BR102013024798B1

BR102013024798B1 - BOMB

Info

Publication number: BR102013024798B1
Application number: BR102013024798-7A
Authority: BR
Inventors: Thomas Welschinger; Marcelo INFORSATI
Original assignee: Sulzer Management Ag
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2021-11-16
Also published as: EP2719900B1; BR102013024798A2; EP2719900A1

Abstract

bomba. a presente invenção refere-se a uma bomba (530), incluindo um invólucro externo (513) possuindo uma câmara de saída (532) com um conector de saída, e incluindo uma primeira parte da bomba (534) e uma segunda parte da bomba (535), ligadas depois, com as primeira e segunda peças bombas (534, 535) dispostas na caixa externa (513), um elemento de separação (512), que pode ser disposto entre a primeira e a segunda partes da bomba (534, 535) e um eixo de rotor (539), que está disposto de modo rotativo na primeira e na segunda partes da bomba (534, 535). de acordo com a invenção, a caixa externa (513), a primeira parte da bomba (534) e o elemento de separação (512) ligados a uma primeira câmara de pressão (511) e a caixa externa (513), a segunda parte da bomba (535) e o elemento de separação (512) ligados a uma segunda câmara de pressão (540) e as primeira e segunda câmaras de pressão (511, 540) são concebidos e dispostos de tal modo que a câmara de saida (532) é formada como uma única região de alta pressão da bomba (530).bomb. The present invention relates to a pump (530) including an outer casing (513) having an outlet chamber (532) with an outlet connector, and including a first pump part (534) and a second pump part (535), then connected, with the first and second pump parts (534, 535) arranged in the external casing (513), a separation element (512), which can be arranged between the first and second pump parts (534 , 535) and a rotor shaft (539), which is rotatably disposed in the first and second parts of the pump (534, 535). According to the invention, the outer casing (513), the first pump part (534) and the separating element (512) connected to a first pressure chamber (511) and the outer casing (513), the second part of the pump (535) and the separation element (512) connected to a second pressure chamber (540) and the first and second pressure chambers (511, 540) are designed and arranged in such a way that the outlet chamber (532 ) is formed as a single high-pressure region of the pump (530).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma bomba de acordo como preâmbulo da reivindicação 1.[0001] The present invention relates to a pump according to the preamble of claim 1.

[0002] As bombas, em particular bombas de alta pressão demúltiplos estágios, são máquinas de fluxo bem conhecidas da técnica anterior e são utilizadas nas mais variadas aplicações para transportar fluidos da bomba, de líquidos ou misturas particulares. A bomba de alta pressão de múltiplos estágios é composta por um invólucro externo em que uma pluralidade de módulos da bomba é disposta, em que os módulos da bomba incluem um estator e um impulsor. Os módulos individuais da bomba, que correspondem aos estágios individuais da bomba estão dispostos axialmente sobre um eixo do rotor, em que uma pluralidade de módulos da bomba, que estão ligados um ao outro por trás, pode formar uma bomba parcial possuindo uma entrada e uma saída para o fluido da bomba. Em uma denominada configuração de "back-to-back", uma primeira e uma segunda bombas parciais estão dispostas na direção axial ao longo do eixo do rotor com uma direção de fluxo oposta e uma primeira saída de bomba da primeira bomba parcial está em comunicação de fluxo com uma segunda entrada da bomba da segunda bomba parcial. A pressão sobre o fluido da bomba, neste ponto, aumentou a partir da primeira entrada da bomba da primeira bomba parcial, sucessivamente, em cada um dos módulos da bomba. A pressão sobre o fluido da bomba, na primeira saída da bomba corresponde, assim, à pressão na segunda entrada da bomba da segunda bomba parcial, com a pressão presente nesta região sendo capaz de ser chamada de uma pressão média. Na segunda bomba parcial, a pressão sobre o fluido da bomba é, por sua vez, análoga à primeira bomba parcial, aumentado sucessivamente em cada um dos módulos da bomba e o fluido da bomba é em seguida conduzido para uma câmara de saída à alta pressão. Em bombas de alta pressão de múltiplos estágios, a câmara de saída é ligada, a este respeito a uma câmara de pressão, que é delimitada pela caixa externa e pela primeira e segunda bombas parciais dispostas nela, bem como por um elemento de divisão de modo que surge uma região dentro da caixa externa no qual o fluido da bomba, que é à alta pressão, está localizado.[0002] Pumps, in particular multistage high pressure pumps, are flow machines well known in the prior art and are used in the most varied applications to transport pump fluids, liquids or particular mixtures. The multistage high pressure pump is composed of an outer casing in which a plurality of pump modules are arranged, wherein the pump modules include a stator and an impeller. The individual pump modules, which correspond to the individual pump stages, are arranged axially about a rotor shaft, whereby a plurality of pump modules, which are connected to each other from behind, can form a partial pump having an inlet and a outlet for pump fluid. In a so-called "back-to-back" configuration, a first and second partial pump are arranged in the axial direction along the rotor axis with an opposite flow direction and a first pump output of the first partial pump is in communication with a second pump inlet of the second partial pump. The pressure on the pump fluid at this point increased from the first pump inlet of the first partial pump, successively, to each of the pump modules. The pressure on the pump fluid at the first pump outlet thus corresponds to the pressure at the second pump inlet of the second partial pump, with the pressure present in this region being capable of being called an average pressure. In the second partial pump, the pressure on the pump fluid is, in turn, analogous to the first partial pump, successively increased in each of the pump modules and the pump fluid is then led to a high pressure outlet chamber . In multistage high-pressure pumps, the outlet chamber is connected in this regard to a pressure chamber, which is delimited by the outer casing and by the first and second partial pumps arranged therein, as well as by a mode dividing element. that arises a region within the outer casing in which the pump fluid, which is at high pressure, is located.

