017-12-14
DE9013992U11991-10-24
EP3376036A12018-09-19
US5924432A1999-07-20
US20040173249A12004-09-09
US20040071547A12004-04-15
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
VOLLMANN HEMMER LINDFELD (Wallstraße 33a, Lübeck, 23560, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Kreiselpumpenaggrega† mit einem elektrischen Antriebsmotor (6, 8), einem von diesem angetriebenen Laufrad (14) sowie einem das Laufrad (14) umgebenden Pumpengehäuse (2), in welchem ein bewegliches Venfilelemenf (24; 24‘) derart angeordnet ist, dass das Venfilelemenf (24; 24‘) durch eine von dem Laufrad (14) erzeugte Strömung zwischen zwei Schaltstellungen bewegbar ist und dass zumindest ein Abschnitt des Venfilelemenfes (24; 24‘) durch einen von dem Laufrad (14) in dem Pumpengehäuse er- zeugten Druck von einer gelösten Position in eine anliegende Posi tion bewegbar ist, in welcher es an einer Anlagefläche (60) fixier† ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (64), welche der art ausgebildet ist, dass sie zum Bewegen des Ventilelementes (24; 24‘) von einer Schaltstellung in eine andere Schaltstellung die Drehzahl des Antriebsmotors (6, 8) reduzier† und dann, wenn der

Druck in dem Pumpengehäuse (2) soweit abgesunken ist, dass das Ventilelemen† (24; 24‘) nicht mehr an der Anlagefläche (60) fixier† ist, und das Ventilelemen† (24; 24‘) in die andere Schaltstellung be wegt worden ist, die Drehzahl des Antriebsmotors (6, 8) wieder er- höh†.

2. Kreiselpumpenaggrega† nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, dass das Ventilelemen† (24; 24‘) und die Anlagefläche (60) derart ausgestalte† sind, dass in der anliegenden Position das Ven tilelemen† (24; 24‘) durch die Fixierung an der Anlagefläche (60) an einer Bewegung zwischen den Schaltstellungen gehindert wird, und in der gelösten Position das Ventilelemen† zwischen den Schaltstellungen bewegbar ist.

3. Kreiselpumpenaggrega† nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) derart ausgebildet ist, dass sie zum Bewegen des Ventilelementes (24; 24‘) von einer Schaltstellung in eine andere Schaltstellung den Antriebsmotor (6, 8) ausschalte† und dann, wenn der Druck in dem Pumpengehäuse (2) soweit abgesunken ist, dass das Ventilelemen† (24; 24‘) nicht mehr an der Anlagefläche (60) fixier† ist und das Ventilelemen† (24;

24‘) in die andere Schaltstellung bewegt worden ist, den Anfriebs- motor (6, 8) wieder einschalte†.

4. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) derart aus- gebildet ist, dass sie die Drehzahl des Anfriebsmotors (6, 8) nach ei ner vorbestimmfen Zeitspanne wieder erhöh†.

5. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionssensor vorhanden ist, welcher die Schaltstellung des Venfilelemenfes (24; 24‘) erfasst und mit der Steuereinrichtung (64) signalverbunden ist, und die

Steuereinrichtung (64) derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Anfriebsmotors (6, 8) wieder erhöh†, wenn der Positionssensor das Erreichen der anderen Schaltstellung signalisier†.

6. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfriebsmotor (6, 8) und die Steuereinrichtung (64) derart ausgestalte† sind, dass beim An laufen des Anfriebsmotors (6, 8) das Laufrad (14) schneller einen ausreichenden Druck zum Bewegen des Abschnittes des Venfilele menfes (24; 24‘) in die anliegende Position als eine Strömung zum Bewegen des Ventilelementes (24; 24‘) in eine andere Schaltstel lung erzeugt.

7. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (6, 8) und die Steuereinrichtung (64) derart ausgestalte† sind, dass sich beim Abschalten des Antriebsmotors (6, 8) der den Abschnitt des Ventil elementes (24; 24‘) in der anliegenden Position haltende Druck schneller verringert als eine Strömung zum Bewegen des Ventilele- mentes (24; 24‘) in die andere Schaltstellung

8. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) derart ausgebilde† ist, dass sie zum Umschalten des Ventilelemen tes (24; 24‘) von einer ersten in eine zweite Schaltstellung den An- triebsmotor (6, 8) für eine erste vorbestimmte Zeitspanne ausschal te† und zum Umschalten von der zweiten in die erste Schaltstellung den Antriebsmotor (6, 8) für eine zweite vorbesfimmte Zeitspanne, welche länger als die erste Zeitspanne ist, ausschalfe†.

9. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) und der Antriebsmofor (6, 8) derart ausgebilde† sind, dass der An- triebsmofor (6, 8) in nur einer vorgegebenen Drehrichtung (A) be treibbar ist.

10. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) und der Antriebsmofor (6, 8) zum Betrieb des Antriebsmofors (6, 8) ohne Drehzahleinsfellung ausgebilde† sind, wobei der Antriebsmo for (6, 8) vorzugsweise ein Asynchronmotor ist.

1 1. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , da- durch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinrichtung aufweis†, über welche die Drehzahl des Antriebsmofors veränderbar ist.

12. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) zu mindest einen Anschluss, vorzugsweise zumindest zwei Anschlüsse (18, 20) aufweis† und das Ventilelement (24) derart ausgebilde† ist, dass es in seinen zumindest zwei Schaltstellungen zumindest einen

Strömungsweg durch den zumindest einen Anschluss (18, 20) un terschiedlich weit öffne†.

13. Kreiselpumpenaggrega† nach Anspruch 12 , dadurch gekenn zeichnet, dass das Ventilelement (24) so ausgebilde† ist, dass es in einer ersten Schaustellung einen Sfrömungsweg durch einen ersten

Anschluss (18) und in einer zweifen Schaustellung einen Sfrömungs weg durch einen zweiten Anschluss (20) freigib†.

14. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24; 24‘) in dem Pumpengehäuse (2) derart drehbar gelagert ist, dass es zwi schen den Schaltstellungen drehend bewegbar ist, wobei vorzugs weise das Ventilelement (24; 24‘) in dem Pumpengehäuse (2) um eine Drehachse (X) drehbar gelagert ist, welche sich parallel und vorzugsweise fluchtend zu einer Drehachse (X) des Laufrades (14) erstreckt.

15. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24; 24‘) zu mindest eine Strömungsangriffsfläche (30) aufweis†, auf welche die von dem Laufrad (14) erzeugte Strömung zur Bewegung des Ven- tilelementes (24; 24‘) wirkt, wobei die Strömungsangriffsfläche (30) vorzugsweise einen das Laufrad (14) umgebenden Strömungs raum begrenzt.

16. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24; 24‘) ein Rückstellmittel (54), vorzugsweise in Form einer Feder, eines Ma gneten und/oder eines Gewichts (54) aufweis†, welches derart ausgebilde† ist, dass es das Ventilelement (24; 24‘) bei Stillstand des Laufrades (14), wenn keine Strömung auf das Ventilelement (24; 24‘) wirkt, in eine vorbestimmte Schaltstellung beweg†.

17. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch ein Krafterzeugungsmittel (36), vor- zugsweise eine Feder (36), welches das Ventilelement (24; 24‘) oder dessen zumindest einen Abschnitt aus der anliegenden Positi on in die gelöste Position mit Kraft beaufschlag†.

18. Kreiselpumpenaggrega† nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) zu- mindest einen Signaleingang oder einen Sensor (66) aufweis†, von welchen die Steuereinrichtung (64) zumindest ein Schalfsignal empfangen kann, und derart ausgesfalfef ist, dass sie bei Emp fang des Schaltsignals den Antriebsmotor (6, 8) so steuert, dass das Ventilelement (24; 24‘) von einer Schaltstellung in die andere Schaltstellung beweg† wird.

19. Kreiselpumpenaggrega† nach Anspruch 18 , dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuereinrichtung (64) in einem Elektronikgehäu se (16) angeordnef ist und in dem Elektronikgehäuse (1 6) ein Sen sor (66) zum Erzeugen des Schalfsignals angeordnef ist, wobei der Sensor ein Magnefsensor (66) ist, welcher die Verlagerung eines außerhalb des Elektronikgehäuses (16) erzeugten Magnetfeldes (72) erfassen kann.

