WO2011091809A1

WO2011091809A1 - Garden pump arrangement

Info

Publication number: WO2011091809A1
Application number: PCT/EP2010/000422
Authority: WO
Inventors: Ram Krishna Agrawal
Original assignee: Gardena Manufacturing GmbH
Current assignee: Gardena Manufacturing GmbH
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2012-07-26

Abstract

The invention relates to a garden pump arrangement comprising a centrifugal pump impeller. According to the invention, the rotational axis of the impeller is aligned vertically, the impeller chamber is positioned lower than the outlet connection and the inlet connection in the pump housing, and water is fed from below into the impeller chamber. Advantageously, the inlet connection likewise lies higher than the impeller chamber. The impeller chamber is thereby always sufficiently filled with water even when air bubbles occur in the delivered water and/or when the pump is not completely filled so that a low pressure that is sufficient for the suction can be reliably generated.

Description

Gartenpumpenanordnung Garden pump assembly

Die Erfindung betrifft eine Gartenpumpenanordnung mit einem motorisch angetriebenen Kreiselpumpen-Laufrad. The invention relates to a garden pump arrangement with a motor-driven centrifugal pump impeller.

Pumpenanordnungen mit wenigstens einem Kreiselpumpen-Laufrad sind wartungsarm und wenig störanfällig und häufig in Gartenpumpen und Tauchpumpen eingesetzt. Bei Tauchpumpen rotiert das Kreiselpumpen-Laufrad um eine im Betrieb im wesentlichen horizontale Achse und die Eintrittsöffnung in die Pumpenkammer liegt nur um ein geringes Maß über der Aufstellebene des Pumpengehäuses und bestimmt typischerweise die minimale Höhe eines nicht weiter absaugbaren Wasserrestes. Eine solche Tauchpumpe ist in der DE 4230306 A1 be- schrieben. Pump assemblies with at least one centrifugal pump impeller are low maintenance and less prone to failure and often used in garden pumps and submersible pumps. In submersible pumps, the centrifugal pump impeller rotates about a substantially horizontal axis in operation and the inlet opening in the pump chamber is only a small amount above the mounting plane of the pump housing and typically determines the minimum height of a not further sucked water residue. Such a submersible pump is described in DE 4230306 A1.