[0003] Uma bomba de alta pressão de múltiplos estágios édescrita na EP 0 766 007 B1, que inclui um invólucro externo cilíndrico que tem uma câmara de saída e inclui uma tampa para um lado da caixa externa e uma primeira e uma segunda bombas parciais em um arranjo de “back-to-back". Como já foi mencionado, a bomba também inclui uma câmara de pressão, que é ligada à câmara de saída, que é em pressão elevada. A solução descrita na patente EP 0 766 007 B1, provê uma parte axial da câmara de pressão, que é em pressão elevada, é separada de uma parte radial da câmara de pressão, por meio de um selo. A parte da câmara de pressão formada na direção radial está ligada à primeira saída da bomba da primeira bomba parcial de modo que o nível de pressão corresponde à metade da alta pressão. A parte da câmara de pressão, que é formada na direção axial e que está ligada à câmara de saída constitui uma parte axial da câmara de pressão que se estende ao longo da caixa externa e é, assim, em alta pressão.[0003] A multistage high pressure pump is described in EP 0 766 007 B1 which includes a cylindrical outer casing which has an outlet chamber and includes a cover to one side of the outer casing and a first and second partial pump at a "back-to-back" arrangement. As already mentioned, the pump also includes a pressure chamber, which is connected to the outlet chamber, which is at high pressure. The solution described in patent EP 0 766 007 B1, provides an axial part of the pressure chamber, which is at high pressure, is separated from a radial part of the pressure chamber by means of a seal. The part of the pressure chamber formed in the radial direction is connected to the first outlet of the pump. first partial pump so that the pressure level corresponds to half the high pressure. The part of the pressure chamber which is formed in the axial direction and which is connected to the outlet chamber constitutes an axial part of the pressure chamber which extends to the along the outer casing and is thus under high pressure The.

[0004] As câmaras de pressão de uma bomba de alta pressão demúltiplos estágios, que estão à pressão elevada e que estão localizadas dentro da caixa externa, são acompanhadas por exigências técnicas elevadas. Por exemplo, os invólucros externos devem ser concebidos tão maiores quanto aumenta a pressão e maior a espessura da parede e maior os diâmetros dos invólucros exteriores tornam-se necessários, pelo que os custos para as bombas aumentam. Outra razão importante para reduzir a pressão dentro da caixa externa é a ocorrência de deformações ou de deslocamento de componentes o que resulta em uma redução do tamanho excessiva das lacunas entre os componentes e, consequentemente, provoca o desgaste dos componentes.[0004] The pressure chambers of a multistage high pressure pump, which are at high pressure and which are located inside the outer casing, are accompanied by high technical requirements. For example, the outer casings must be designed as larger as the pressure increases and the greater the wall thickness and the larger the diameters of the outer casings become necessary, so the costs for the pumps increase. Another important reason for reducing the pressure inside the outer case is the occurrence of deformation or displacement of components which results in an excessive reduction in the size of the gaps between the components and, consequently, wear of the components.

[0005] Neste contexto, é o objetivo da invenção prover uma bombade baixo custo com eficiência de material.[0005] In this context, it is the aim of the invention to provide a low cost pump with material efficiency.

[0006] De acordo com a invenção, este objetivo é satisfeito atravésde uma bomba possuindo as características da reivindicação 1.[0006] According to the invention, this objective is satisfied through a pump having the characteristics of claim 1.

[0007] A bomba inclui um invólucro externo possuindo umacâmara de saída com um conector de saída, e inclui uma primeira bomba parcial, e uma segunda bomba parcial ligadas a jusante, com as primeira e segunda bombas parciais sendo dispostas na caixa externa, um elemento de separação que pode ser disposto entre a primeira bomba parcial e a segunda bomba parcial e um eixo do rotor que está disposto de forma rotativa na primeira e na segunda bombas parciais.[0007] The pump includes an outer casing having an outlet chamber with an outlet connector, and includes a first partial pump, and a second partial pump connected downstream, with the first and second partial pumps being arranged in the outer casing, an element separator which can be arranged between the first partial pump and the second partial pump and a rotor shaft which is rotatably arranged in the first and second partial pumps.

[0008] A caixa externa pode, por exemplo, ser concebida comouma caixa oca essencialmente cilíndrica ou tubular, na qual a câmara de saída está disposta, por exemplo, como uma abertura cilíndrica na caixa externa. A bomba pode ser formada, por exemplo, a partir de uma primeira bomba parcial e de uma segunda bomba parcial, com cada bomba parcial sendo formada a partir de um ou mais módulos da bomba e a primeira bomba parcial, incluindo uma primeira entrada da bomba. Cada módulo da bomba, a este respeito inclui um estator e um impulsor. Os módulos individuais da bomba, que correspondem aos estágios individuais da bomba, são dispostos axialmente, um atrás do outro no eixo do rotor. As primeira e segunda bombas parciais são em particular formadas a partir do mesmo número de módulos da bomba, com uma saída do módulo da bomba n-1 dentro de uma bomba parcial que está em comunicação de fluxo com a entrada do módulo da bomba n. Os módulos individuais da bomba podem, por exemplo, ser aparafusados um ao outro ou podem ser simplesmente unidos um ao outro. O elemento de separação está disposto entre as primeira e segunda bombas parciais e pode, por exemplo, ser aparafusado às duas bombas parciais.[0008] The outer casing can, for example, be conceived as an essentially cylindrical or tubular hollow casing, in which the outlet chamber is arranged, for example, as a cylindrical opening in the outer casing. The pump can be formed, for example, from a first partial pump and a second partial pump, with each partial pump being formed from one or more pump modules and the first partial pump including a first pump inlet. . Each pump module in this regard includes a stator and an impeller. The individual pump modules, which correspond to the individual pump stages, are arranged axially one behind the other on the rotor shaft. The first and second partial pumps are in particular formed from the same number of pump modules, with an output of pump module n-1 within a partial pump that is in flow communication with the input of pump module n. The individual pump modules can, for example, be bolted together or can simply be joined together. The separating element is arranged between the first and second subpumps and can, for example, be screwed to the two subpumps.

