CH392268A

CH392268A - Centrifugal circulation pump

Info

Publication number: CH392268A
Application number: CH173762A
Authority: CH
Inventors: Gordon Nicoll Walter Lyon
Original assignee: Lyon Nicoll Limited
Priority date: 1961-02-13
Filing date: 1962-02-12
Publication date: 1965-05-15
Also published as: NL110723C

Description

  

      Zentrifugal-Umwälzpumpe       Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Zen  trifugal-Umwälzpumpe mit mindestens einem am  einen Ende einer Welle angeordneten Pumpenrad,  wobei diese Welle auch die Motorwelle bildet. Derar  tige Pumpen können z. B. in Zentralheizungsanlagen  verwendet werden.    Bei derartigen Pumpen ist üblicherweise eine  Seite des Pumpenrades bzw. der Pumpenräder dem       Pumpeneinlass    und die andere dem     Pumpenauslass     zugekehrt, so dass beim Betrieb der Pumpe zufolge  des durch die Pumpe erzeugten     Druckanstieges    ein  axialer Schub auf die Antriebswelle ausgeübt wird.  Es ist daher für die Antriebswelle sowohl ein Druck  lager wie auch andere Lager erforderlich.

   Es ist  üblich, ein derartiges Drucklager zwischen Pumpe  und Motor anzuordnen, wo es aber praktisch unzu  gänglich ist und auch ohne weitgehende Demontage  von Pumpenrad und/oder Motor nicht verstellt wer  den kann.  



  Die Erfindung gestattet, diese Nachteile zu ver  meiden, und die erfindungsgemässe Pumpe ist dem  gemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad  mit seiner     Einlassseite    gegen den Motor gekehrt auf  der Welle angeordnet ist und dass am anderen Wel  lenende ein einziges Drucklager für die Welle vorge  sehen ist, und zwar auf der vom Pumpenrad abge  kehrten Seite des Motors, wobei dieses Drucklager  einstellbar ist, so dass die axiale Lage der Welle und  des Pumpenrades verändert werden kann.    Bei dieser Ausbildung der Pumpe ist das Druck  lager leicht zugänglich, und es kann mühelos einge  stellt werden, und zwar nicht nur ohne Demontage  des Pumpenrades und des Motors, sondern sogar  während des Betriebes derselben.

   Bei dieser leichten  Zugänglichkeit des Drucklagers kann dasselbe immer  dann verstellt werden, wenn es erwünscht ist, die    eine Veränderung der axialen Lage des Pumpenrades  Charakteristiken der Pumpe zu verändern, da ja  den Zwischenraum zwischen dem letzteren und dem  Gehäuse verändert, so dass die Pumpenleistung und  der Ausgangsdruck auf die gewünschten     Werte    ein  gestellt werden können.    Ein weiterer Vorteil einer zweckmässigen Aus  führungsform der erfindungsgemäss ausgebildeten  Pumpe ist darin zu sehen, dass die Welle zwischen  dem Antriebsmotor und der     Pumpenradanlage    in  einer Zone minimalen Druckes durch den Pumpen  einlass verläuft.

   Wird dann in einer Wand zwischen  dem Motorgehäuse und dem     Pumpeneinlass    ein Lager  vorgesehen, das zur Wellenachse parallele Nuten       besitzt,    so kann -ein Flüssigkeitsstrom vom Motor  weggezogen werden. In der genannten Wand sind  dann Schlitze vorgesehen, welche mit einem Sieb be  deckt sind. Es kann bei dieser Ausführungsform  erreicht werden, dass zirkulierende Flüssigkeit zum  Motor gelangt, der somit nicht in stagnierende Flüs  sigkeit eingetaucht ist, sondern im Gegenteil einem  ständigen Strom von zirkulierender Flüssigkeit aus  gesetzt ist. Durch das Sieb werden alle festen Be  standteile am Zutritt zum Motor gehindert. Der  Flüssigkeitsstrom führt auch die. Motorwärme ab,  was besonders dann     vorteilhaft    ist, wenn ein Elektro  motor verwendet ist.

      Bei zweckmässiger Ausführung der erfindungsge  mässen Pumpe kann die Welle kürzer gehalten wer  den, als wenn das Drucklager zwischen Pumpenrad  und Motor angeordnet ist. Es ist auch keine separate       Motortragplatte    nötig, so dass das ganze Aggregat  kompakter ist. Dies ist sogar der Fall, wenn grössere  Wellenlager als üblich verwendet werden, um einen  besseren Lauf zu erzielen und die Betriebsdauer  zwischen den     überholungsarbeiten    zu verlängern.