Demgegenüber sind Gartenpumpen, wie z. B. in der DE 19923357 A1 mit parallel zur typischerweise horizontalen Aufstellebene verlaufender Rotationsachse zum Ansaugen von Wasser auch aus Wasserbehältern mit tiefer liegenden Wasserpegeln vorgesehen. In Verlängerung der Rotationsachse vor der Eintrittsöffnung in die Pumpenkammer, in der das wenigstens eine Kreiselpumpen- Laufrad rotiert, kann eine Jet-Düse angeordnet sein, welche das Ansaugen unterstützt. Die Gartenpumpen sind tragbar und kompakt mit im Pumpengehäuse integriertem elektrischem Antriebsmotor ausgeführt. Bei derartigen Pumpen treten aber häufig Probleme beim Ansaugen auf, insbesondere nach Abschalten und erneutem Einschalten der Pumpe. In contrast, garden pumps, such as. B. in DE 19923357 A1 with parallel to the typically horizontal mounting plane extending axis of rotation for sucking water and water containers with deeper lying water levels provided. In extension of the axis of rotation in front of the inlet opening into the pump chamber, in which rotates the at least one centrifugal pump impeller, a jet nozzle can be arranged, which supports the suction. The garden pumps are portable and compact with built in pump housing electric drive motor. In such pumps, however, problems often occur during suction, in particular after switching off and restarting the pump.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Gartenpumpe mit verbessertem Ausgangsverhalten anzugeben. Die Erfindung ist im Anspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Ansaugprobleme bei herkömmlichen Gartenpumpen sowohl durch unvollständige Vorbefüllung der leeren Pumpe, als auch durch Ansammeln von mit dem Wasser angesaugter Luft im Pumpengehäuse entstehen. Die vertikale Ausrichtung der Rotationsachse des Laufrads, die Positionierung des Pumpenausgangs oberhalb der Laufradkammer und die Anordnung der Eintrittsöffnung in die Laufradkammer unterhalb des Pumpenrades führt dazu, dass auch bei nur teilweise mit Wasser gefüllter Pumpe meistens noch ausreichend Wasser zur Bedeckung des Laufrads vorliegt, so dass bei dessen Rotation ein hinreichend starker Unterdruck auf der Saugseite der Pumpe entsteht und Wasser aus einem Vorratsbehälter ange- saugt werden kann. In der Pumpenkammer auftretende Luft steigt auch von selbst nach oben über das Laufrad auf und wird durch das nachströmende Wasser zum Pumpenausgang, der in üblicher Weise höher liegt als die Pumpenkammer, verdrängt. Vorteilhafterweise ist, wie für Gartenpumpen an sich gebräuchlich, in Strömungsrichtung vor der Eintrittsöffnung der Laufradkammer eine Jet-Düse angeordnet. Diese kann vorteilhafterweise mit der Düsenachse als Haupt- Strömungsrichtung der Düse quer zur Rotationsachse des Laufrads ausgerichtet und insbesondere im wesentlichen parallel zu der durch das Pumpengehäu- se bestimmten Aufstellebene, also im Regelfall horizontal ausgerichtet. Durch die Querausrichtung der Jet-Düse kann diese mit zur Verstärkung des Ansaugeffekts vorteilhafter Baulänge ausgeführt und zugleich das wasserführende Volumen unter dem Niveau des Laufrads gering gehalten werden, was wiederum das Ansaugverhalten auch in Gegenwart von Luft in der Pumpe begünstigt. Der Strömungsweg ist nach dem Düsenausgang vorteilhafterweise in eine zur Pumpenachse parallele Richtung an der Eintrittsöffnung in die Laufradkammer umgelenkt. Vorteilhafterweise ist in Verlängerung der Düsenachse der Jet-Düse, vorzugsweise bei der Einströmseite der Jet-Düse eine erste Öffnung in dem Pumpengehäuse vorgesehen, welche durch eine lösbare Abdeckung verschlossen ist und durch welche eine Reinigung des Bereichs der Jet-Düse vorgenommen werden kann. Durch diese Öffnung kann die Pumpe auch leicht entleert wer- den. The present invention has for its object to provide a simple design garden pump with improved output behavior. The invention is described in claim 1. The dependent claims contain advantageous refinements and developments of the invention. The invention is based on the finding that the intake problems arise in conventional garden pumps both by incomplete pre-filling the empty pump, as well as by accumulation of air sucked in the water in the pump housing. The vertical orientation of the axis of rotation of the impeller, the positioning of the pump outlet above the impeller chamber and the arrangement of the inlet opening in the impeller chamber below the impeller causes even with only partially filled with water pump is still sufficient water to cover the impeller so that during the rotation of which a sufficiently strong negative pressure is created on the suction side of the pump and water can be sucked from a storage container. Air occurring in the pump chamber also rises by itself upwards over the impeller and is displaced by the inflowing water to the pump outlet, which in the usual way is higher than the pump chamber. Advantageously, as is customary for garden pumps, a jet nozzle is arranged in the flow direction in front of the inlet opening of the impeller chamber. This can advantageously be aligned with the nozzle axis as the main flow direction of the nozzle transversely to the axis of rotation of the impeller and, in particular, substantially parallel to the set-up plane determined by the pump housing, ie, as a rule, aligned horizontally. Due to the transverse orientation of the jet nozzle, it can be designed to increase the suction effect advantageous length and at the same time the water-carrying volume below the level of the impeller are kept low, which in turn favors the suction in the presence of air in the pump. Of the Flow path is deflected after the nozzle exit advantageously in a direction parallel to the pump axis direction at the inlet opening in the impeller chamber. Advantageously, a first opening in the pump housing is provided in extension of the nozzle axis of the jet nozzle, preferably at the inflow side of the jet nozzle, which is closed by a detachable cover and through which a cleaning of the area of the jet nozzle can be made. Through this opening, the pump can also be emptied easily.