[0009] De acordo com a invenção, a bomba é concebida de modoque a caixa externa, a primeira bomba parcial e o elemento de separação ligado a uma primeira câmara de pressão e à caixa externa, a segunda bomba parcial e o elemento de separação ligado a uma segunda câmara de pressão e as primeira e segunda câmaras de pressão são concebidas e dispostas de modo que a câmara de saída é formada como uma única região de alta pressão da bomba.[0009] According to the invention, the pump is designed so that the outer casing, the first partial pump and the separating element connected to a first pressure chamber and the outer casing, the second partial pump and the separating element connected a second pressure chamber and the first and second pressure chambers are designed and arranged so that the outlet chamber is formed as a single high pressure region of the pump.

[00010] Neste contexto, uma alta pressão deve ser entendida como uma pressão que está presente apenas na câmara de saída no estado de funcionamento da bomba, e que corresponde à pressão mais elevada na bomba. As primeira e segunda câmaras de pressão são câmaras de pressão estendidas na direção axial ao longo da caixa externa. A pressão formada nas primeira e segunda câmaras de pressão corresponde, por exemplo, a uma pressão das bombas parciais ou de um dos módulos da bomba, mas não para a alta pressão na câmara de saída. Não há, portanto, nenhuma região de alta pressão existente dentro da caixa externa da bomba de acordo com a invenção. A região de alta pressão pode, por exemplo, ser formada por meio da câmara de saída ou através da câmara de saída e de uma ranhura no elemento de separação.[00010] In this context, a high pressure is to be understood as a pressure that is only present in the outlet chamber in the pump operating state, and that corresponds to the highest pressure in the pump. The first and second pressure chambers are pressure chambers extending in the axial direction along the outer casing. The pressure formed in the first and second pressure chambers corresponds, for example, to a pressure of the partial pumps or one of the pump modules, but not to the high pressure in the outlet chamber. There is therefore no high pressure region existing within the outer casing of the pump according to the invention. The high pressure region can, for example, be formed by means of the outlet chamber or through the outlet chamber and a groove in the separating element.

[00011] É a vantagem da região de alta pressão, que, devido à pressão mais baixa no interior da caixa externa, a espessura da parede e o tamanho da caixa externa podem, por exemplo, ser reduzidos.[00011] It is the advantage of the high pressure region that, due to the lower pressure inside the outer case, the wall thickness and the size of the outer case can, for example, be reduced.

[00012] Em uma modalidade da invenção, a primeira câmara de pressão e a câmara de saída e a segunda câmara de pressão e a câmara de saída são separadas umas das outras pelo elemento de separação. O elemento de separação é feito em duas partes, e uma parte de um estator de um módulo da bomba é formado como uma parte do elemento de separação.[00012] In an embodiment of the invention, the first pressure chamber and the outlet chamber and the second pressure chamber and the outlet chamber are separated from each other by the separation element. The separating element is made in two parts, and a part of a stator of a pump module is formed as a part of the separating element.

[00013] O elemento de separação é disposto entre as primeira e segunda bombas parciais e separa as primeira e segunda câmaras de pressão da região de alta pressão. O elemento de separação pode, por exemplo, ser formado a partir do estator do último módulo da bomba de um dos módulos da bomba em dependência da disposição das bombas parciais. O estator, a este respeito, circunda a primeira câmara de pressão, por exemplo, e a outra parte do elemento de separação circunda a segunda câmara de pressão, ou vice-versa.[00013] The separation element is arranged between the first and second partial pumps and separates the first and second pressure chambers from the high pressure region. The separating element can, for example, be formed from the stator of the last pump module of one of the pump modules depending on the arrangement of the partial pumps. The stator, in this regard, surrounds the first pressure chamber, for example, and the other part of the separating element surrounds the second pressure chamber, or vice versa.

[00014] Em uma modalidade da invenção, um primeiro elemento de vedação está disposto entre a primeira câmara de pressão e a câmara de saída e um segundo elemento de vedação está disposto entre a segunda câmara de pressão e a câmara de saída. Os primeiro e segundo elementos de vedação estão dispostos entre o elemento de separação e a caixa externa. Em uma modalidade variante, o primeiro elemento de vedação está disposto entre um estator de um módulo da bomba e a caixa externa e o segundo elemento de vedação está disposto entre o elemento de separação e a caixa externa.[00014] In an embodiment of the invention, a first sealing element is arranged between the first pressure chamber and the outlet chamber and a second sealing element is arranged between the second pressure chamber and the outlet chamber. The first and second sealing elements are arranged between the separating element and the outer casing. In a variant embodiment, the first sealing element is arranged between a stator of a pump module and the outer casing and the second sealing element is disposed between the separating element and the outer casing.

[00015] O elemento de separação está disposto entre uma primeira saída da bomba, da primeira bomba parcial e uma segunda saída da bomba da segunda bomba parcial e circunda a câmara de saída. Os primeiro e segundo elementos de vedação são feitos como selos, em particular como um anel de vedação feito de um material elastomérico ou de metal. Também é possível que dois ou mais elementos de vedação, em especial anéis de vedação, estejam dispostos lado a lado. Os primeiro e segundo elementos de vedação estão dispostos entre ou no elemento de separação e/ou na caixa externa, uma vez que espacialmente circundam as primeira e segunda câmaras de pressão. Em outra modalidade, por exemplo, o primeiro elemento de vedação está disposto entre ou em um estator de um módulo da bomba, em particular, o último módulo da bomba da primeira bomba parcial, e a caixa externa e o segundo elemento de vedação estão dispostos entre ou na outra parte do elemento de separação e a câmara de saída, ou vice-versa. Os primeiro e segundo elementos de vedação, a este respeito, podem ser dispostos em uma ranhura do elemento de separação ou da caixa externa, por exemplo.[00015] The separating element is arranged between a first pump outlet of the first partial pump and a second pump outlet of the second partial pump and surrounds the outlet chamber. The first and second sealing elements are made as seals, in particular as a sealing ring made of an elastomeric material or metal. It is also possible for two or more sealing elements, in particular sealing rings, to be arranged side by side. The first and second sealing elements are disposed between either the separating element and/or the outer casing as they spatially surround the first and second pressure chambers. In another embodiment, for example, the first sealing element is disposed between or in a stator of a pump module, in particular the last pump module of the first partial pump, and the outer casing and the second sealing element are arranged between or on the other part of the separation element and the exit chamber, or vice versa. The first and second sealing elements, in this regard, can be arranged in a groove of the separating element or of the outer casing, for example.