        In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Aus  führungsformen des Erfindungsgegenstandes darge  stellt, und zwar zeigt:       Fig.    1 eine bevorzugte Ausführungsform, teilweise  im Schnitt und in schematischer Darstellung, und       Fig.    2 eine ähnliche, leicht geänderte Ausfüh  rungsform in analoger Darstellung.  



  Die in     Fig.    1 dargestellte Pumpe umfasst ein  Pumpenrad 1 mit radialen Flügeln 2, die durch  eine Mutter 3 auf einem Teil 4 von vermindertem  Durchmesser der Welle 5 befestigt sind. Wie er  sichtlich, befindet sich dieser Teil 4 nahe dem einen  Wellenende. Das Pumpenrad 1 ist in einem Gehäuse  6 untergebracht. Dasselbe umfasst eine     spiralförmige          Auslasskammer    7 und eine     Einlasskammer    B. Prak  tisch kann das Gehäuse aus mehreren     Gussstücken     gebildet sein, die miteinander verschraubt oder sonst  wie verbunden sind. In der Zeichnung ist jedoch die  genaue Ausbildung des Gehäuses nicht dargestellt.  



  Das äusserste Ende 9 der Welle 5 ist nach dem  Pumpenrad 1 in einem Lager 10 gelagert, das auf  der unteren Wand der     Auslasskammer    7 angeordnet  ist. Dieses Lager ist von Vorteil, aber es ist nicht  wesentlich. Die Welle 5 erstreckt sich vom Pumpen  rad 1 durch eine verhältnismässig grosse Öffnung 11  in der Wand zwischen der Kammer 7 und der Ein  lasskammer 8, durch diese letztere Kammer und  durch     ein    weiteres Lager 12 in einer anderen Wand  der     Einlasskammer    8 hindurch in eine Motorkam  mer 13. Die Öffnung 11 nimmt eine Nabe 2a des  Pumpenrades 1 auf. Die Kammer 13 enthält einen  Elektromotor, dessen Rotor 14 durch die erwähnte  Welle 5 getragen wird.

   Die erwähnte Motorkammer  13 ist von einer Motorschale 15 umgeben, welche  auf ihrer Aussenfläche, koaxial zum Rotor 14, die  Feldwicklungen und Pole 16 trägt.  



  An ihrem dem Pumpenrad 1 abgekehrten Ende  endigt die Welle 5 innerhalb eines Lagers 17, wel  ches im verdickten mittleren Teil einer Stirnplatte 18  angeordnet ist. Diese letztere besitzt koaxial zur Welle  5 ein Loch, welches eine Stellschraube 20 aufnimmt.  Diese Stellschraube wird durch eine     Sicherungsmutter     21 in der eingestellten Lage gesichert, und sie liegt  gegen die Rückseite eines Drucklagers 19 für die  Welle 5 an, dessen Lage durch Drehen der Stell  schraube eingestellt werden kann. Dadurch kann die  Leistung der Pumpe verändert werden, da sich beim  Einschrauben der . Stellschraube das Pumpenrad 1  axial nach abwärts bewegt. Infolgedessen entsteht  ein grösserer Zwischenraum zwischen dem Pumpen  rad und der Zwischenwand zwischen den Kammern 7  und 8 und umgekehrt.

   Die Stellschraube 20 kann  auch verwendet werden, um die Pumpe zu entlüften,  wenn die Anlage, in welche sie eingebaut ist, mit  Flüssigkeit gefüllt wird, oder um zu verhindern, dass  die Welle nach einer Periode des Nichtgebrauchs in       ihren    Lagern festsitzt.  



  Es sei noch darauf     hingewiesen,    dass die Büchse  oder Schale 15 durch eine Mehrzahl von Schrauben  bolzen 22 und Muttern 23, die über den Umfang    der Büchse 15 verteilt sind, gegen die oberste Wand  der     Einlasskammer    8 gehalten wird. Diese oberste  Wand der     Einlasskammer    8 ist mit Schlitzen 24 ver  sehen, welche mit einem Sieb 25 bedeckt sind, so dass  Flüssigkeit aus der     Einlasskammer    in die Motor  kammer 13 fliessen kann. Tatsächlich wird eine derar  tige Strömung während des Betriebes dadurch er  zwungen, dass die Arbeitsfläche des Lagers 12 mit  einer Anzahl nicht dargestellter Nuten versehen ist,  welche sich parallel zur Welle 5 erstrecken.