20. Verfahren zum Bewegen eines in einem Kreiselpumpenaggregaf angeordnefen Venfilelemenfes (24; 24‘), welches so angeordnef und ausgebildef ist, dass es durch eine von einem Laufrad (14) des Kreiselpumpenaggregafes erzeugte Strömung von einer Schaustel lung in eine zweite Schaltstellung bewegbar und dass zumindest ein Abschnitt des Ventilelementes (24; 24‘) durch einen von dem Laufrad (14) erzeugten Druck von einer gelösten Position in eine anliegende Position bewegbar ist, in welcher es an einer Anlage fläche (60) fixiert ist, mit folgenden Schritten:

- Reduzieren der Drehzahl oder Ausschalten eines Antriebsmotors (6, 8), wodurch der Druck ausgangsseitig des Laufrades (14) soweit reduziert wird, dass das Ventilelement (24; 24‘) oder der zumindest eine Abschnitt des Ventilelementes (24; 24‘) in die gelöste Position gelangt und das Ventilelement (24; 24‘) durch die von dem Lauf rad (14) erzeugte Strömung aus einer ersten in eine zweite Schalt stellung bewegt wird.

- Erhöhen der Drehzahl oder Einschalten des Antriebsmotors (6, 8), sodass der Druck ausgangsseitig des Laufrades (14) derart erhöht wird, dass das Ventilelement (24; 24‘) oder dessen zumindest einer Abschnitt in die anliegende Position bewegt wird.

21 . Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24; 24‘) in der anliegenden Position durch die Fixie rung an der Anlagefläche (60) an einer Bewegung zwischen den Schaltstellungen gehindert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen des Ventilelementes aus der zweiten in die ers te Schaltstellung der Antriebsmotor (6, 8) solange ausgeschalte† wird, bis die Strömung ausgangsseitig des Laufrades (14) abge klungen ist, sodass sich das Ventilelement (24; 24‘) durch ein Rück- stellelement (54) in die erste Schaltstellung zurückbeweg† und an- schließend der Antriebsmotor (6, 8) so in Betrieb genommen wird, dass sich ausgangsseitig des Laufrades (24) ein Druck, welcher das Venfilelemen† (24; 24‘) oder dessen zumindest einen Abschnitt in die haltende Position bewegt, aufbaut, bevor sich eine Strömung aufbaut, welche das Venfilelemen† (24; 24‘) in die zweite Schalt stellung bewegen würde.

Description:
Titel: KREISELPUMPENAGGREGAT SOWIE VERFAHREN ZUM BEWEGEN EINES

VENTILELEMENTES IN EINEM DERARTIGEN KREISELPUMPENAGGREGAT Unser Zeichen: GP 3267 WO

Beschreibung

[01 ] Kreiselpumpenaggregate, wie sie beispielsweise als Heizungsum wälzpumpen eingesetzt werden, weisen üblicherweise einen elektri- sehen Antriebsmotor sowie ein von diesem angetriebenes Laufrad auf, welches in einem Pumpengehäuse rotier†. Ferner ist es bekannt, direkt in das Pumpengehäuse ein Ventilelemen† zu integrieren, welches es ermöglich†, die Strömung durch das Pumpenaggregat, welche von dem Laufrad erzeugt wird, zwischen zwei Strömungswegen umzuschal- ten. Dazu ist es bekannt, derartige Ventilelemente in Abhängigkeit der Drehrichtung des Laufrades durch die vom Laufrad verursachte Strö mung zu bewegen. Nachteilig bei diesen Anordnungen ist, dass ein Antriebsmotor vorhanden sein muss, welcher gezielt in zwei Drehrichtun gen antreibbar ist. Dies erfordert eine entsprechende Steuerelektronik zum Ansteuern des Antriebsmotors.

[02] Im Hinblick auf diese Problematik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kreiselpumpenaggregat sowie ein Verfahren zum Ansteuern eines solchen Kreiselpumpenaggregates bereitzustellen, welches die Bewe gung eines Ventilelementes auf vereinfachte Weise ermöglich†. [03] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kreiselpumpenaggregat mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfah ren mit den in Anspruch 19 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Aus führungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfol genden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. [04] Das erfindungsgemäße Kreiselpumpenaggregaf, welches beson ders bevorzug† als Heizungsumwälzpumpenaggregaf ausgebildef sein kann, weis† einen elekfrischen Anfriebsmofor sowie ein von diesem an gegebenes Laufrad auf. Das Laufrad isf in einem Pumpengehäuse an- geordnef, in welchem ferner ein bewegliches Venfilelemenf angeord- nef isf. Das Venfilelemenf isf in dem Pumpengehäuse so angeordnef, dass es durch eine von dem Laufrad erzeugte Strömung, d. h„ eine Strömung der geförderten Flüssigkeit zwischen zwei Schaustellungen bewegbar ist. Ferner ist das Venfilelemenf so ausgebildef, dass zumin dest ein Abschnitt des Venfilelemenfes durch einen von dem Laufrad in dem Pumpengehäuse erzeugten Druck bzw. Fluiddruck von einer ge lösten Position in eine anliegende Position bewegbar ist, in welcher es an einer Anlagefläche fixier† ist. Die Anlagefläche kann besonders be vorzug† eine Innenfläche des Pumpengehäuses sein. Wenn zumindest ein Abschnitt des Venfilelemenfes an dieser Anlagefläche zur Anlage komm†, gib† es einen reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Eingriff zwischen dem Abschnitt und der Anlagefläche, sodass diese als eine Kupplung fungieren, welche eine Drehung des Venfilelemenfes zwi schen den Schaustellungen verhindert. So kann das Venfilelemenf druckabhängig im Inneren des Pumpengehäuses fixier† bzw. gehalten werden.

[05] So sind das Venfilelemenf und die Anlagefläche zweckmäßiger weise so ausgesfalfef, dass in der anliegenden Position das Venfilele- menf durch die Fixierung bzw. Anlage des zumindest einen Abschnitts des Venfilelemenfes an der Anlagefläche an einer Bewegung zwischen den Schaustellungen gehindert wird. Das hei߆, in der anliegenden Posi tion kann sich das Venfilelemenf nicht durch die von dem Laufrad er zeugte Strömung zwischen den Schaustellungen bewegen. Es wird viel mehr durch den herrschenden Druck sicher an der Anlagefläche in der zuvor eingenommenen Position gehalten. Wenn sich das Venfilelemenf in der gelösten Position befinde†, ist es nicht mehr an der Anlagefläche fixier† und ist zwischen den Schalfsfellungen bewegbar. Das hei߆ in der gelöschfen Posifion kann es durch die von dem Laufrad erzeugfe Sfrö- mung beweg† werden. Das hei߆ erfindungsgemäß wird vorzugsweise die Fixierung des Venfilelemenfes druckabhängig gesfeuerf, während die Bewegung durch die Sfrömung bewirk† wird.

[06] Das erfindungsgemäße Kreiselpumpenaggregaf weis† darüber hinaus eine Sfeuereinrichfung auf, welche dazu dien†, den Umschalf- vorgang des Venfilelemenfes zwischen den genannfen Schalfsfellun gen zu Steuern. Die Sfeuereinrichfung isf derart ausgebildef, dass sie zum Bewegen des Venfilelemenfes von einer Schalfsfellung in eine an dere Schalfsfellung die Drehzahl des Anfriebsmofors reduzier† und zu einem Zeitpunkt, wenn der Druck in dem Pumpengehäuse so weif ab gesunken ist, dass das Venfilelemenf nicht mehr an der Anlagefläche fixier† ist, und das Venfilelemenf in die andere Schalfsfellung beweg† worden ist, die Drehzahl des Anfriebsmofors wieder erhöh†. Dieser Zeit punkt kann, wie unten dargelegf, auf verschiedene Weise bestimm† bzw. erfass† werden. So kann der Zeitpunkt z. B. durch eine Zeifsfeue- rung oder durch Erfassen der tatsächlichen Schalfsfellung bestimm† bzw. erfass† werden. Eine Reduzierung der Drehzahl kann dabei bedeu ten, dass die Drehzahl lediglich auf eine geringere Drehzahl reduzier† wird und das Pumpenaggregaf mit dieser geringeren Drehzahl weifer- läuff. Dabei ist die geringere Drehzahl eine Drehzahl, bei welcher das Laufrad ausgangsseifig einen Druck erzeug†, welcher unterhalb eines Grenzdruckes lieg†, bei welchem das Venfilelemenf durch den Druck in seine anliegende Posifion beweg† werden kann. D. h„ die Drehzahl ist so niedrig, dass das Venfilelemenf oder der Abschnitt des Venfilelemen fes in der gelösten Posifion verbleib†. Um das Venfilelemenf in einer be stimmten Schalfsfellung halfen zu können, ist es vorgesehen, dass der Anfriebsmofor von der Sfeuereinrichfung so angesfeuerf wird, dass der Anfriebsmofor mit einer Drehzahl betrieben wird, bei welcher der aus gangsseifige Druck des Laufrades so hoch ist, dass das Venfilelemenf in der anliegenden Position durch den Druck gehalten wird. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Steuereinrichtung und der Antriebsmotor so ausgelegt sind, dass der Antriebsmotor beim Einschalten so schnell eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht, dass unmittelbar ein derart hoher Druck zum Halten des Ventilelements in der anliegenden Position erreicht wird, bevor eine Strömung aufgebaut wird, welche das Ventil eiemen† aus der momentanen Schaltstellung herausbewegen könnte. D. h„ bevorzug† ist eine entsprechende Abstimmung von Antriebsmo tor, Steuereinrichtung und Ventileiemen† gewählt. [07] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die