[00016] É igualmente possível que ambos o elemento de separação e/ou o estator de um módulo da bomba e a câmara de saída tenham um elemento de vedação. O elemento de vedação também pode ser concebido como um tipo diferente de vedação, por exemplo, sob a forma de uma vedação de metal, uma vedação plana ou de um revestimento, por exemplo, com um material elástico. Nesta modalidade, o elemento de vedação é considerado como pertencendo ou ao elemento de separação ou à câmara de saída. Por utilização de um elemento de vedação, particularmente uma boa vedação do espaço de alta pressão pode ser alcançada.[00016] It is also possible that both the separating element and/or the stator of a pump module and the outlet chamber have a sealing element. The sealing element can also be designed as a different type of seal, for example in the form of a metal seal, a flat seal or a coating, for example, with an elastic material. In this embodiment, the sealing element is considered to belong either to the separation element or to the exit chamber. By using a sealing element, particularly good sealing of the high pressure space can be achieved.

[00017] É, no entanto, também possível que o elemento de separação, a câmara de saída e as primeiras ou segundas câmaras de pressão sejam concebidos e dispostos de modo que formem um espaço de recepção no qual um anel de vedação está disposto. O elemento de separação, a câmara de saída e as primeiras ou segundas câmaras de pressão, para este fim, possuem arestas ou etapas correspondentes que em particular formam um anel de recepção retangular na seção transversal para o anel de vedação. Assim, não é necessário prover uma ranhura no elemento de terminação ou no elemento de separação, que torna a fabricação do elemento de separação ou do elemento de terminação particularmente simples.[00017] It is, however, also possible that the separating element, the outlet chamber and the first or second pressure chambers are designed and arranged in such a way that they form a receiving space in which a sealing ring is arranged. The separating element, the outlet chamber and the first or second pressure chambers, for this purpose, have corresponding edges or steps which in particular form a rectangular receiving ring in cross section for the sealing ring. Thus, it is not necessary to provide a groove in the termination element or the separating element, which makes the fabrication of the separating element or the termination element particularly simple.

[00018] Em uma modalidade da invenção, a primeira câmara de pressão inclui uma abertura de compensação e a segunda câmara de pressão inclui uma abertura de entrada e/ou uma saída de um módulo da bomba está em comunicação de fluxo com a abertura de compensação da primeira câmara de pressão por meio de uma linha de compensação. A linha de compensação pode, nesse caso, ser disposta no estator do módulo da bomba ou no elemento de separação. Em uma modalidade preferida da invenção, uma primeira saída da bomba da primeira bomba parcial está em comunicação de fluxo com a abertura de compensação da primeira câmara de pressão por meio da linha de compensação e com a abertura de entrada da segunda câmara de pressão por meio de uma linha de pressão.[00018] In an embodiment of the invention, the first pressure chamber includes a compensation opening and the second pressure chamber includes an inlet opening and/or an outlet of a pump module is in flow communication with the compensation opening of the first pressure chamber by means of a compensation line. The compensation line can then be arranged on the stator of the pump module or on the separating element. In a preferred embodiment of the invention, a first pump outlet of the first partial pump is in flow communication with the compensating opening of the first pressure chamber via the compensating line and with the inlet opening of the second pressure chamber via the of a pressure line.

[00019] Uma vez que uma abertura de compensação e uma abertura de entrada são fornecidas nas primeira e segunda câmaras de pressão de modo que a alimentação de um fluido da bomba a um nível de pressão mais baixo do que a alta pressão seja possível, as primeira e segunda câmaras de pressão têm uma pressão menor do que a alta pressão na câmara de saída. A abertura de compensação e a abertura de entrada podem ser concebidas, por exemplo, como orifícios ou conectores. As primeira e segunda câmaras de pressão podem ser ligadas a uma saída de um módulo da bomba e a pressão nas primeira e segunda câmaras de pressão pode, assim, corresponder a um nível de pressão de uma saída de um módulo da bomba. Em uma modalidade preferida, as primeira e segunda câmaras de pressão estão em comunicação de fluxo com a primeira saída da bomba da primeira bomba parcial, que é a segunda câmara de pressão, por meio da abertura de compensação, e uma linha de compensação e a primeira câmara de pressão, por meio da abertura de entrada e uma linha de pressão. A este respeito, a primeira saída da bomba da primeira bomba parcial é para ser entendida como o último módulo da bomba da primeira bomba parcial, que possui aproximadamente metade da alta pressão de modo que as primeira e segunda câmaras de pressão, vantajosamente, têm aproximadamente o nível de pressão de metade da alta pressão. A primeira e/ou segunda câmaras de pressão podem, no entanto, também ter um nível diferente de pressão em que a linha de compensação não está ligada à primeira saída da bomba da primeira bomba parcial, mas sim a uma saída de um módulo da bomba desejado.[00019] Since a compensation opening and an inlet opening are provided in the first and second pressure chambers so that the supply of a fluid to the pump at a pressure level lower than the high pressure is possible, the first and second pressure chambers have a pressure less than the high pressure in the outlet chamber. The compensating opening and the inlet opening can be designed, for example, as holes or connectors. The first and second pressure chambers can be connected to an outlet of a pump module and the pressure in the first and second pressure chambers can thus correspond to a pressure level of an outlet of a pump module. In a preferred embodiment, the first and second pressure chambers are in flow communication with the first pump outlet of the first partial pump, which is the second pressure chamber, via the compensation opening, and a compensation line and the first pressure chamber, through the inlet opening and a pressure line. In this regard, the first pump output of the first partial pump is to be understood as the last pump module of the first partial pump, which has approximately half the high pressure so that the first and second pressure chambers advantageously have approximately the pressure level of half the high pressure. The first and/or second pressure chambers can, however, also have a different pressure level where the compensation line is not connected to the first pump output of the first partial pump, but rather to an output of a pump module. wanted.