   Auf  diese Weise wird eine Verbindung zwischen der  Motorkammer 13 und der     Einlasskammer    8 herge  stellt. Da derjenige Teil der     Einlasskammer    8, der  sich in der Nähe der Welle 5 befindet, den Bereich  des minimalen Druckes darstellt (infolge der Flüssig  keitsströmung durch die Öffnung 11 im Pumpen  rad 1), wird eine Flüssigkeitsströmung aus der Mo  torkammer 13 durch die erwähnten Nuten erzeugt.  Die so austretende Flüssigkeit wird durch solche  ersetzt, welche durch die Schlitze 24 in die Motor  kammer 13 eintritt.  



  Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt  sich, dass eine Pumpe von wesentlich verbesserter  Form erhalten wird, welche, obwohl sie kompakter  ausgebildet werden kann als bekannte Pumpen des  selben allgemeinen     Types,    doch einen leichten Zu  gang zu dem wichtigen Drucklager gewährleistet.  In der Zeichnung wurde eine ganz einfache Aus  führung eines Drucklagers gezeigt. Selbstverständlich  könnten auch andere Drucklager verwendet werden,  wobei aber immer ein leichter Zugang zu ihnen ge  währleistet ist. Pumpen der beschriebenen     Art    kön  nen in irgendeiner Lage und unter jedem beliebigen       Winkel    montiert werden, so z. B. auch in umge  kehrter Stellung, wie in der Zeichnung dargestellt,  ohne dass dadurch die Wirkungsweise irgendwie be  einträchtigt würde.  



       Fig.    2 zeigt eine leicht geänderte Ausführungs  form der Pumpe. Viele Teile der hier dargestellten  Pumpe sind praktisch     identisch    mit den entsprechen  den Teilen der     Ausführung    gemäss     Fig.    1. Diese  Teile sind in der Zeichnung nicht mehr bezeichnet  und     im    folgenden nicht mehr beschrieben. Es ist  jedoch ersichtlich, dass die Pumpe gemäss     Fig.    2 ein  äusseres Gehäuse 30 von etwa konischer Form auf  weist. Einzelne Pumpenteile sind denn auch so an  geordnet, dass dieser Gehäuseform Rechnung getra  gen wird.

   Ein besonderer Unterschied zwischen den  Pumpen gemäss     Fig.    1 und 2 liegt in der Ausbildung  des     Drucklagers.    Bei der     Ausführung    nach     Fig.    2  ist eine     Druckscheibe    31 vorgesehen, die zweckmässig  einen Stahlkern und einen Überzug aus     Polytetrafluor-          äthylen    aufweist. Diese Druckscheibe wird durch  einen Lagerbolzen 32 in     Berührung    mit dem oberen  Ende der Welle 5 gehalten, wobei der Kopf 33 auf  der Scheibe 31 aufliegt. Der Lagerbolzen 32 ist  in einer zentralen     Bohrung    der Kappe 34 gehalten.

    Die     Seitenflächen    des     Bolzens    32 weisen eine oder  mehrere Nuten oder ebene Flächen auf, um eine  Entlüftung zu bewirken, wenn der dargestellte, zweck-      mässig mit Gewinde versehene Zapfen vom oberen  Ende der zentralen Bohrung in der Kappe 34 ent  fernt wird.  



  Die Kappe 34 ist durch ein Gewinde 35 in einer       Ausnehmung    eines ortsfesten Blockes 36 gehalten,  der durch den     Stator    des Motors gehalten wird.  Die Gewindeverbindung zwischen der Kappe 34 und  dem Block 36 wird durch ein     Polytetrafluoräthylen-          Band    abgedichtet, das in die zusammenwirkenden  Gewindegänge eingelegt wird, und überdies durch  einen Dichtungsring 37, der in einer Ringnut im  unteren Teil der     Ausnehmung    untergebracht ist. Der  Dichtungsring 37 liegt am unteren Teil der Kappe 34  an.  



  In der Zeichnung ist die Kappe 34 in ihrer ober  sten Stellung dargestellt, und es ist     sofort    ersichtlich,  dass eine Drehung der Kappe vermittels des auf sie       aufgekeilten    Knopfes 38 eine Abwärtsbewegung der  Scheibe 31 und damit der Welle 5 und des Pumpen  rades 1 bewirkt, wodurch der Zwischenraum zwi  schen der oberen (Einlass-)Seite des Pumpenrades  und seinem Gehäuse vergrössert wird.    Es sind noch weitere Änderungen gegenüber den  dargestellten     Ausführungen    möglich. Da, wo höhere  Pumpendrücke benötigt werden, kann ein zweites  Pumpenrad angeordnet werden, so dass eine zwei  stufige Pumpe erhalten wird.



