DE102004051399A1

DE102004051399A1 - rotary pump

Info

Publication number: DE102004051399A1
Application number: DE102004051399A
Authority: DE
Inventors: Rajko Colic
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-04-27
Also published as: WO2006045676A1; EP1802870B1; EP1802870B8; EP1802870A1; JP2008517210A; KR20070083908A; DE502005003681D1

Abstract

Die Kreiselpumpe besteht aus einem Spiralgehäuse (4), in dem das Laufrad (3) angeordnet ist. In der Kreiselpumpe ist ein Rotor (1) auf einer Antriebswelle (2) für das Laufrad (3) angeordnet. Das Laufrad (3) steht mit der Antriebswelle (2) formschlüssig und axial verschiebbar in Verbindung.The centrifugal pump consists of a spiral housing (4), in which the impeller (3) is arranged. In the centrifugal pump, a rotor (1) on a drive shaft (2) for the impeller (3) is arranged. The impeller (3) is connected to the drive shaft (2) in a form-fitting and axially displaceable manner.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe. Kreiselpumpen sind bekannt. In "Kreiselpumpen, Lexikon, KSB Aktiengesellschaft, 1989, Seiten 124–128" werden beispielsweise verschiedene Bautypen von Axiallagern in Kreiselpumpen beschrieben. Dabei handelt es sich um Axial-Gleitlager. Die zum Betrieb von Kreiselpumpen angeordneten Rotoren sind direkt mit der Antriebswelle, auf der das Laufrad der Kreiselpumpe befestigt ist, verbunden. Bedingt durch die strömungstechnischen Verhältnisse im Betrieb wirken auf das Laufrad und damit auch auf die Antriebswelle Kräfte ein, die das Laufrad zum Eintritt des zu fördernden Mediums in die Kreiselpumpe ziehen. Somit wird auch gleichzeitig der auf der Antriebswelle befestigte Rotor in Richtung auf den Eintritt des zu fördernden Mediums verschoben. Dabei ist in der Regel nachteilig, dass vorhandene Anschläge schlagartig mit relativ großen Kräften beaufschlagt werden, was zum einen eine relativ geringe Lebensdauer von Teilen der Kreiselpumpe infolge des axialen Spiels der Antriebswelle zur Folge hat. Zum anderen ist das Anschlagen von Bauteilen an die Anschläge mit einer nachteiligen Geräuschentwicklung verbunden, die im Betrieb als störend empfunden wird.The The invention relates to a centrifugal pump. Centrifugal pumps are known. In "centrifugal pumps, Encyclopedia, KSB Aktiengesellschaft, 1989, pages 124-128 ", for example various types of thrust bearings in centrifugal pumps described. there are axial plain bearings. The rotors arranged to operate centrifugal pumps are direct with the drive shaft on which the impeller of the centrifugal pump is attached is connected. Due to the fluidic conditions During operation, the impeller and thus also the drive shaft act personnel a, the impeller to the entry of the medium to be pumped into the centrifugal pump pull. Thus, at the same time attached to the drive shaft Rotor in the direction of the entry of the medium to be pumped. It is usually disadvantageous that existing attacks abruptly with relatively large forces be acted upon, resulting in a relatively short life of parts of the centrifugal pump due to the axial play of the drive shaft entails. On the other hand, the striking of components to the attacks with a detrimental noise connected, which in operation as disturbing is felt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe zu schaffen, bei welcher Schädigungen durch strömungsbedingt auf das Laufrad der Kreiselpumpe einwirkende Kräfte weitgehend vermieden werden. Gleichzeitig sollen auftretende Anschlaggeräusche weitgehend minimiert werden.Of the Invention is therefore based on the object, a centrifugal pump create what damage due to flow forces acting on the impeller of the centrifugal pump are largely avoided. At the same time occurring impact noises are largely minimized become.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Kreiselpumpe gelöst, die aus einem Spiralgehäuse besteht, in dem das Laufrad angeordnet ist, bei der ein Rotor auf einer Antriebswelle für das Laufrad angeordnet ist, und das Laufrad mit der Antriebswelle formschlüssig und axial verschiebbar in Verbindung steht. Als Laufräder kommen beispielsweise Radialräder oder Halbaxialräder zum Einsatz. Der Rotor, der zusammen mit dem außen angeordneten Stator die Antriebseinheit bildet, befindet sich in dem zu fördernden Fluid. Durch das Zusammenwirken von Stator und Rotor werden die Antriebskräfte auf die Antriebswelle übertragen. Das Laufrad steht mit der Antriebswelle formschlüssig und axial verschiebbar in Verbindung. Die formschlüssige Verbindung kann dabei beispielsweise durch die Anordnung einer Passfeder erfolgen. Eine andere vorteilhafte Variante besteht darin, den mit dem Laufrad in Verbindung stehenden Teil der Antriebswelle als Mehrkant, beispielsweise als Vierkant, auszubilden. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass eine Übertragung der strömungsbedingt auf das Laufrad der Kreiselpumpe einwirkenden Kräfte durch die formschlüssig und axial verschiebbare Verbindung des Laufrades mit der Antriebswelle nicht auf den Bereich des Rotors übertragen werden. Im Betrieb verbleibt daher der Rotor nahezu ortsfest in seiner Position, so dass die strömungsbedingt nachteiligen Kräfte nur auf die relativ geringe Masse des Laufrades einwirken. Dadurch wird die Lebensdauer der Kreiselpumpe erhöht, wobei gleichzeitig störende, auftretende Anschlagsgeräusche nahezu vollständig vermieden werden. Durch die auf diese Weise erfolgte Entkopplung der Kraftübertragung vom Laufrad auf den Rotor lassen sich Schädigungen im Innern der Kreiselpumpe besonders vorteilhaft vermeiden.The The object underlying the invention is achieved by a centrifugal pump solved, from a volute casing consists, in which the impeller is arranged, in which a rotor a drive shaft for the impeller is arranged, and the impeller with the drive shaft form-fitting and axially displaceable in communication. Come as wheels for example radial wheels or semi-axial wheels for use. The rotor, which together with the outside stator the Drive unit forms is located in the promotional Fluid. Due to the interaction of stator and rotor are the driving forces transferred to the drive shaft. The impeller is positively connected to the drive shaft and axially displaceable in connection. The form-fitting Connection can for example by the arrangement of a feather key respectively. Another advantageous variant is that with the Impeller in connection part of the drive shaft as a polygon, for example, as a square, form. It has become more surprising Way shown that a transmission the flow condition on the impeller of the centrifugal pump forces acting through the form-fitting and axially displaceable connection of the impeller with the drive shaft not be transferred to the area of the rotor. Operational Therefore, the rotor remains almost stationary in its position, so that due to the flow adverse forces only act on the relatively low mass of the impeller. This will increases the life of the centrifugal pump, at the same time disturbing, occurring impact noises almost complete be avoided. By decoupling done in this way the power transmission From the impeller to the rotor damage can be caused inside the centrifugal pump avoid particularly advantageous.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Rotor axial gelagert ist. Die axiale Lagerung kann beispielsweise durch die Anordnung der Kombination einer Lagerscheibe mit einem Anschlag erfolgen. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, eine Lagerscheibe anzuordnen. Für viele Einsatzzwecke reicht es aus, lediglich einen Anschlag im Inneren der Kreiselpumpe anzuordnen, der eine axiale Lagerung des Rotors ermöglicht. Dabei ist vorteilhaft, dass das Laufverhalten allgemein verbessert werden kann und sichergestellt ist, dass keinerlei Kräfte in axialer Richtung auf den Rotor einwirken.A preferred embodiment of the invention is that the rotor is axially supported. The axial bearing, for example, by the arrangement of the combination of a bearing disc with a stop respectively. However, it is not absolutely necessary to have a bearing washer to arrange. For many uses it is enough, just a stop inside to arrange the centrifugal pump, the axial bearing of the rotor allows. It is advantageous that the running behavior generally improved can be and is ensured that no forces in axial Direction acting on the rotor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (1 bis 3) näher und beispielhaft erläutert.The invention will be described below with reference to the drawing (in which 1 to 3 ) explained in greater detail and by way of example.