[00020] As vantagens da bomba de acordo com a invenção, que são para transportar uma bomba de fluido gasoso ou líquido, tal como água, óleo mineral ou semelhante entram em vigor em bombas de pressões muito elevadas, tais como a pressões de até 130 MPa (1300 bar), uma vez que as suas caixas externas podem ser projetadas com espessuras menores e diâmetros menores de parede.[00020] The advantages of the pump according to the invention, which are to transport a pump of gaseous fluid or liquid, such as water, mineral oil or the like, come into force in pumps of very high pressures, such as at pressures up to 130 MPa (1300 bar), as its outer boxes can be designed with smaller thicknesses and smaller wall diameters.

[00021] Uma vez que a câmara de saída é concebida como uma única região de alta pressão da bomba, é possível manter a pressão dentro da caixa externa restante a um nível de baixa pressão uniforme. A disposição das primeira e segunda câmaras de pressão, bem como dos elementos de vedação e do elemento de separação serve para delimitar e vedar a região de alta pressão, que, assim, forma uma região limitada e única que está a uma pressão elevada. As deformações e deslocamento de diferentes componentes que ocorrem a pressões elevadas são diminuídos, as perdas devido a câmaras de pressão separadas que têm diferentes pressões são reduzidas e os custos para a fabricação da bomba são minimizados, devido à menor dimensão.[00021] Since the outlet chamber is designed as a single high pressure region of the pump, it is possible to maintain the pressure within the remaining outer casing at a uniform low pressure level. The arrangement of the first and second pressure chambers as well as the sealing elements and the separating element serves to delimit and seal the high pressure region, which thus forms a limited and unique region which is at high pressure. The deformations and displacement of different components that occur at high pressures are reduced, losses due to separate pressure chambers having different pressures are reduced and the costs for manufacturing the pump are minimized due to the smaller dimension.

[00022] Em uma modalidade da invenção, a segunda câmara de pressão é concebida como uma segunda entrada da bomba para a segunda bomba parcial e/ou a segunda bomba parcial compreende uma segunda saída da bomba e a segunda saída bomba está em comunicação de fluxo com a câmara de saída por meio de uma linha de saída.[00022] In an embodiment of the invention, the second pressure chamber is designed as a second pump inlet for the second partial pump and/or the second partial pump comprises a second pump output and the second pump output is in flow communication with the exit chamber via an exit line.

[00023] A bomba possui pelo menos uma primeira e uma segunda bombas parciais a jusante, com a segunda saída de bomba estando ligada à câmara de saída por meio da linha de saída e possuindo alta pressão. "A jusante"é para ser entendido a este respeito que tal primeira saída da bomba da primeira bomba parcial está ligada à segunda entrada da bomba da segunda bomba parcial. A primeira saída da bomba está ligada a este respeito, por meio da linha de pressão e a abertura de entrada para a segunda câmara de pressão, com a segunda câmara de pressão, sendo simultaneamente concebida como uma segunda entrada da bomba para a segunda bomba parcial. A pressão na primeira saída da bomba é, portanto, menor do que na segunda saída da bomba.[00023] The pump has at least a first and a second partial pump downstream, with the second pump outlet being connected to the outlet chamber through the outlet line and having high pressure. "Downstream" is to be understood in this regard that such a first pump output of the first partial pump is connected to the second pump inlet of the second partial pump. The first pump outlet is connected in this regard, via the pressure line and the inlet opening for the second pressure chamber, with the second pressure chamber being simultaneously designed as a second pump inlet for the second partial pump . The pressure at the first pump outlet is therefore less than at the second pump outlet.

[00024] Em uma modalidade da invenção, a linha de compensação, a linha de pressão e a linha de saída estão dispostas no elemento de separação ou a linha de compensação está disposta no estator do módulo da bomba e a linha de pressão e a linha de saída estão dispostas no elemento de separação.[00024] In an embodiment of the invention, the compensation line, the pressure line and the output line are arranged in the separation element or the compensation line is arranged in the stator of the pump module and the pressure line and the line outlets are arranged on the separating element.

[00025] O elemento de separação está disposto entre as primeira e segunda bombas parciais e é concebido como uma fronteira entre as primeira e segunda bombas parciais. A linha de compensação e a linha de pressão, que ligam as primeira e segunda bombas parciais às primeira e segunda câmaras de pressão, e a linha de saída, que liga a segunda bomba parcial e a câmara de saída, podem ser dispostas no elemento de separação, por exemplo. A linha de compensação pode, no entanto, também estar disposta no estator de qualquer outro módulo da bomba desejado, por exemplo. A linha de compensação, a linha de pressão e a linha de saída podem ser concebidas, por exemplo, tal como furos, linhas ou tubos. É vantajoso que a bomba possa, assim, ser concebida de uma construção mais compacta, e os furos, linhas ou tubos não estão dispostos como componentes separados e as bombas podem, assim, ser fabricadas menos dispendiosamente e com maior eficiência do material.[00025] The separation element is arranged between the first and second partial bombs and is conceived as a boundary between the first and second partial bombs. The compensation line and the pressure line, which connect the first and second partial pumps to the first and second pressure chambers, and the outlet line, which connects the second partial pump and the outlet chamber, can be arranged in the element of separation, for example. The compensation line can, however, also be arranged on the stator of any other desired pump module, for example. The compensation line, the pressure line and the outlet line can be designed, for example, as holes, lines or pipes. It is advantageous that the pump can thus be designed of a more compact construction, and the holes, lines or tubes are not arranged as separate components and the pumps can thus be manufactured less expensively and with greater material efficiency.