Steuereinrichtung derart ausgebilde†, dass sie zum Bewegen des Ventil elementes von einer Schaustellung in eine andere Schaustellung die Drehzahl des Antriebsmofors auf null reduziert, d. h. den Antriebsmotor ausschalte† und dann bzw. zu einem Zeitpunkt, wenn der Druck in dem Pumpengehäuse so weit abgesunken ist, dass das Ventileiemen† nicht mehr an der Anlagefläche fixiert ist und das Ventileiemen† in die ande re Schaltstellung beweg† worden ist, den Antriebsmofor wieder ein- schalfef, d. h. die Drehzahl des Antriebsmofors wieder erhöht, insbeson dere auf die normale Betriebsdrehzahl erhöht. Bei dieser Ausführungsva- riante wird der Umstand ausgenutzt, dass die Flüssigkeit im Umfangsbe reich des Laufrades und/oder in einem angeschlossenen Kreislauf auf grund ihrer Trägheit auch nach dem Abschalten des Antriebsmotors noch für eine gewisse Zeit im Kreis strömt, wodurch die Strömung somit beim Auslaufen das Ventileiemen† bewegen kann. [08] Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass das

Ventileiemen† nicht beim Hochfahren des Antriebsmotors von einer Schaltstellung in die andere Schaltstellung beweg† wird, sondern beim Ausschalten bzw. Herunterfahren der Drehzahl. [09] Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung derart ausgebildef sein, dass sie die Drehzahl des An- friebsmofors nach einer vorbesfimmfen Zeitspanne wieder erhöht. D. h„ gemäß dieser Ausführungsform wird der Zeitpunkt für die Drehzahlerhö hung über eine vorgegebene Zeitspanne definiert. Diese Zeitspanne erstreckt sich zwischen dem Herunterfahren der Drehzahl bzw. dem Ausschalten des Antriebsmotors und der nachfolgenden Erhöhung der Drehzahl bzw. dem Wiedereinschalten des Antriebsmotors. Eine solche feste Zeitsteuerung ermöglicht eine sehr einfache Ausgestaltung der Steuereinrichtung.

[10] Wie vorangehend beschrieben, kann somit gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform das Umschalten allein durch eine Zeit steuerung über fest definierte Zeitspannen, welche in der Steuereinrich tung hinterlegt sind, erfolgen. Es ist jedoch auch bei dieser Ausführungs form möglich, die Zeitpunkte zum Wiedereinschalten des Antriebsmo tors bzw. zur Drehzahlerhöhung auf andere Weise, beispielsweise über zumindest einen Positionssensor, welcher die tatsächliche Schaltstellung des Ventilelementes erfasst, zu bestimmen. Bei einer solchen Ausfüh rungsform wären die Zeitspannen somit nicht fest vorbestimm†, sondern würden messtechnisch erfasst. Ferner ist es denkbar, die Zeitspannen an bestimmte Betriebszustände anzupassen, beispielsweise auf Grundlage von Messwerten anderer Sensoren im System, welche der Steuereinrich tung zugeführt werden, sodass die Steuereinrichtung die Zeitspannen selbsttätig definieren oder beispielsweise aus einer Vielzahl hinterlegter Zeitspannen auswählen kann.

[1 1 ] Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann ein Positionssensor vorhanden sein, welcher die Schaltstellung des Ventilele mentes erfasst und mit der Steuereinrichtung signalverbunden ist, und die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie die Drehzahl des Antriebsmotors wieder erhöht, wenn der Positionssensor das Errei- chen der gewünschten anderen Schaltstellung signalisiert. D. h„ gemäß dieser Ausführungsform wird der Zeitpunkt zum Wiedereinschalten des Anfriebsmotors bzw. zur Drehzahlerhöhung anhand der tatsächlichen Schaltstellung des Venfilelemenfes bestimm† bzw. erfasst. Der Zeitpunkt ist erreich†, wenn der Positionssensor das erfolgte Umschalten des Ventil elementes erfasst. Ein solcher Positionssensor kann beispielsweise durch einen in dem Ventilelemen† angeordneten Magneten, dessen Position von einem Magnetsensor oder Reed-Kontak† erfasst wird, gebildet wer den. Auch eine Kombination von Zeitsteuerung und Positionssensor ist denkbar, um beispielsweise eine erhöhte Zuverlässigkeit zu gewährleis ten.

[12] Besonders bevorzugt sind der Antriebsmotor und die Steuerein richtung derart ausgestalte†, dass beim Anlaufen des Antriebsmotors das Laufrad schneller einen ausreichenden Druck zum Bewegen des Abschnittes des Ventilelements in die anliegende Position als eine Strö mung zum Bewegen des Ventilelementes in eine andere Schaltstellung erzeugt. So kann das Ventilelemen† wie beschrieben in der erreichten Schaltstellung gehalten werden. Weiter bevorzugt sind der Antriebsmo tor und die Steuereinrichtung derart ausgestalte†, dass sich beim Ab schalten des Antriebsmotors der den Abschnitt des Ventilelementes in der anliegenden Position haltende Druck schneller verringert als eine Strömung zum Bewegen des Ventilelementes in die andere Schaltstel lung. Die Strömung bleibt bevorzugt aufgrund der Trägheit noch für ei ne gewisse Zeit bestehen.

[13] Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie zum Umschalten des Ventilelementes von einer ersten in eine zweite Schaltstellung den Antriebsmotor für eine erste vorbestimmte Zeitspanne ausschalte† und zum Umschalten von der zweiten in die erste Schaltstellung den An triebsmotor für eine zweite vorbestimmte Zeitspanne, welche länger als die erste Zeitspanne ist, ausschalte†. Diese Ausgestaltung ist von Vorteil, wenn das Ventilelement so ausgebilde† ist, dass es bei der verringerten Drehzahl oder im ausgeschalteten Zustand des Antriebsmotors auf grund der noch verbleibenden Strömung von einer ersten in eine zweite Schaltstellung beweg† wird. Wenn das Pumpenaggrega† in einer sol chen ersten Zeitspanne wieder in Betrieb genommen wird, dass sich das Ventilelement bei der Inbetriebnahme noch in der zweiten Schalt stellung befinde†, wird durch die Druckerhöhung das Ventilelement in die anliegende Position gebracht und in der zweiten Schaustellung fi xiert. Wenn jedoch die zweite längere Zeitspanne gewählt wird, wird sich auch die Strömung verringern und vorzugsweise so weif verringern, dass sich das Ventilelement wieder in seine erste Schaustellung zurück beweg†. Wenn in dieser ersten Schaustellung dann die Drehzahl des Antriebsmofors wieder erhöht bzw. der Antriebsmofor wieder einge schaltet wird, wird durch die Druckerhöhung das Ventilelement in der ersten Schaustellung in die anliegende Position gebracht und dort für den weiteren Betrieb fixiert. D. h„ die Schaltstellung des Ventilelementes wird über die Dauer der Zeitspanne, für welche die Drehzahl reduziert bzw. der Antriebsmotor ausgeschalte† wird, eingestellt bzw. gewählt.