Der Eingangsanschluss des Pumpengehäuses liegt vorteilhafterweise höher als die Laufradkammer. Vorteilhafterweise verläuft ein erster Leitungsabschnitt innerhalb des Pumpengehäuses nach dem Eingangsanschluss in Richtung der Eintrittsöffnung bzw. der Jet-Düse im wesentlichen senkrecht von oben nach unten. Ein Schmutzfilter kann vorteilhafterweise in einem solchen ersten Leitungsabschnitt angeordnet und vorteilhafterweise in Verlängerung dieses ersten Abschnitts nach oben aus einer verschließbaren zweiten Öffnung zur Reinigung oder zum Austausch entnommen werden. Durch die zweite Öffnung kann die Pumpe auch auf einfache Weise mit Wasser befüllt werden. Der Eingangsanschluss mündet vorteilhafterweise seitlich in den ersten Leitungsabschnitt. The input port of the pump housing is advantageously higher than the impeller chamber. Advantageously, a first line section extends within the pump housing to the input port in the direction of the inlet opening or the jet nozzle substantially vertically from top to bottom. A dirt filter can advantageously be arranged in such a first line section and advantageously removed in extension of this first section upwards from a closable second opening for cleaning or replacement. Through the second opening, the pump can also be easily filled with water. The input port advantageously opens laterally into the first line section.

Vorteilhafterweise sind ein oberhalb des Laufrads angeordneter elektrischer Antriebsmotor sowie eine gegebenenfalls diesem zugeordnete Elektronik was- serdicht gekapselt. Zur Abführung von demnach eventuell in der Motorkammer auftretendem Leckwasser kann eine Leitung von der Motorkammer ins Freie in an sich bei Gartenpumpen bekannter Art vorgesehen sein. Auf der Ausgangs- seite der Pumpe kann in gebräuchlicher Weise ein Rückschlagventil vorgesehen sein. ln vorteilhafter Weiterbildung kann die Gartenpumpe als Tauchpumpe eingesetzt sein, indem die erste Gehäuseöffnung bei der Jet-Düse als Ersatz- Pumpeneingang geöffnet und der höher liegende Eingangsanschluss ver- schlössen wird. Advantageously, an electric drive motor arranged above the impeller and any electronics associated therewith are encapsulated in a water-tight manner. For the discharge of possibly occurring in the engine chamber leakage water may be provided from the engine chamber into the open in a per se in garden pumps known type. On the output side of the pump may be provided in a conventional manner, a check valve. In an advantageous development, the garden pump can be used as a submersible pump in that the first housing opening in the jet nozzle is opened as a replacement pump inlet and the higher-lying inlet connection is closed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 in einer Schnittdarstellung gezeigte Pumpe noch eingehend veranschaulicht. The invention is illustrated below with reference to preferred embodiments with reference to the pump shown in Fig. 1 in a sectional view in detail.

Bei dem in Fig. 1 skizzierten schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Gartenpumpe sind, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, Eingangsanschluss EA und Ausgangsanschluss AA am Pumpengehäuse und die Welle eines elektrischen Antriebsmotors als in der Schnittebene der Darstellung liegend angenommen. In the sketched in Fig. 1 schematic structure of a garden pump according to the invention are, without limitation of generality, input terminal EA and output terminal AA on the pump housing and the shaft of an electric drive motor as lying in the sectional plane of the representation.

In dem Pumpengehäuse PG ist ein Antriebsmotor AM in einer Motorkammer MK vorzugsweise wasserdicht gekapselt. Eine Motorelektronik ME kann in der Motorkammer MK oder in einer separaten Gehäusekammer angeordnet und vorteilhafterweise gleichfalls wasserdicht gekapselt sein. Elektrische Verbindungen zwischen der Motorelektronik ME und dem Antriebsmotor AM sind angedeutet. In the pump housing PG, a drive motor AM is preferably encapsulated watertight in a motor chamber MK. An engine electronics ME can be arranged in the motor chamber MK or in a separate housing chamber and advantageously also be encapsulated in a watertight manner. Electrical connections between the engine electronics ME and the drive motor AM are indicated.

Der Antriebsmotor AM treibt über eine Motorwelle MW ein Lüfterrad LR um ei- ne Drehachse DA rotierend an. Die Unterseite des Pumpengehäuses definiert eine Aufstellebene SE, welche im regulären Betriebszustand im wesentlichen eine Horizontalebene bildet. Die Drehachse DA verläuft dann im typischen Betriebszustand im wesentlichen vertikal. Das Laufrad LR ist nach den allgemein bekannten Prinzipien von Kreiselpumpen aufgebaut und in einer Laufradkam- mer LK innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet. Die Eintrittsöffnung EO in die Laufradkammer liegt in axialer Richtung der Drehachse DA unterhalb des Laufrades. Der Ausgangsanschluss AA des Pumpengehäuses liegt höher als das Laufrad LR bzw. die Laufradkammer LK. Eine Strömungsverbindung zwi- sehen Laufradkammer LK und dem Ausgangsanschluss AA ist die Motorkammer MK umgebend ausgebildet. The drive motor AM drives a fan wheel LR in rotation about a rotation axis DA via a motor shaft MW. The underside of the pump housing defines a mounting plane SE, which forms a horizontal plane in the normal operating state substantially. The axis of rotation DA then runs in the typical operating state substantially vertically. The impeller LR is constructed according to the well-known principles of centrifugal pumps and in a Laufradkam- mer LK arranged within the pump housing. The inlet opening EO in the impeller chamber is located in the axial direction of the axis of rotation DA below the impeller. The outlet port AA of the pump housing is higher than the impeller LR or the impeller chamber LK. A flow connection between see impeller chamber LK and the output terminal AA, the motor chamber MK is formed surrounding.