[00026] Em uma modalidade da invenção, as primeira e segunda bombas parciais estão dispostas de modo que uma primeira direção de fluxo é orientada na primeira bomba parcial e uma segunda direção de fluxo é opostamente orientada na segunda bomba parcial.[00026] In an embodiment of the invention, the first and second partial pumps are arranged so that a first flow direction is oriented in the first partial pump and a second flow direction is oppositely oriented in the second partial pump.

[00027] A bomba é em particular, concebida como uma bombacentrífuga radial de múltiplos estágios. Em tal bomba, pelo menos, dois módulos da bomba possuindo cada um impulsor são dispostos um após o outro. As primeira e segunda bombas parciais estão dispostas no interior da bomba, de modo que uma primeira direção de fluxo é orientada na primeira bomba parcial e uma segunda direção de fluxo é opostamente orientada na segunda bomba parcial. A direção do fluxo assim chamada, a este respeito, refere-se à direção do fluxo em um impulsor de uma bomba parcial. A bomba tem então um assim chamado arranjo de back-to-back. Este arranjo tem a vantagem de que as forças axiais que surgem nos impulsores se anulam pelo menos em parte, e, portanto, um suporte da bomba se torna mais simples e ocupa menos espaço de construção.[00027] The pump is in particular designed as a multistage radial centrifugal pump. In such a pump, at least two pump modules each having an impeller are arranged one after the other. The first and second partial pumps are arranged inside the pump such that a first flow direction is oriented in the first partial pump and a second flow direction is oppositely oriented in the second partial pump. The so-called flow direction in this regard refers to the direction of flow in an impeller of a partial pump. The pump then has a so-called back-to-back arrangement. This arrangement has the advantage that the axial forces arising on the impellers cancel each other out at least in part, and therefore a pump support becomes simpler and takes up less construction space.

[00028] Outras vantagens, características e detalhes da invenção resultam com referência à seguinte descrição das modalidades e com referência aos desenhos, nos quais os elementos que são os mesmos ou possuem a mesma função são fornecidos com números de referência idênticos.[00028] Other advantages, characteristics and details of the invention result with reference to the following description of the modalities and with reference to the drawings, in which the elements that are the same or have the same function are provided with identical reference numbers.

[00029] A figura mostra:[00029] The figure shows:

[00030] Figura 1 - uma bomba possuindo duas bombas parciais em um arranjo back- to-back.[00030] Figure 1 - a pump having two partial pumps in a back-to-back arrangement.

[00031] De acordo com a figura 1, uma bomba 530 tem uma caixa externa 513 concebida como uma caixa e possuindo uma primeira entrada da bomba 531 da bomba 530 e uma câmara de saída 532. A bomba 530 aspira fluido da bomba, por exemplo, sob a forma de água ou óleo mineral, através da primeira entrada da bomba 531 e emite o fluido da bomba de novo à alta pressão através da câmara de saída 532. O fluxo do fluido da bomba na bomba 530 é mostrado por setas 533, com um número de referência não estando associado a cada seta. A bomba 530 é concebida como uma bomba que tem uma primeira bomba parcial 534 e uma segunda bomba parcial 535 a jusante da mesma. A primeira bomba parcial 534 é constituída por dois módulos da bomba 536a e 536b ligados um ao outro por trás e a segunda bomba parcial 535 é constituída por dois módulos da bomba 537a e 537b ligados um ao outro por trás, com os módulos da bomba correspondentes aos estágios individuais da bomba. Os módulos da bomba 536a, 536b, 537a, 537b são fundamentalmente de estrutura idêntica. Todos eles contêm um impulsor 538 que é rotativamente ligado fixamente a um eixo do rotor 539. O eixo do rotor 539 é acionado por um motor de acionamento, não representado, de modo que o impulsor 538 gira juntamente com o eixo do rotor 539. O fluido da bomba é fornecido radialmente para o interior para o impulsor 538 e expulsa o impulsor 538 radialmente para fora, de novo de uma maneira conhecida, a uma pressão mais elevada. A bomba 530 é, portanto, concebida como uma bomba centrífuga radial. Depois de sair do primeiro módulo da bomba 536a da primeira bomba parcial 534, o fluido da bomba é fornecido para o segundo módulo da bomba 536b axialmente adjacente da primeira bomba parcial 534. A direção do fluxo do fluido da bomba, portanto, corre da direita para a esquerda na primeira bomba parcial 534 na figura 1.[00031] According to figure 1, a pump 530 has an external casing 513 designed as a casing and having a first pump inlet 531 of the pump 530 and an outlet chamber 532. The pump 530 draws fluid from the pump, for example , in the form of water or mineral oil, through the first inlet of the pump 531 and emits the pump fluid again at high pressure through the outlet chamber 532. The flow of the pump fluid in the pump 530 is shown by arrows 533, with a reference number not being associated with each arrow. Pump 530 is designed as a pump having a first partial pump 534 and a second partial pump 535 downstream thereof. The first partial pump 534 is made up of two pump modules 536a and 536b connected to each other from behind and the second partial pump 535 is made up of two pump modules 537a and 537b connected together from the rear, with corresponding pump modules to the individual stages of the pump. Pump modules 536a, 536b, 537a, 537b are fundamentally identical in structure. They all contain an impeller 538 which is rotatably attached to a rotor shaft 539. The rotor shaft 539 is driven by a drive motor, not shown, so that the impeller 538 rotates along with the rotor shaft 539. fluid from the pump is supplied radially inward to impeller 538 and expels impeller 538 radially outward, again in a known manner, at a higher pressure. The 530 pump is therefore designed as a radial centrifugal pump. After exiting the first pump module 536a of the first partial pump 534, pump fluid is supplied to the second pump module 536b axially adjacent to the first partial pump 534. The pump fluid flow direction therefore runs from the right to the left on the first partial pump 534 in figure 1.