[14] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Steuerein richtung und der Antriebsmotor derart ausgebilde†, dass der Antriebs motor in nur einer vorgegebenen Drehrichtung betreibbar ist. D. h„ es ist keine derartige Steuereinrichtung vorgesehen, über welche die Dreh richtung ausgewählt werden könnte. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um einen Antriebsmotor ohne Drehzahleinstellung handeln. Es kann sich insbesondere um einen Antriebsmotor handeln, welcher mit Netz frequenz betrieben wird. Weiter bevorzug† handelt es sich bei dem An triebsmotor um einen Asynchronmotor. Die Erfindung ha† den Vorteil, dass sie sich somit mit konventionellen, vergleichsweise einfach aufge bauten Antriebsmotoren ohne aufwendige Steuer- bzw. Regelelektronik realisieren lässt. [15] Alternativ ist es jedoch möglich, dass das Kreiselpumpenaggre- gat eine Steuereinrichtung aufweis†, über welche die Drehzahl des An triebsmotors veränderbar ist, beispielsweise, um ein Absenken der Dreh zahl ohne vollständiges Ausschalten des Antriebsmotors realisieren zu können. Die Steuereinrichtung kann hierzu insbesondere einen Frequen zumrichter aufweisen, über welche der Antriebsmotor betrieben wird.

[16] Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung weist das Pumpengehäuse zumindest einen Anschluss, vorzugsweise zumindest zwei Anschlüsse auf und das Ventileiemen† ist derart ausge- bildet, dass es in seinen zumindest zwei Schaltstellungen zumindest einen Strömungsweg durch den zumindest einen Anschluss unterschied lich weit öffnet. Wenn zwei Anschlüsse vorhanden sind, werden diese zwei Anschlüsse in den zumindest zwei Schaltstellungen unterschiedlich weit geöffnet. Dadurch kann ein Mischungsverhältnis zwischen den bei- den Anschlüssen variier† werden. Alternativ oder zusätzlich wird beson ders bevorzugt ein Umschalten des Strömungsweges zwischen den bei den Anschlüssen realisier†. Dabei können die beiden Anschlüsse auf der Druckseite oder der Saugseite des Kreiselpumpenaggregates liegen.

[17] So ist das Ventileiemen† besonders bevorzugt so ausgebildet, dass es in einer ersten Schaltstellung einen Strömungsweg durch einen ersten Anschluss und in einer zweiten Schaltstellung einen Strömungs weg durch einen zweiten Anschluss freigib†. Dabei ist in der ersten Schaltstellung vorzugsweise der Strömungsweg durch den zweiten An schluss verschlossen, während in der zweiten Schaltstellung der Strö- mungsweg durch den ersten Anschluss verschlossen ist.

[18] Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das Ventileiemen† in dem Pumpengehäuse derart drehbar gelagert, dass es zwischen den Schaltstellungen drehend bewegbar ist, wobei vorzugsweise das Ventileiemen† in dem Pumpengehäuse um eine Dreh- achse drehbar gelagert ist, welche sich parallel und weiter bevorzugt fluchtend zu einer Drehachse des Laufrades erstreck†. Besonders bevor zugt erstreck† sich das Ventileiemen† mit einer Wandung oder Fläche parallel zur Stirnseite des Laufrades und/oder umfänglich um das Lauf rad. Die Drehbeweglichkeit des Ventilelementes ermöglich† eine leichte Verstellung des Ventilelementes, da das Ventileiemen† durch eine Ringströmung, welche sich im Umfangsbereich des Laufrades bei des sen Rotation ausbilde†, bewegt werden kann. Die Ringströmung wirk† insbesondere über Reibungskräfte auf das drehend gelagerte Ventilele- men†. Das Ventilelemen† grenz† dazu mit zumindest einer Wandung an einen Druckraum an, welcher das Laufrad umgibt.

[19] Das Ventilelemen† weist vorzugsweise somit zumindest eine Strö mungsangriffsfläche auf, auf welche die von dem Laufrad erzeugte Strömung zur Bewegung des Ventilelementes wirk†, wobei die Strö mungsangriffsfläche vorzugsweise einen das Laufrad umgebenden Strömungs- bzw. Druckraum begrenz†. Dadurch, dass die Strömungsan griffsfläche eine Begrenzungswand des Strömungsraumes bildet, wird erreich†, dass der Strömungswiderstand in dem Kreiselpumpenaggregat im Wesentlichen nicht erhöh† wird, da eine ohnehin vorhandene Be grenzungswandung des Strömungsraumes nun durch das Ventilelemen† gebildet wird. Die Strömungsangriffsfläche ist bevorzugt so geformt, dass die Strömung eine Kraft auf die Wandung, insbesondere parallel zur Erstreckungsrichtung der Wandung ausüben kann, um die Wandung und damit das Ventilelemen† mit der Strömung mitzubewegen. Gege benenfalls können hierzu Strukturierungen oder Vorsprünge an der Strö mungsangriffsfläche vorgesehen sein, um eine bessere Krafteinwirkung der Strömung auf das Ventilelemen† zu ermöglichen.

[20] Besonders bevorzugt weist das Ventilelemen† ein Rückstellmittel bzw. Rückstellelemen† auf. Ein solches Rückstellmittel kann beispielswei se in Form einer Feder, eines Magneten und/oder eines Gewichtes aus- gebildet sein. Das Rückstellmittel ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es das Ventilelement bei Stillstand des Laufrades, wenn keine Strömung auf das Ventilelement wirkt, in eine vorbesfimmte Schaustellung be weg†. Dies kann beispielsweise die erste Schaltstellung sein. Durch solch ein Rückstellmittel wird erreicht, dass sich beim Ausschalten des An triebsmotors, wenn sich das Ventilelement in seine gelöste Position be weg† ha†, das Ventilelement stets selbsttätig aufgrund des Rücksfellmit- tels in eine vorbesfimmte Ausgangslage, nämlich die genannte vorbe stimmte Schaltstellung beweg†. Dadurch kann erreicht werden, dass auch dann, wenn der Antriebsmotor nur in einer Drehrichtung antreib- bar ist, das Ventilelement dennoch in entgegengesetzter Drehrichtung zurückbeweg† werden kann. Die Bewegung in der entgegengesetzten Drehrichtung wird dann durch das Rücksfellmittel bewirkt. Die Rückstel lung über ein solches Rücksfellelement ist ferner bevorzug† in Kombinati on mit der oben beschriebenen Zeifsfeuerung für die Umschalfvorgän- ge realisiert. Die Verwendung eines Rücksfellelementes ermöglicht die Rückstellung des Ventilelementes in einer bekannten Zeitspanne, sodass sich über eine vorbesfimmte Zeitspanne in der Steuereinrichtung der Zeitpunkt bestimmen lässt, zu welchem der Antriebsmotor wieder einge schaltet bzw. die Drehzahl wieder erhöht werden muss.

[21 ] Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist ein Krafterzeugungsmittel, vorzugsweise eine Feder, vorhanden, wel che das Ventilelement oder dessen zumindest einen Abschnitt aus der anliegenden Position in die gelöste Position mit Kraft beaufschlag†. Das Krafterzeugungsmittel bewirkt somit, dass bei Verringerung des Druckes im Umgebungsbereich des Laufrades das Ventilelement in die gelöste Stellung zurückbeweg† wird. Wenn der Druck, welcher von dem Laufrad erzeug† wird und auf das Ventilelement wirkt, einen Grenzwert über steig†, bei welchem die Kraft des Krafterzeugungsmittels überwunden wird, wird das Ventilelement gegen die Kraft des Krafterzeugungsmittels in die anliegende Position beweg†. So wird eine selbsttätig lösende Kupplung zwischen dem Ventileiemen† und einer Anlagefläche ge schaffen. Im Falle, dass nur ein Abschnitt des Ventilelementes beweg lich ist, kann bei elastischer Ausgestaltung dieses Abschnittes auch eine elastische Rückstellkraft, welche in dem Abschnitt selber erzeugt wird, als Krafterzeugungsmittel dienen, welches das Ventileiemen† in seine Ausgangslage zurückbeweg†.