Stromaufwärts der Eintrittsöffnung EO in die Laufradkammer LK ist eine Jet- Düse vorgesehen, deren langgestreckter Düsenkanal DK im wesentlichen pa- rallel zur Aufstellebene SE ausgerichtet ist. Das aus dem Düsenkanal DK der Jet-Düse JD austretende Wasser wird in einem Krümmungsabschnitt in eine im wesentlichen vertikale Richtung zu der Eintrittsöffnung EO in die Laufradkammer LK umgelenkt. Ein Eingangsanschluss EA des Pumpengehäuses ist höher als die Laufradkammer LK positioniert und führt im dargestellten Beispielsfall seitlich weg. Ein Leitungsabschnitt LZ zwischen dem Eingangsanschluss EA und dem Eingang der Jet-Düse verläuft im wesentlichen vertikal und ist seitlich versetzt gegen die Motorkammer MK angeordnet. In dem Leitungsabschnitt LZ kann vorteilhafterweise ein Filter Fl zum Ausfiltern von Verunreinigungen in dem über den Eingangsanschluss EA angesaugten Wasser und/oder ein Rückschlagventil RV zur Verhinderung des Rückströmens von Wasser aus der Pumpe zum Eingangsanschluss EA vorgesehen sein. Filter Fl und/oder Rückschlagventil RV können vorteilhafterweise durch eine mittels eines Deckels DE verschließbare Öffnung des Pumpengehäuses zu Reinigungszwecken entnommen werden. Upstream of the inlet opening EO in the impeller chamber LK, a jet nozzle is provided, the elongated nozzle channel DK is aligned substantially parallel to the mounting plane SE. The water emerging from the nozzle channel DK of the jet nozzle JD is deflected in a curved section in a substantially vertical direction to the inlet opening EO in the impeller chamber LK. An input port EA of the pump housing is positioned higher than the impeller chamber LK and leads laterally away in the illustrated example. A line section LZ between the input terminal EA and the inlet of the jet nozzle extends substantially vertically and is laterally offset from the motor chamber MK arranged. In the line section LZ, a filter Fl for filtering out impurities in the water drawn in via the inlet connection EA and / or a check valve RV for preventing the backflow of water from the pump to the inlet connection EA can advantageously be provided. Filter Fl and / or check valve RV can be advantageously removed by a closable by means of a lid DE opening of the pump housing for cleaning purposes.