[00032] A primeira bomba parcial 534 é separada da segunda bomba parcial 535 por um elemento de separação 512 o qual está disposto axialmente ao lado do segundo módulo da bomba 536b da primeira bomba parcial 534. O elemento de separação 512 não gira com o eixo do rotor 539. O segundo módulo da bomba 537b se une ao elemento de separação 512, na direção axial e, em seguida, o primeiro módulo da bomba 537a da segunda bomba parcial 535, com os módulos da bomba 537a, 537b da segunda bomba parcial 535estando dispostos em forma de espelho, em comparação com os módulos da bomba 536a, 536b da primeira bomba parcial 534. Por esta razão, este arranjo das duas bombas parciais 534 e 535 é também chamado um arranjo de back-to-back.[00032] The first partial pump 534 is separated from the second partial pump 535 by a separating element 512 which is disposed axially beside the second pump module 536b of the first partial pump 534. The separating element 512 does not rotate with the shaft of rotor 539. The second pump module 537b joins the separating element 512 in the axial direction and then the first pump module 537a of the second partial pump 535, with the pump modules 537a, 537b of the second partial pump 535being arranged in a mirror shape, compared to pump modules 536a, 536b of the first partial pump 534. For this reason, this arrangement of the two partial pumps 534 and 535 is also called a back-to-back arrangement.

[00033] A caixa externa 513, a primeira bomba parcial 534 e o elemento de separação 512 circundam uma primeira câmara de pressão 511, na direção axial e a caixa externa 513, a segunda bomba parcial 535 e o elemento de separação 512 circundam uma segunda câmara de pressão 540. Além disso, a primeira câmara de pressão inclui uma abertura de compensação e a segunda câmara de pressão inclui uma abertura de entrada que não são marcadas devido ao grau de detalhes.[00033] The outer box 513, the first partial pump 534 and the separation element 512 surround a first pressure chamber 511, in the axial direction and the outer box 513, the second partial pump 535 and the separation element 512 surround a second pressure chamber 540. In addition, the first pressure chamber includes a compensating opening and the second pressure chamber includes an inlet opening which are not marked due to the degree of detail.

[00034] A vedação entre a câmara de saída, que é em pressão elevada, e a primeira e segunda câmaras de pressão 511, 540 será descrita a seguir, mas não está representada na figura 1. O elemento de separação 512 tem uma forma de base em forma de taça e é fechado pela caixa externa 513. O elemento de separação 512 está ligado aos módulos da bomba 536b, 537b, por exemplo, por meio de ligações de parafuso não mostradas na figura 1, e está disposto na caixa externa 513 de modo que haja contato entre uma superfície de vedação externa do elemento de separação 512 e uma superfície de vedação interna da caixa externa 513. A superfície de vedação externa do elemento de separação 512 tem uma ranhura periférica na qual um anel de vedação (não mostrado) feito de um material elástico está disposto. A ranhura e o anel de vedação podem também ser dispostos na caixa externa 513. Um segundo anel de vedação pode também ser disposto em paralelo com este anel de vedação.[00034] The seal between the outlet chamber, which is at high pressure, and the first and second pressure chambers 511, 540 will be described below, but is not shown in figure 1. The separating element 512 has a shape of cup-shaped base and is closed by outer casing 513. Separating element 512 is connected to pump modules 536b, 537b, for example, by means of screw connections not shown in figure 1, and is disposed in outer casing 513 so that there is contact between an outer sealing surface of the separating element 512 and an inner sealing surface of the outer housing 513. The outer sealing surface of the separating element 512 has a peripheral groove in which a sealing ring (not shown ) made of an elastic material is arranged. The groove and the gasket can also be arranged in the outer casing 513. A second gasket can also be arranged in parallel with this gasket.

[00035] O elemento de separação 512 tem um recorte que é aberto para a câmara de saída 532 e que é disposto de modo que a ranhura e o anel de vedação e, portanto, uma parte da superfície de contato externo estão dispostos entre o recorte e a superfície de contato interna da caixa externa 513. Uma região marginal periférica em que a ranhura e o anel de vedação estão dispostos assim resulta no elemento de separação 512. Esta região marginal é elástica em uma extensão limitada pelo menos na direção axial. A câmara de saída 532 é, portanto, uma região separada das primeira e segunda câmaras de pressão 511, 540 em relação à pressão.[00035] The separating element 512 has a cutout which is open to the outlet chamber 532 and which is arranged so that the groove and the sealing ring and therefore a part of the outer contact surface are arranged between the cutout and the inner contact surface of the outer casing 513. A peripheral marginal region in which the groove and the sealing ring are so disposed results in the separating element 512. This marginal region is elastic to a limited extent at least in the axial direction. The outlet chamber 532 is, therefore, a region separate from the first and second pressure chambers 511, 540 with respect to pressure.

[00036] O fluido da bomba é fornecido para o primeiro módulo da bomba 537a da segunda bomba parcial 535, através da segunda câmara de pressão 540, que primeiro conduz passar axialmente a caixa externa 513 da segunda bomba parcial 535 e em seguida conduz radialmente para dentro, para uma segunda entrada da bomba 546 do primeiro módulo da bomba 537a da segunda bomba parcial 535. O fluido da bomba é então conduzido a partir do primeiro módulo da bomba 537a para uma entrada do segundo módulo da bomba 537b da segunda bomba parcial 535 disposta entre o primeiro módulo da bomba 537a e o elemento de separação 512. A direção do fluxo do fluido da bomba na segunda bomba parcial 535, portanto, corre da esquerda para a direita na figura 1, que é oposta à direção do fluxo na primeira bomba parcial 534.[00036] The pump fluid is supplied to the first pump module 537a of the second partial pump 535, through the second pressure chamber 540, which first leads axially through the outer casing 513 of the second partial pump 535 and then leads radially to in, to a second pump module 546 inlet of the first pump module 537a of the second partial pump 535. Pump fluid is then led from the first pump module 537a to an inlet of the second pump module 537b of the second partial pump 535 disposed between the first pump module 537a and the separating element 512. The direction of flow of fluid from the pump in the second partial pump 535 therefore runs from left to right in Figure 1, which is opposite to the direction of flow in the first. partial pump 534.