[22] Bevorzugt sind das Krafterzeugungsmittel und der Antriebsmotor aufeinander abgestimm†. Um zu erreichen, dass das Ventilelemen† ge gen das Krafterzeugungsmittel in seine anliegende Position bewegt wird, ist, wie beschrieben, ein ausreichender Druck erforderlich. Damit dieser schnell erreich† werden kann, weist der Antriebsmotor bevorzugt ein entsprechend angepasstes Anlaufverhalten auf, um diesen Druck in der oben beschriebenen Weise so schnell erreichen zu können, dass sich noch keine ausreichende Strömung aufbaut, um das Ventilelemen† in eine andere Schaltstellung zu bewegen. Umgekehrt ist das Krafter zeugungsmittel, insbesondere eine Feder, so ausgelegt, dass es eine ausreichend große Kraft aufbring†, um das Ventilelemen† bei Druckab fall möglichst schnell wieder in seine gelöste Position zu bewegen und in dieser die Beweglichkeit des Ventilelementes zwischen den Schaltstel lungen zu gewährleisten.

[23] Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinrichtung zumindest einen Signaleingang oder einen Sensor auf, von welchen die Steuereinrichtung zumindest ein Schaltsi gnal empfangen kann. Ferner ist die Steuereinrichtung bevorzugt so ausgestalte†, dass sie bei Empfang des Schaltsignals den Antriebsmotor so steuert, dass das Ventilelemen† von einer Schaltstellung in die ande re Schaltstellung bewegt wird. Besonders bevorzugt ist die Steuereinrich tung so ausgebildet, dass sie dann den Antriebsmotor für die oben be schriebenen vorgenannten Zeitspannen aus- und wieder einschalte†, um die gewünschte Schaltstellung zu erreichen. Der Signaleingang kann drahtgebunden oder drahtlos, beispielsweise als Funkschnittstelle, ausgebildet sein. Ein Signalkabel kann durch eine geeignete Öffnung oder über einen geeigneten Anschlussstecker in das Innere eines Elek- fronikgehäuses, in welchem die Steuerelekfronik angeordnet ist, geführt werden. Besonders bevorzugt könnte ein Signalkabel durch dieselbe Öffnung, durch welche ein elektrisches Anschlusskabel in das Elekfronik- gehäuse bzw. einen Klemmenkasten geführt ist, geführt werden. Wenn die Steuereinrichtung einen Sensor aufweis†, so kann dieser Sensor dazu ausgebildet sein, ein Ereignis wie beispielsweise eine Strömung in einer Leitung zu erfassen, aufgrund welcher ein Umschalten der Schaltstel lung gewünscht ist. Dies ist beispielsweise in Heizungsanlagen der Fall, in welchen neben einer Gebäudetemperierung auch das Erwärmen von Brauchwasser bewirk† werden soll. Wird in einer solchen Heizungsanlage eine Brauchwasserströmung erfasst, ist ein Umschalten eines Umschalt ventils, beispielsweise des erfindungsgemäßen

Ventilelementes, erforderlich, um einen Strömungsweg durch einen Wärmetauscher zum Erwärmen des Brauchwassers zu öffnen.

[24] Besonders bevorzugt kann die Steuereinrichtung in einem Elektro nikgehäuse angeordnet sein und in dem Elektronikgehäuse kann ein Sensor zum Erzeugen des Schaltsignals angeordnet sein, wobei der Sen sor ein Magnetsensor ist, welcher die Verlagerung eines außerhalb des Elektronikgehäuses erzeugten Magnetfeldes erfassen kann. Bei einer solchen Ausgestaltung kann ein Strömungssensor, welcher einen sich bewegenden Magneten aufweis†, direkt in der Nähe des Elektronikge häuses bzw. Klemmenkastens so platzier† werden, dass eine Bewegung des Magneten von dem Magnetsensor erfasst werden kann. So kann eine kontaktlose Signalübertragung in das Innere des Elektronikgehäu ses hinein erreich† werden. Ferner kann ein konventionelles Elektronikge häuse bzw. ein konventioneller Klemmenkasten verwendet werden, welcher keine zusätzliche Öffnung benötigt, um das Signal eines Strö- mungssensors einer in dem Inneren des Elektronikgehäuses angeordne ten Steuereinrichtung zuzuführen.

[25] So ist zweckmäßigerweise das Venfilelemen† in der anliegenden Position an der Anlagefläche fixier† und damit gegen Bewegung gesi- eher†, während es in der gelösten Position durch die Strömung, welche vom Laufrad erzeugt wird, zwischen den Schaltstellungen bewegbar ist. Es wird somit vorzugsweise die Strömung, welche vom Laufrad erzeugt wird, zur Bewegung des Ventilelementes genutzt, während der von dem Laufrad erzeugte Druck zur Fixierung des Ventilelementes in einer Schaltstellung genutzt wird.

[26] Neben dem vorangehend beschriebenen Kreiselpumpenaggre- gat ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Bewegen eines in einem Kreiselpumpenaggregat angeordneten Ventilelementes. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Kreiselpumpenaggregat gemäß der vorangehenden Beschreibung. Hinsichtlich bevorzugter Merkmale des Verfahrens wird somit auch auf die vorangehende Beschreibung des Kreiselpumpenaggregates verwiesen. Die im Zusammenhang mit dem Kreiselpumpenaggregat beschriebenen Verfahrensschritte sind ebenfalls bevorzugte Ausführungsformen des nachfolgend beschriebe- nen Verfahrens.

[27] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bewegen eines Ventilele mentes in einem Kreiselpumpenaggregat ist vorgesehen zur Verwen dung mit einem Venfilelemen†, welches so angeordnet und ausgebil- det ist, dass es durch eine von einem Laufrad des Kreiselpumpenaggre- gates erzeugte Strömung von einer Schaltstellung in eine zweite Schalt stellung bewegbar ist. Ferner ist zumindest ein Abschnitt des Ventilele mentes, besonders bevorzugt das gesamte Venfilelemen†, durch einen von dem Laufrad erzeugten Druck von einer gelösten Position in eine anliegende Position bewegbar, in welcher es an einer Anlagefläche fixier† ist. In der gelösten Position ist das Ventilelement zwischen den Schaltstellungen bewegbar, während es in der anliegenden Position in einer Schaltstellung gegen Bewegung in die andere Schaltstellung fi xiert ist.

[28] Das erfindungsgemäße Verfahren weist zwei wesentliche Schritte auf. In einem ersten Schritt wird die Drehzahl des Antriebsmotors redu ziert oder der Antriebsmotor wird vollständig ausgeschalte†, wodurch der Druck ausgangsseitig des Laufrades so weit reduziert wird, dass das Ventilelement oder der zumindest eine Abschnitt des Ventilelementes nicht mehr in der anliegenden Position fixiert ist, sondern in die gelöste Position gelangt. Dies kann, wie oben beschrieben, vorzugsweise durch ein Krafterzeugungsmittel, welches auf das Ventilelement oder dessen beschriebenen Abschnitt wirkt, erreicht werden. In der gelösten Position wird das Ventilelement durch die von dem Laufrad erzeugte Strömung aus einer ersten in eine zweite Schaltstellung bewegt. Dies erfolgt, wie oben beschrieben, vorzugsweise durch Drehung des Ventilelementes. In einem zweiten Schritt wird dann die Drehzahl des Antriebsmotors wie der erhöht bzw. wird der Antriebsmotor wieder eingeschaltet, sodass der Druck ausgangsseitig des Laufrades derart erhöht wird, dass das Ventilelement oder dessen zumindest einer Abschnitt in die anliegende Position bewegt und dort durch den Druck fixiert wird. D. h„ nach Wie dereinschalten des Antriebsmotors wird das Ventilelement somit in der zuvor erreichten Schaltstellung durch die Anlage des Ventilelementes an einer Anlagefläche fixiert. Der Zeitpunkt zum Wiedereinschalten des Antriebsmotors bzw. zur Erhöhung der Drehzahl kann in der oben an hand der Vorrichtung beschriebenen Weise bestimmt werden.