Eine weitere Gehäuseöffnung in stromaufwärts gerichteter Verlängerung des Düsenkanals DK der Jet-Düse ist durch eine Abdeckung DD verschlossen. Nach Entfernen der Abdeckung DD kann erforderlichenfalls die Jet-Düse gereinigt oder eventuell auch aus dem Gehäuse entnommen werden. Die Strömungsverläufe des Wassers zwischen Eingangsanschluss EA und Ausgangsanschluss AA sind durch mehrere gekrümmte Pfeile angedeutet. Vor der Inbetriebnahme der Pumpe kann über eine der Gehäuseöffnungen, insbesondere über die durch den Deckel DE verschlossene Gehäuseöffnung Wasser in die Pumpe eingefüllt werden, welches durch das Filter, das Rückschlagventil und die Jet-Düse in die Laufradkammer LK strömt. Auch bei nicht vollständiger Befüllung der Pumpe steht die Laufradkammer LK in der Regel ausreichend unter Wasser, so dass bei rotierendem Laufrad zuverlässig an der Eintrittsöffnung EO ein Unterdruck erzeugt und Wasser durch die stromaufwärts liegenden Leitungsabschnitte angesaugt wird. Auch beim Auftreten von Luftblasen in dem angesaugten Wasser steigt die Luft aus der Laufradkammer vertikal auf, so dass selbst beim Abschalten der Pumpe und Vorliegen von Luft im angesaugten Wasser die Laufradkammer LK mit Wasser gefüllt bleibt und beim Wiedereinschalten der Pumpe zuverlässig ein Unterdruck an der Eintrittsöffnung EO erzeugt und Wasser über den Eingangsanschluss EA angesaugt wird. Die zuvor eventuell in der Pumpe enthaltene Luft wird durch das von dem Laufrad nachgeförderte Wasser nach oben und durch den Ausgangsanschluss AA verdrängt. Another housing opening in upstream extension of the nozzle channel DK of the jet nozzle is closed by a cover DD. After removing the cover DD, if necessary, the jet nozzle can be cleaned or possibly removed from the housing. The flow paths of the water between the input terminal EA and output terminal AA are indicated by a plurality of curved arrows. Before the pump is put into operation, water can be introduced into the pump via one of the housing openings, in particular via the housing opening closed by the cover DE, which flows through the filter, the check valve and the jet nozzle into the impeller chamber LK. Even if the pump is not completely filled, the impeller chamber LK is generally sufficiently submerged, so that a negative pressure is reliably generated at the inlet opening EO when the impeller is rotating and water is drawn in through the upstream line sections. Even with the occurrence of air bubbles in the sucked water, the air from the impeller chamber rises vertically, so that even when switching off the pump and the presence of air in the sucked water, the impeller chamber LK remains filled with water and when switching on the pump reliably a negative pressure at the inlet opening EO generated and water is sucked through the input terminal EA. Any air previously contained in the pump will be displaced upwards by the water pumped up by the impeller and out through the outlet port AA.

Die Ausrichtung der Jet-Düse JD mit im wesentlichen horizontaler Ausrichtung des Düsenkanals DK erlaubt eine für eine ansaugverstärkende Wirkung der Jet-Düse vorteilhafte Baulänge, ohne die Bauhöhe der Pumpe und das wasser- führende Volumen unterhalb der Eintrittsöffnung EO unangemessen zu erhöhen. Die Gartenpumpe kann auch als Tauchpumpe eingesetzt werden, wenn der Eingangsanschluss EA verschlossen und die Abdeckung DD geöffnet, eventuell durch ein Sieb gegen grobe Verschmutzungen ersetzt wird. Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. The orientation of the jet nozzle JD with a substantially horizontal orientation of the nozzle channel DK allows advantageous for a suction-enhancing effect of the jet nozzle length without unduly increase the height of the pump and the water-carrying volume below the inlet opening EO. The garden pump can also be used as a submersible pump when the input port EA is closed and the cover DD opened, possibly replaced by a sieve against coarse contamination. The features indicated above and in the claims, as well as the features which can be seen in the figures, can be implemented advantageously both individually and in various combinations. The invention is not limited to the exemplary embodiments described, but can be modified in many ways within the scope of expert knowledge.

Claims

claims:

1. Garden pump arrangement with an installation level (SE) for an operating position forming pump housing (PG), with an integrated in the pump housing electric drive motor (AU) and at least one about a vertical axis of rotation (DA) rotating centrifugal pump impeller (LR) in an impeller chamber (LK) whose inlet opening (EO) lies in the vertical direction between the impeller and the installation level, as well as with an outlet connection (AA) of the pump housing lying above the impeller.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a jet nozzle (JD) is arranged in the flow direction in front of the inlet opening and preferably lower than this.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the jet nozzle (JD) laterally offset from the inlet opening (EO) and the nozzle direction of the nozzle channel (DK) of the jet nozzle transversely to the axis of rotation (DA), preferably aligned substantially horizontally is.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that in the upstream extension of the nozzle direction upstream of the jet nozzle in the pump housing is provided with a detachable cover (DD) closed cleaning opening.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that an input terminal (EA) on the housing (PG) is arranged higher than the impeller chamber (LK).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that in a first line section (LZ) between the input port and the inlet opening, the flow direction is directed at least predominantly downwards.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that a predominant part of the first line section extends parallel to the axis of rotation of the impeller.

8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that between the input port and the impeller chamber, a preferably removable dirt filter (Fl) is arranged.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive motor (AM) is arranged above the impeller chamber and preferably encapsulated waterproof.

10. Arrangement according to claim 9, characterized in that a line is provided from the motor housing to the outside for the discharge of possibly occurring in the motor housing leakage water.