      Centrifugal circulation pump The subject of the present invention is a centrifugal circulation pump with at least one pump wheel arranged at one end of a shaft, this shaft also forming the motor shaft. Derar term pumps can, for. B. used in central heating systems. In such pumps, one side of the impeller or impellers usually faces the pump inlet and the other the pump outlet, so that when the pump is operated, an axial thrust is exerted on the drive shaft as a result of the pressure increase generated by the pump. It is therefore both a pressure bearing and other bearings required for the drive shaft.

   It is common to arrange such a thrust bearing between the pump and motor, but where it is practically inaccessible and who can not be adjusted without extensive dismantling of the pump wheel and / or motor.



  The invention allows these disadvantages to be avoided, and the pump according to the invention is accordingly characterized in that the pump wheel is arranged on the shaft with its inlet side facing the motor and that a single thrust bearing for the shaft is provided at the other end of the shaft , namely on the side of the motor that faces away from the pump wheel, this thrust bearing is adjustable so that the axial position of the shaft and the pump wheel can be changed. In this design of the pump, the pressure bearing is easily accessible, and it can be effortlessly turned, not only without dismantling the impeller and the motor, but even during operation of the same.

   With this easy accessibility of the thrust bearing, the same can be adjusted whenever it is desired to change the change in the axial position of the pump wheel characteristics of the pump, since the gap between the latter and the housing changes, so that the pump performance and the Output pressure can be set to the desired values. Another advantage of an expedient embodiment of the pump designed according to the invention is to be seen in the fact that the shaft between the drive motor and the pump wheel system runs through the pump inlet in a zone of minimal pressure.

   If a bearing is then provided in a wall between the motor housing and the pump inlet which has grooves parallel to the shaft axis, a flow of liquid can be drawn away from the motor. In the said wall slots are then provided which are covered with a sieve. In this embodiment it can be achieved that circulating liquid reaches the motor, which is thus not immersed in stagnant liquid, but on the contrary is exposed to a constant flow of circulating liquid. The sieve prevents all solid components from entering the engine. The liquid flow also carries the. Engine heat from, which is particularly advantageous when an electric motor is used.

      When the pump according to the invention is expediently designed, the shaft can be kept shorter than when the thrust bearing is arranged between the pump wheel and the motor. There is also no need for a separate motor support plate, so that the entire unit is more compact. This is the case even if larger than usual shaft bearings are used to achieve better running and to extend the operating time between overhauls.

        In the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: Fig. 1 shows a preferred embodiment, partly in section and in a schematic representation, and Fig. 2 shows a similar, slightly modified embodiment in an analogous representation.



  The pump shown in FIG. 1 comprises an impeller 1 with radial vanes 2 which are fastened by a nut 3 on a part 4 of reduced diameter of the shaft 5. As he can see, this part 4 is located near one end of the shaft. The pump wheel 1 is accommodated in a housing 6. The same comprises a spiral-shaped outlet chamber 7 and an inlet chamber B. In practice, the housing can be formed from several castings which are screwed together or otherwise connected. In the drawing, however, the exact design of the housing is not shown.



  The outermost end 9 of the shaft 5 is supported after the pump wheel 1 in a bearing 10 which is arranged on the lower wall of the outlet chamber 7. This camp is beneficial, but not essential. The shaft 5 extends from the pump wheel 1 through a relatively large opening 11 in the wall between the chamber 7 and the inlet chamber 8, through this latter chamber and through another bearing 12 in another wall of the inlet chamber 8 into a Motorkam mer 13. The opening 11 receives a hub 2a of the pump wheel 1. The chamber 13 contains an electric motor, the rotor 14 of which is carried by the shaft 5 mentioned.

   The mentioned motor chamber 13 is surrounded by a motor shell 15, which carries the field windings and poles 16 on its outer surface, coaxial with the rotor 14.