[29] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Antriebsmotor zum Bewegen des Ventilelementes aus der zweiten in die erste Schaltstellung solange ausgeschalte†, bis die Strömung aus gangsseitig des Laufrades abgeklungen ist. In diesem Zustand kann das Ventilelemen† durch ein Rücksfellelement, wie es oben beschrieben wurde, in die erste Schaltstellung zurückbeweg† werden. Dies ist bevor zug† eine Bewegung entgegen einer von der Strömung bei Betrieb des Antriebsmotors verursachten Bewegungsrichtung. Anschließend wird der Antriebsmotor so in Betrieb genommen, dass sich ausgangsseitig des Laufrades ein Druck aufbau†, welcher das Ventilelemen† oder des sen zumindest einen Abschnitt in die anliegende Position beweg†, be vor sich eine Strömung aufbau†, welche das Ventilelemen† in die zweite Schaustellung bewegen würde. D. h„ der Antriebsmofor wird so schnell angefahren, dass sich unmittelbar ein derart hoher Druck aufbau†, dass das Ventilelemen† in die anliegende Position gelangt, bevor es aus der erreichten Schaustellung heraus beweg† werden kann. Um das Ventil elemen† aus der ersten in die zweite Schaustellung zu bewegen, wird der Antriebsmofor für eine kürzere Zeitspanne abgeschalfef bzw. es wird die Drehzahl für eine kürzere Zeitspanne reduziert. Dabei ist dies eine Zeitspanne, welche eine derartige Länge ha†, dass aufgrund der Trägheit der Flüssigkeit eine Strömung verbleib†, welche das Ventilele men† in die zweite Schaustellung bewegen kann. Die Zeitspannen kön nen, wie oben beschrieben, fest vorgegeben sein oder es ist möglich, die End-Zeifpunkte der Zeitspannen beispielsweise durch Erfassen der erreichten Schaustellung des Ventilelementes zu erfassen. Diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Nach Erreichen der zweiten Schaustellung wird der Antriebsmofor in Betrieb genommen bzw. wird die Drehzahl des Antriebsmofors erhöht, bevor die Strömung nachlässf und das Ventilelemen† sich wieder in die erste Schaustellung zurückbe wegen kann. Dadurch wird in der zweiten Schaustellung ein derart ho her Druck aufgebauf, dass das Ventilelemen† vorzugsweise wieder in die anliegende Position gelangt. In dieser Position wird der Antriebsmo tor dann zum normalen Betrieb des Umwälzpumpenaggregafes weiter angefrieben. [30] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beige fügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Kreiselpumpenaggregates, Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht des Kreiselpumpen aggregates gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des

Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1 und 2 mit einem Venfilelemenf in einer ersten Schaltstellung, Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 3 mit dem Venfilelemenf in einer zweiten Schaltstellung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Kreiselpumpenaggre gates gemäß Fig. 1 bis 4,

Fig. 6 eine Schniffansichf des Kreiselpumpenaggregates gemäß

Fig. 5 entlang der Linie A-A in Fig. 5 mit dem Venfilelemenf in einer anliegenden Position,

Fig. 7 eine Schniffansichf gemäß Fig. 6 mit dem Venfilelemenf in einer gelösten Position,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß

Fig. 1 bis 7,

Fig. 9 eine Schniffansichf des Kreiselpumpenaggregates gemäß

Fig. 8 mit einem Strömungssensor in einer ersten Position, Fig. 10 eine Schniffansichf gemäß Fig. 9 mit einem Strömungssen sor in einer zweiten Position,

Fig. 1 1 eine perspektivische Ansicht des Ventilelementes 24 des

Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1 bis 10, Fig. 12 schematisch das Schaltbild einer Fleizungsanlage mit ei nem Kreiselpumpenaggregat gemäß Fig. 1 bis 1 1 ,

Fig. 13 eine perspektivische Explosionsansicht eines Kreiselpumpe naggregates gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

[31 ] Das in den Fig. 1 bis 1 1 gezeigte Kreiselpumpenaggregat ist zum Einbau in einen hydraulischen Block, d. h. eine hydraulische Baueinheit für eine Fleizungsanlage, insbesondere eine Kompakfheizungsanlage, vorgesehen, wie sie schematisch in Fig. 12 gezeigt ist. Das Kreiselpum- penaggregat weist ein Pumpengehäuse 2 mit einem an dieses ange- setzte Motorgehäuse 4 auf. In dem Motorgehäuse 4 ist in bekannter Weise ein elektrischer Anfriebsmotor, bestehend aus einem Stator 6 und einem Rotor 8, angeordnet. Der gezeigte Anfriebsmotor ist als nasslau fender elektrischer Anfriebsmotor ausgebildet, bei welchem der Rotor raum, in welchem der Rotor 8 rotier†, von dem umgebenden Stator- raum, in welchem der Stator 6 gelegen ist, durch einen Spalttopf bzw. ein Spaltrohr 10 getrennt ist. Der Rotor 8 ist über eine Rotorwelle 12 dreh test mit einem Laufrad 14 verbunden. An der Außenseite des Motorge häuses 4 ist ein Klemmenkasten 16 angeordnet, welcher die elektri schen Anschlüsse sowie erforderliche elektrische und elektronische Bau- teile zur Ansteuerung des Antriebsmotors beinhaltet. [32] Das Pumpengehäuse 2, in welchem das Laufrad 14 rotier†, weis† zwei Sauganschlüsse 18 und 20 sowie einen Druckanschluss 22 auf. Im Inneren des Pumpengehäuses 2 ist ein drehbares Ventilelemen† 24 an- geordne†, welches in diesem Ausführungsbeispiel frommeiförmig ausge- bilde† ist. Das Venfilelemenf 24 dien† dazu, wahlweise eine Strömungs- verbindung von einem der Sauganschlüsse 18, 20 zum Saugmund 26 des Laufrades 14 herzusfellen.

[33] Das Venfilelemenf 24 wird von einem fopfförmigen Unterteil 28 und einem Deckel 30 gebildet. Beide sind fest miteinander verbunden. Der Deckel 30 weis† zentral eine Öffnung mit einem ringförmigen Kra gen auf, welcher einen Einlasssfufzen 32 bilde†, der in den Saugmund 26 des Laufrades 14 eingreif†. Das Unterteil 28 ist an einer Lagerhülse 34 befestig†. Diese könnte auch einsfückig mit dem Unterteil ausgebildef sein. [34] Die Lagerhülse 34 stütz† sich über eine als Druckfeder ausgebilde- fe Feder 36 am Boden des Pumpengehäuses 2 ab. So drück† die Feder 36 das Venfilelemenf 24 in die in Fig. 7 gezeigte gelöste Position. Die Lagerhülse 34 ist ferner drehbar auf einem Lagerbolzen 46 gelagert, welche sich in Richtung der Längsachse X ausgehend vom Boden in das Innere des Pumpengehäuses 2 hinein erstreck†. Der Lagerbolzen 76 greif† in ein sich in Längsrichtung erstreckendes Loch in der Lagerhülse 34 ein, sodass die Lagerhülse 34 gleitend auf dem Lagerbolzen 46 gela gert ist. Der Lagerbolzen 46 ist fest im Boden des Pumpengehäuses 2 fixier†. Die Lagerhülse 34 kann neben der Drehbewegung in der Längs- richfung X auf dem Lagerbolzen 46 gleiten, wenn das Venfilelemenf 24 von der in Fig. 7 gezeigten gelösten Position in die in Fig. 6 gezeigte an liegende Position verschoben wird. Die Lagerung der Lagerhülse 34 auf dem Lagerbolzen 46 lässt in diesem Ausführungsbeispiel somit sowohl eine Drehbewegung als auch eine axiale Bewegung zu. [35] Das Ventilelemen† 24 weis† in seinem Unterteil 28 eine Schaltöff nung 48 auf, wie in Fig. 3 und 4 zu sehen ist. In den Darstellungen in Fig. 3 und 4 ist der Deckel 30 abgenommen. Die Schaltöffnung 48 lieg† in der Bodenfläche des Unterteils 28, welche sich quer zur Längs- bzw. Drehachse X erstreck†. Die Schaltöffnung 48 lieg† dabei radial beab- stande† von der Drehachse X, sodass sie sich bei Drehung des Venfilele- menfes 24 um die Drehachse X auf einer bogenförmigen Bahn in eine andere Winkelposition beweg†. Fig. 3 zeig† die erste Schaltstellung des Ventilelementes 24, bei welcher die Schaltöffnung 48 eine Eintrittsöff nung 50 im Boden des Pumpengehäuses 2 überdeckt. Die Eintrittsöff nung 50 steht in Strömungsverbindung mit dem Sauganschluss 20. In der in Fig. 4 gezeigten zweiten Schaltstellung des Ventilelementes lieg† die Schaltöffnung 48 in Überdeckung mit einer Eintrittsöffnung 52, welche in Strömungsverbindung mit dem Sauganschluss 8 steht. Am Boden des Unterteils 28 ist darüber hinaus ein Rückstellelement in Form eines Ge wichtes 54 angeordne† bzw. ausgebilde†. Das Gewicht 54 ist ebenfalls beabstande† von der Drehachse X angeordne†, sodass es ein Drehmo ment um die Drehachse X erzeugen kann. Das Gewicht 54 ist so plat ziert, dass es in der in Fig. 3 gezeigten ersten Schaltstellung in der ge zeigten vorgesehenen Einbaulage des Pumpenaggregates unten lieg†. Bei der vorgegebenen Einbaulage erstreckt sich die Drehachse X stets horizontal. Wenn das Ventilelemen† 24 in die in Fig. 4 gezeigte zweite Schaltstellung gedreht wird, wird das Gewicht 54 angehoben, sodass es ein Rückstell-Drehmoment auf das Ventilelemen† 24 erzeug†, welches bestreb† ist, das Ventilelemen† 24 wieder in die erste Schaltstellung zu rückzubewegen.