1 zeigt die Kreiselpumpe im Querschnitt. 1 shows the centrifugal pump in cross section.

2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Kreiselpumpe dreidimensional im Querschnitt. 2 shows an alternative embodiment of the centrifugal pump three-dimensional in cross section.

3 zeigt das Laufrad und die Antriebswelle in dreidimensionaler Darstellung. 3 shows the impeller and the drive shaft in three-dimensional representation.

In 1 ist die Kreiselpumpe im Querschnitt dargestellt. Die Kreiselpumpe besteht aus einem Spiralgehäuse 4, in dem das Laufrad 3 angeordnet ist. Auf einer Antriebswelle 2 für das Laufrad 3 ist ein Rotor 1 angeordnet, der außen von einem Stator 8 umgeben ist. Das Laufrad 3 steht mit der Antriebswelle 2 formschlüssig und axial verschiebbar in Verbindung. Dies erfolgt an einem Stück 2a der Antriebswelle 2, das beispielsweise als Vierkant konstruktiv gestaltet sein kann. Auf diesem wird das Laufrad 3 dann im Betrieb vertikal zum Eintritt E des zu fördernden Mediums hin verschoben, ohne dass dabei axiale Kräfte auf den Rotor 1 einwirken. Zusätzlich ist der Rotor 1 axial gelagert. Dazu ist ein becherförmiger Lagersitz 5 auf der Antriebswelle 2 angeordnet, der für die Aufnahme einer Lagerscheibe 6 vorgesehen ist. Die Lagerscheibe 6 stößt im Betrieb an den Lageranschlag 7, der im Spiralgehäuse 4 angeordnet ist.In 1 the centrifugal pump is shown in cross-section. The centrifugal pump consists of a spiral housing 4 in which the impeller 3 is arranged. On a drive shaft 2 for the wheel 3 is a rotor 1 arranged outside of a stator 8th is surrounded. The impeller 3 stands with the drive shaft 2 positive and axially displaceable in connection. This is done in one piece 2a the drive shaft 2 , which can be designed constructively as a square, for example. On this is the impeller 3 then shifted vertically in operation to the inlet E of the medium to be conveyed, without causing axial forces on the rotor 1 act. In addition, the rotor 1 axially stored. This is a cup-shaped bearing seat 5 on the drive shaft 2 arranged for receiving a bearing disk 6 is provided. The bearing disc 6 In operation it hits the bearing stop 7 in the volute casing 4 is arranged.

In 2 ist eine alternative Ausgestaltung der Kreiselpumpe im Querschnitt dreidimensional dargestellt. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Form wurde hier auf die Anordnung eines becherförmigen Lagersitzes und auf die Anordnung einer Lagerscheibe verzichtet. Als Ersatz für den becherförmigen Lagersitz gemäß 1 wird hier lediglich ein Anschlag 5' vorgesehen, der zusammen mit dem Gehäuse des Rotors 1 eine Einheit bildet und direkt am Lageranschlag 7 anliegt. Das Stück 2a der Antriebswelle 2 ist als Vierkant ausgebildet. Im Betrieb wirken nachteilige, strömungsbedingte Kräfte in Pfeilrichtung auf das Laufrad 3 der Kreiselpumpe 1. Dieses verschiebt sich axial auf dem Stück 2a der Antriebswelle 2. Durch die Möglichkeit der axialen Verschiebung des Laufrades 3 auf der Antriebswelle 2 ist sichergestellt, dass diese nachteiligen, strömungsbedingten Kräfte nicht auf die Antriebswelle 2 und auf den Rotor 1 einwirken können.In 2 an alternative embodiment of the centrifugal pump in cross section is shown in three dimensions. Unlike the in 1 illustrated form has been omitted here on the arrangement of a cup-shaped bearing seat and on the arrangement of a bearing plate. As a replacement for the cup-shaped bearing seat according to 1 here is just a stop 5 ' provided, which together with the housing of the rotor 1 forms a unit and directly at the bearing stop 7 is applied. The piece 2a the drive shaft 2 is designed as a square. In operation, adverse flow-related forces act in the direction of the arrow on the impeller 3 the centrifugal pump 1 , This shifts axially on the piece 2a the drive shaft 2 , Due to the possibility of axial displacement of the impeller 3 on the drive shaft 2 It is ensured that these adverse, flow-related forces do not affect the drive shaft 2 and on the rotor 1 can act.

In 3 sind die Antriebswelle 2 und das Laufrad 3 dreidimensional dargestellt. Das Laufrad 3 weist dabei mittig eine Aussparung 3a auf, die für die Aufnahme des Stückes 2a der Antriebswelle 2, auf dem dann die axiale Verschiebung erfolgt, vorgesehen ist. Die formschlüssige und axial verschiebbare Verbindung zwischen Laufrad 3 und Antriebswelle 2 kann konstruktiv jedoch auch auf andere Weise erfolgen.In 3 are the drive shaft 2 and the impeller 3 shown in three dimensions. The impeller 3 has a recess in the middle 3a on that for the recording of the piece 2a the drive shaft 2 , on which then the axial displacement takes place, is provided. The positive and axially movable connection between the impeller 3 and drive shaft 2 however, it can be done in a different way constructively.

Claims

Centrifugal pump consisting of a volute casing ( 4 ), in which the impeller ( 3 ) is arranged, in which a rotor ( 1 ) on a drive shaft ( 2 ) for the impeller ( 3 ), and the impeller ( 3 ) with the drive shaft ( 2 ) is positively connected and axially displaceable in connection.

Centrifugal pump according to Claim 1, in which the rotor ( 1 ) is axially supported.