  At its end facing away from the pump wheel 1, the shaft 5 ends within a bearing 17, wel Ches is arranged in the thickened central part of a face plate 18. The latter has a hole coaxial to the shaft 5 which receives an adjusting screw 20. This adjusting screw is secured by a lock nut 21 in the set position, and it rests against the back of a thrust bearing 19 for the shaft 5, the position of which can be adjusted by turning the adjusting screw. This can change the performance of the pump, since when screwing in the. Adjusting screw moves the pump wheel 1 axially downwards. As a result, there is a larger gap between the pump wheel and the partition between the chambers 7 and 8 and vice versa.

   The set screw 20 can also be used to vent the pump when the equipment in which it is installed is filled with fluid, or to prevent the shaft from sticking in its bearings after a period of inactivity.



  It should also be noted that the sleeve or shell 15 is held against the top wall of the inlet chamber 8 by a plurality of screw bolts 22 and nuts 23 which are distributed over the circumference of the sleeve 15. This top wall of the inlet chamber 8 is seen with slots 24 which are covered with a sieve 25 so that liquid can flow from the inlet chamber into the motor chamber 13. In fact, such a flow is forced during operation in that the working surface of the bearing 12 is provided with a number of grooves (not shown) which extend parallel to the shaft 5.

   In this way, a connection between the motor chamber 13 and the inlet chamber 8 is established. Since that part of the inlet chamber 8, which is located in the vicinity of the shaft 5, represents the area of the minimum pressure (as a result of the liquid keitsströmung through the opening 11 in the pump wheel 1), a liquid flow from the Mo torkkammer 13 through the grooves mentioned generated. The exiting liquid is replaced by that which enters the motor chamber 13 through the slots 24.



  From the foregoing description, there is obtained a pump of substantially improved form which, although it can be made more compact than known pumps of the same general type, nevertheless provides easy access to the important thrust bearing. In the drawing, a very simple execution of a thrust bearing was shown. Of course, other thrust bearings could also be used, but easy access to them is always guaranteed. Pumps of the type described can be mounted in any position and at any angle, such. B. also in the reverse position, as shown in the drawing, without this would somehow impair the operation.



       Fig. 2 shows a slightly modified embodiment of the pump. Many parts of the pump shown here are practically identical to the corresponding parts of the embodiment according to FIG. 1. These parts are no longer designated in the drawing and are no longer described below. It can be seen, however, that the pump according to FIG. 2 has an outer housing 30 of approximately conical shape. Individual pump parts are arranged in such a way that this housing shape is taken into account.

   A particular difference between the pumps according to FIGS. 1 and 2 lies in the design of the pressure bearing. In the embodiment according to FIG. 2, a pressure disk 31 is provided, which expediently has a steel core and a coating made of polytetrafluoroethylene. This thrust washer is held in contact with the upper end of the shaft 5 by a bearing pin 32, the head 33 resting on the washer 31. The bearing pin 32 is held in a central bore in the cap 34.

    The side surfaces of the bolt 32 have one or more grooves or flat surfaces in order to effect ventilation when the illustrated, suitably threaded pin is removed from the upper end of the central bore in the cap 34.



  The cap 34 is held by a thread 35 in a recess of a stationary block 36 which is held by the stator of the motor. The threaded connection between the cap 34 and the block 36 is sealed by a polytetrafluoroethylene tape which is inserted into the cooperating threads, and also by a sealing ring 37 which is housed in an annular groove in the lower part of the recess. The sealing ring 37 rests on the lower part of the cap 34.



  In the drawing, the cap 34 is shown in its upper most position, and it is immediately apparent that a rotation of the cap by means of the button 38 wedged on it causes a downward movement of the disc 31 and thus the shaft 5 and the pump wheel 1, whereby the space between the upper (inlet) side of the impeller and its housing is increased. Other changes to the versions shown are possible. Where higher pump pressures are required, a second impeller can be arranged so that a two-stage pump is obtained.

Claims

PATENT CLAIM Centrifugal circulation pump with at least one pump wheel arranged at one end of a shaft, this shaft also forming the motor shaft, characterized in that the pump wheel (1) is arranged on the shaft (5) with its inlet side facing the motor and that at the other end of the shaft a single thrust bearing for the shaft is easily seen, namely on the side of the motor facing away from the pump wheel, this pressure bearing being adjustable so that the axial position of the shaft and the pump wheel can be changed.

SUBClaims 1. Pump according to claim, characterized in that means are provided in order to achieve that liquid can circulate between the pump and the motor. 2. Pump according to dependent claim 1, characterized in that said means are formed by a grooved bearing for the shaft (5) ge, this bearing being arranged in a wall provided with slots (24) which is between's the impeller and the motor. 3. Pump according to claim, characterized in that an electric motor is provided.