[36] Das Ventilelemen† 24 weis† an seiner Außenseite ein sich vom Bo den 28 parallel zur Längsachse X weg erstreckendes Anschlagelement 56 in Form eines Vorsprungs bzw. einer Rippe auf. Dieses Anschlagele- ment 56 tritt in der in Fig. 4 gezeigten zweiten Schaltstellung mit einem zweiten Anschlagelement 58 in Form einer festen Rippe im Inneren des Pumpengehäuses 2 in Anlage. So wird die Drehbewegung des Ventil elementes 24 begrenzt, sodass es nicht über die zweite Schaltstellung, welche in Fig. 4 gezeigt ist, hinaus gedreht werden kann.

[37] Neben der Bewegung zwischen den zwei Schaltstellungen kann das Ventilelement 24, wie ausgeführt, eine Axialbewegung entlang der Längsachse X durchführen, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt ist. In Fig. 6 befin det sich das Venfilelemenf 24 in einer anliegenden Position, in welcher es durch den von dem Laufrad 14 erzeugten ausgangsseitigen Druck in Anlage mit dem Pumpengehäuse 2 gedrückt wird. Der von dem Lauf rad 14 erzeugte Druck wirk† auf die dem Laufrad zugewandte Oberflä che des Deckels 30. Auf der Rückseite des Deckels 30 im Inneren des Ventilelementes 24 wirk† der saugseitige Druck des Umwälzpumpenag- gregates. So gibt es eine Differenzkraft, welche gegen die Feder 36 wirk†, und, wenn der Druck ausreichend hoch ist, das Ventilelement 24 in die Fig. 6 gezeigte anliegende Position drück†. Dabei komm† das Un terteil 28 an einem ringförmigen Absatz 60 im Inneren des Pumpenge häuses in dichte Anlage. So wird die Saugseite gegenüber der Drucksei te durch das Ventilelement 24 abgedichtet und das Ventilelement 24 darüber hinaus kraftschlüssig im Pumpengehäuse 2 fixier†, sodass es nicht zwischen den Schaltstellungen verdreh† werden kann. Wenn die Drehzahl des Antriebsmotors und damit des Laufrades 14 reduzier† wird bzw. das Laufrad 14 stillsteh†, nimm† der auf den Deckel 30 wirkende Fluiddruck ab, sodass sich die Druckkraft verringert und die Federkraft der Feder 36 diese Druckkraft wieder übersteigt. In diesem Zustand be wegt sich das Ventilelement 24 in die in Fig. 7 gezeigte gelöste Position, in welcher das Unterteil 28 des Ventilelementes 24 von dem Absatz 60 abheb†, somit nicht mehr kraftschlüssig am Boden des Pumpengehäu ses 2 gehalten ist und sich frei zwischen den Schaltstellungen drehen kann. Die Feder 36 und der Antriebsmotor sind so aufeinander abge- stimm†, dass der Antriebsmotor einen Druck erzeugt, welcher es ermög lich†, die Kraft der Feder 36 zur Verlagerung des Ventilelementes 24 zu überwinden. Gleichzeitig ist die Feder so dimensioniert, dass sie, wenn der Druck unter einen bestimmten Grenzwert abfäll†, das Ventilelement 34 in die in Fig. 6 gezeigte gelöste Position bewegen kann.

[38] Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, befinde† sich im Inneren des Klemmenkastens 1 6 eine Steuerelektronik 62, welche den Umschaltvor gang durch Drehung des Ventilelementes 44 steuert. Bei dem hier ge zeigten Antriebsmotor handelt es sich um einen konventionellen unge regelten Asynchronmotor, welcher nicht über einen Frequenzumrichter angesteuert wird. D. h. eine elektronische Drehzahländerung ist nicht vorgesehen. Die Steuerelektronik 64 ist bevorzug† vielmehr lediglich so ausgebilde†, dass sie den Antriebsmofor gezielt für bestimmte Zeitspan nen abschalfen kann. Der Umschalfvorgang des Ventilelementes 24 erfolg† lediglich durch Abschalten des Antriebsmotors für vorgegebene Zeitspannen. Anstelle einer reinen Zeitsteuerung könnte auch die Schaltstellung des Ventilelementes 24 erfass† werden, um das Ende der jeweils erforderlichen Zeitspanne zu bestimmen bzw. zu definieren.

[39] In der Ausgangslage befinde† sich das Ventilelement 24 in der in Fig. 3 gezeigten ersten Schaltstellung, da das Gewicht 54 das Ventilele- ment 24 selbsttätig in diese Lage dreht. Der Antriebsmotor ist so ausge- legt, dass sich bei seinem Einschalten im Umfangsbereich des Laufrades 14 direkt ein derart hoher Druck aufbau†, dass das Ventilelement 24 in die in Fig. 6 gezeigte anliegende Position gedrückt wird und in dieser kraftschlüssig gehalten wird. D. h„ in diesem Zustand fördert das Laufrad Flüssigkeit über den Sauganschluss 20 in den Druckanschluss 22. Wenn die Steuerelektronik 64 nun den Antriebsmotor für eine kurze Zeitspanne ausschalte†, welche so gewählt ist, dass sich der Druck im Umfangsbe reich des Laufrades 14 so weit verringert, dass das Ventilelement 24 durch die Feder 36 in die gelöste Position beweg† wird, kann das Ventil- element 24 in die gezeigte zweite Schaltstellung gedreht werden. Dies erfolg†, da die Strömung im Umfangsbereich des Laufrades 14 und ge- gebenenfalls in einem angeschlossenen hydraulischen System nicht so fort verschwinde†, sondern aufgrund der Trägheit der geförderten Flüs sigkeit eine Strömung im Pumpengehäuse noch für eine gewisse Zeit spanne verbleib†. Diese Strömung wirkt auf das Ventilelement 24, sodass dieses mit der Strömung in der Drehrichtung A mitgedreht wird, bis das Anschlagelement 56 an dem zweiten Anschlagelement 58 anschläg† und die Schaltöffnung 48 die Eintrittsöffnung 52 überdeckt. Nun schalte† die Steuerelektronik 64 den Antriebsmotor wieder ein, wodurch sich un mittelbar ein derartiger Druck aufbau†, dass das Ventilelement 24 wie der in die anliegende Position gedrückt wird, wobei durch den Boden des Unterteils 28 die Eintrittsöffnung 50 verschlossen wird. In diesem Zu stand fördert das Laufrad 14 nun Flüssigkeit über den Sauganschluss 18 zu dem Druckanschluss 22.

[40] Um aus dieser zweiten Schaltstellung das Ventilelement 24 wie der in die erste Schaltstellung zurückzubewegen, schalte† die Steuer elektronik 64 den Antriebsmotor für eine zweite längere Zeitspanne ab. Diese Zeitspanne ist so gewählt, dass sich nicht nur der Druck im Umge bungsbereich des Laufrades 14 verringert, sondern auch die Ringströ mung soweit nachläss†, dass das durch das Gewicht 54 verursachte Drehmoment größer wird und das Ventilelement 24 wieder in die erste Schaltstellung zurückdrehen kann. Danach kann der Antriebsmotor dann wieder so in Betrieb genommen werden, dass durch den unmit telbaren Druckaufbau das Ventilelement 24 in dieser Schaltstellung ge halten wird. Auch für diesen Schaltvorgang kann die Steuereinrichtung eine reine Zeitsteuerung wählen. Alternativ ist es auch hier möglich, die Schaltstellung des Ventilelementes 24 tatsächlich zu erfassen.