[00037] Para conduzir o fluido da bomba da primeira bomba parcial 534 para a segunda bomba parcial 535, o elemento de separação 512 tem uma linha de pressão 541, que está em comunicação de fluxo com a abertura de entrada da segunda câmara de pressão 540 e conduz a partir de uma primeira saída da bomba 542 do segundo módulo da bomba 536b da primeira bomba parcial 534 para a segunda câmara de pressão 540. Além disso, uma linha de compensação 545 está disposta no elemento de separação 512 e está em comunicação de fluxo com uma abertura de compensação da primeira câmara de pressão 511, através da qual o fluido da bomba é conduzido a partir da primeira saída da bomba 542 do segundo módulo da bomba 536b da primeira bomba parcial 534 para a primeira câmara de pressão 511. As primeira e segunda câmaras de pressão 511, 540 são, portanto, ao mesmo nível de pressão.[00037] To conduct the pump fluid from the first partial pump 534 to the second partial pump 535, the separating element 512 has a pressure line 541, which is in flow communication with the inlet opening of the second pressure chamber 540 and leads from a first pump outlet 542 of the second pump module 536b of the first partial pump 534 to the second pressure chamber 540. Furthermore, a compensating line 545 is disposed on the separating element 512 and is in communication with flow with a compensating opening of the first pressure chamber 511, through which pump fluid is led from the first pump outlet 542 of the second pump module 536b of the first partial pump 534 to the first pressure chamber 511. first and second pressure chambers 511, 540 are therefore at the same pressure level.

[00038] Além disso, o elemento de separação 512 possui uma linha de saída 534 que conduz a partir de uma segunda saída da bomba 544 do segundo módulo da bomba 537b da segunda bomba parcial 535 para a câmara de saída 532. Uma pressão está presente na primeira câmara de pressão 511 e na segunda câmara de pressão 540, que é menor em comparação com a câmara de saída 532 de modo que a primeira e segunda câmaras de pressão 511, 540 também podem ser chamadas de um espaço de pressão média.[00038] In addition, the separating element 512 has an outlet line 534 that leads from a second pump outlet 544 of the second pump module 537b of the second partial pump 535 to the outlet chamber 532. A pressure is present in the first pressure chamber 511 and in the second pressure chamber 540, which is smaller compared to the outlet chamber 532 so that the first and second pressure chambers 511, 540 can also be called a mean pressure space.

[00039] A caixa externa 513 tem um contorno interno cilíndrico predominantemente na região do elemento de separação 512. A fronteira entre a câmara de saída 532, que é em pressão elevada e a primeira e segunda câmaras de pressão 511, 540 ocorre através do elemento de separação 512, na direção axial.[00039] The outer casing 513 has a cylindrical inner contour predominantly in the region of the separation element 512. The boundary between the outlet chamber 532, which is at high pressure and the first and second pressure chambers 511, 540 occurs through the element separation 512, in the axial direction.

Claims

1. Pump, including an outer casing (513) having an outlet chamber (532) with an outlet connector; a first partial pump (534) and a second downstream partial pump (535), wherein the first and second partial pumps (534, 535) are disposed in the outer casing (513); wherein the first partial pump comprises at least one first pump module (536a, b), and the second partial pump comprises at least one second pump module (537a, b); a separating element (512) which can be disposed between the first and second partial pumps (534, 535); and a rotor shaft (539), which is rotatably disposed in the first and second partial pumps (534, 535), wherein the outer casing (513), the first partial pump (534) and the separating element ( 512) connected to a first pressure chamber (511), in which the outer casing (513), the second partial pump (535) and the separating element (512) delimit a second pressure chamber (540), in which the first and second pressure chambers (511, 540) are designed and arranged in such a way that the outlet chamber (532) is formed as a single high pressure region of the pump (530), characterized in that the first chamber of pressure (511) includes a compensation opening with fluid connection by means of a compensation line (545) with an outlet from one of the at least one first pump module (536a, b), and the second pressure chamber (540 ) includes an inlet opening with fluid connection by means of a pressure line (541) with the outlet (542) of the first pump module (5 36b).

2. Pump according to claim 1, characterized in that the first pressure chamber (511) and the outlet chamber (532) and the second pressure chamber (540) and the outlet chamber (532) are separated from each other by the separating element (512).

3. Pump according to claim 1 or claim 2, characterized in that the separation element (512) is made in two parts and a part of the stator of a pump module is formed as a part of the separation element (512).

4. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that a first sealing element is arranged between the first pressure chamber (511) and the outlet chamber (532) and a second sealing element is arranged between the second pressure chamber (540) and the outlet chamber (532).

5. Pump according to claim 4, characterized in that the first and second sealing elements are arranged between the separation element (512) and the outer box (513).

6. Pump according to claim 4, characterized in that the first sealing element is arranged between a stator of a pump module and the outer casing (513) and the second sealing element is arranged between the separation (512) and the outer box (513).

7. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the compensation line (545) is arranged on the stator of the pump module or on the separation element (512).

8. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that a first pump outlet (542) of the first partial pump (534) is in flow communication with the compensation opening of the first pressure chamber (511 ) by means of the compensation line (545) and with the inlet opening of the second pressure chamber (540) by means of a pressure line (541).

9. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the second pressure chamber (540) is formed as a second pump inlet (545) for the second partial pump (535).

10. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the second partial pump (535) includes a second pump output (544) and the second pump output (544) is in flow communication with the exit chamber (532), by means of an exit line (543).

11. Pump according to claim 10, characterized in that the compensation line (545), the pressure line (541) and the output line (543) are arranged in the separation element (512) or the compensation line (545) is arranged on the stator of the pump module and the pressure line (541) and the output line (543) are arranged on the separating element (512).

12. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and second partial pumps (534, 535) are arranged so that a first flow direction is oriented on the first partial pump (534) and a second flow direction is oriented oppositely in the second partial pump (535).