[41 ] In diesem Ausführungsbeispiel weis† die Steuerelektronik 64 einen nahe der Außenwandung des Klemmenkastens 1 6 gelegenen Ma gnetsensor 66 auf. Dieser kann ein Signal erzeugen, welches die Steuer elektronik 64 zum Umschalten der Schaltstellungen veranlass†. In diesem Ausführungsbeispiel ist nahe der Wandung, an welcher der Magnetsen- sor 66 lieg†, an der Außenseite des Klemmenkasfens 16 ein Rohrelemenf 68 angeordnef, in welchem zum Erfassen einer Strömung ein bewegli cher Sensorkörper 70 angeordnef ist. Wenn durch das Rohrelemenf 68 keine Strömung verläuft, befinde† sich der Sensorkörper 70, beispielswei se durch ein Federeiemen† gehalten, in der in Fig. 9 gezeigten Ruhela ge. In dem Sensorkörper 70 ist ein Magnet 72 angeordnet. In der in Fig. 9 gezeigten Ruhelage liegt der Magnet 70 dem Magnetsensor 66, wel cher beispielsweise ein Reed-Kontakt sein kann, nicht gegenüber. Tritt nun in dem Rohreiemen† 68 eine Strömung in Richtung des Pfeils S auf, wird der Sensorkörper 70 in die in Fig. 10 gezeigte Position verlagert, wo durch der Magnet 72 in eine Position gegenüberliegend dem Ma gnetsensor 66 kommt. Der Magnetsensor 66 erfasst das Magnetfeld des Magnetes 72 und gibt ein Schaltsignal aus, welches das Ventilelement 24 zum Umschalten veranlassen kann.

[42] Das beschriebene Kreiselpumpenaggregat wird beispielsweise in einem Fleizungssystem eingesetzt, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Das Hei zungssystem weist zwei Kreise auf, einen Heizkreis 74, welcher der Erwär mung eines Gebäudes dient sowie einen Kreis 76 durch einen Sekun därwärmetauscher 78 zum Erwärmen von Brauchwasser. Sowohl der Heizkreis 74 als auch der zweite Kreis 76 zweigen von einem Ausgang eines Primärwärmetauschers 80 ab, welcher beispielsweise von einer Gastherme gebildet sein kann. An der Eingangsseite des Primärwärme tauschers 80 ist ein Kreiselpumpenaggregat 82, welches dem vorange henden Kreiselpumpenaggregat entspricht, angeordnet. Aus dem Druckanschluss 22 des Kreiselpumpenaggregates 82 strömt der Wärme träger in den Primärwärmetauscher 80. Der Rücklauf des Heizkreises 74 ist mit dem Sauganschluss 20 verbunden, während der Rücklauf aus dem Sekundärwärmetauscher 78 mit dem Sauganschluss 18 verbunden ist. In einem Strömungsweg für das zu erwärmende Brauchwasser liegt das beschriebene Rohreiemen† 68 mit dem Strömungswächter, welcher durch den Sensorkörper 70 gebildet wird. Wenn das Kreiselpumpenag- gregat, wie oben beschrieben, in der ersten Schaltstellung in Betrieb genommen wird, fördert es den Wärmefräger im Kreislauf durch den Pri- märwärmefauscher 80 und den Heizkreis 74. Wenn nun Brauchwasser durch das Rohreiemen† 68 strömt, führt dies zu der beschriebenen Ver lagerung des Sensorkörpers 70, wodurch die Steuerelektronik 64 einen Bedarf für die Brauchwassererwärmung erkennt. Dies veranlass† die Steuerelektronik 64 dazu den Antriebsmotor für eine erste kürzere Zeit spanne abzuschalten, sodass das Ventilelement 24 sich in die zweite Schaltstellung dreht, die in Fig. 4 gezeigt ist. In dieser Schaltstellung nimmt die Steuerelektronik 64 nach Ablauf der Zeitspanne den Antriebs motor wieder in Betrieb, sodass das Kreiselpumpenaggrega† 82 dann den Wärmeträger durch den zweiten Kreis 76 von dem Primärwärme tauscher 80 durch den Sekundärwärmetauscher 78 fördert. Wird das Kreiselpumpenaggrega† von der Steuerelektronik 64 dann, wenn kein Bedarf für die Brauchwassererwärmung mehr besteht, wieder für eine längere, d. h. zweite mögliche Zeitspanne ausgeschalte†, beweg† sich das Ventilelement 24 schwerkraftbeding† in die erste Schaltstellung zu rück.

[43] Durch diese Anordnung kann auch eine Sicherheitsfunktion, wel che ein Überhitzen des Primärwärmetauschers 80 verhindern kann, reali siert werden. Sollten in dem Heizkreis 74 beispielsweise alle Heizkörper ventile geschlossen sein und keine Wärme mehr abgenommen werden, kann dies durch einen Temperatursensor erkannt werden. Wenn in die sem Zustand nun das Kreiselpumpenaggrega† 82 kurz abgeschalte† wird, beweg† sich das Ventilelement 24 wieder in die zweite Schaltposi tion. In dieser kann dann ein Kreislauf über den Sekundärwärmetau scher 78 aufrechterhalten werden.

[44] Bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel er folg† das Umschalten über das Ventilelement an der Saugseite des Laufrades 14. Alternativ kann jedoch in entsprechender Weise auch ein Umschalten an der Druckseite erfolgen. Ein solches Beispiel ist in Fig. 13 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Pumpengehäuse 2‘ zwei Druckanschlüsse 22‘ und lediglich einen Sauganschluss 18‘ auf. Das Ventileiemen† 24 1 ist topfförmig ausgebildet und umgibt das Lauf rad 14, sodass die von dem Laufrad 14 erzeugte Strömung und der von dem Laufrad 14 erzeugte Druck im Inneren des Ventilelementes 24 1 wir ken. Das Ventileiemen† 24 1 weist im Inneren einen Einlassstutzen 32 1 auf, welcher, wie oben beschrieben, mit dem Saugmund des Laufrades 14 in Eingriff ist. In dem Ventileiemen† 24 1 ist wiederum ein Gewicht 54 1 an- geordnet. Ferner kann das Ventileiemen† 24 1 durch eine Feder 36 in eine gelöste Stellung gedrückt werden und gegen die Federkraft von dem Druck im Inneren des Ventilelementes 24 1 in eine am Pumpenge häuse 2‘ anliegende Position gedrückt werden. Das Ventileiemen† 24‘ weist eine Schaltöffnung 48 1 in einer Rückwandung bzw. Außenum fangswandung auf, welche in einer Schaltstellung mit einer Austrittsöff nung 84 in Überdeckung ist, sodass ein Strömungsweg vom Inneren des Ventilelementes 24 1 zu einem ersten der Druckanschlüsse 22‘ gegeben ist. In der zweiten Schaltstellung wird die Schaltöffnung 48‘ mit einer zweiten Austrittsöffnung 84 in Überdeckung gebracht, sodass ein Strö mungsweg zu dem zweiten Druckanschluss 22 1 geöffnet ist. Das Um- schalten des Ventilelementes 24 1 zwischen den Schaltstellungen erfolgt in derselben Weise, wie es oben anhand des ersten Ausführungsbei spiels beschrieben wurde.

Bezugszeichenliste

2, 2‘ Pumpengehäuse

4 Motorgehäuse

6 Stator

8 Rotor

10 Spaltrohr

12 Rotorwelle

14 Laufrad

16 Klemmenkasfen

18, 20, 18' Sauganschlüsse

22, 22 Druckanschlüsse

24, 24 Ventilelement

26 Saugmund

28 Unterteil

30 Deckel

32‘ Einlasssfufzen

34 Lagerhülse

36 Feder

46 Lagerbolzen

48, 48 Schalföffnung

50, 52 Eintrittsöffnungen

54 Gewicht

56 Anschlageiemen† 58 zweites Anschlageiemen† 60 Absatz

64 Steuerelektronik

66 Magnetsensor

68 Rohrelement

70 Sensorkörper

72 Magnet

74 Heizkreis

76 zweiter Heizkreis

78 Sekundärwärmetauscher

80 Primärwärmetauscher

82 Kreiselpumpenaggregat

84 Austrittsöffnung

A Drehrichtung

S Sfrömungsrichtung

X Längsachse




 
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