DE102016117820A1

DE102016117820A1 - Zentrifugale elektrische Pumpe und Diffusor für eine derartige elektrische Pumpe

Info

Publication number: DE102016117820A1
Application number: DE102016117820.9A
Authority: DE
Inventors: Enrico TRENTIN; Francesco Sinico; Giuseppe Di Giovanni
Original assignee: DAB Pumps SpA
Current assignee: DAB Pumps SpA
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2017-03-30
Also published as: US10859086B2; FR3041713B1; FR3041713A1; AU2016231483B2; US20170089344A1; CN106555780A; ES2606978A1; CN106555780B; ITUB20153948A1; AU2016231483A1; ES2606978B1

Abstract

Elektrische Zentrifugalpumpe (10), die einen Pumpenkörper (11) mit einem Ansaugeinlass (12) und einem Abgabeauslass (13), einen hydraulischen Diffusor (16), in dem ein Flügelrad (14) angeordnet ist, und einen Elektromotor (15) zum Bewegen des Flügelrades (14) umfasst. Der hydraulische Diffusor (16) besteht aus zwei Halbschalen (17, 18) aus Kunststoffmaterial, die miteinander durch Verbindungsmittel (19) und durch Abdichtungsmittel (20) verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Zentrifugalpumpe.
Die Erfindung betrifft auch einen hydraulischen Diffusor für eine solche elektrische Zentrifugalpumpe.
Es ist heutzutage akzeptiert, dass die hydraulische Leistung einer dynamischen Arbeitsmaschine dem Flügelrad zu verdanken ist, das die mechanische Energie des Motors in Form kinetischer Energie und Druckenergie auf die gepumpte Flüssigkeit überträgt.
Die von dem Flügelrad ausgepumpte Flüssigkeit wird an einen Diffusor oder an eine Spirale übertragen, dessen/deren Aufgabe es ist, einen Teil der kinetischen Energie in Druckenergie umzuwandeln.
Während ein Diffusor entweder aus Kunststoffmaterial oder aus einer Blechplatte hergestellt werden kann, um problemlos in einen Pumpenkörper eingeführt zu werden, der die Flüssigkeit an den Abgabeauslass befördert, wird ein Diffusor aufgrund seiner speziellen Translationsschraubenform durch Gießen von Eisen oder anderem Material einteilig hergestellt, in einem Produktionsverfahren, das die Verwendung von Kernen aus Erde oder Sand beinhaltet, die für jedes hergestellte Teil entfernt und beseitigt werden müssen.
Daher stellen der Diffusor und der Pumpenkörper häufig eine einzige Komponente aus Gusseisen dar, die schwer und teuer zu produzieren ist.
Bei Pumpen, bei denen es nicht notwendig oder nicht möglich ist, einen Pumpenkörper aus Gusseisen zu verwenden, wie zum Beispiel bei Elektropumpen für Schwimmbecken, wird ein Diffusor aus Kunststoffmaterial verwendet, dessen Funktionsfähigkeit im Hinblick auf die Umwandlung kinetischer Energie in Druckenergie möglicherweise nicht optimal ist.
Weiter hat ein Diffusor aus Gusseisen aufgrund der intrinsischen Besonderheiten des Materials eine wenn auch nur moderat raue Oberfläche, und diese Eigenschaft ist nicht förderlich für das optimale Fließen der gepumpten Flüssigkeit und trägt daher dazu bei, einen unerwünschten Druckabfall zu erzeugen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Zentrifugalpumpe bereitzustellen, die in der Lage ist, die oben erwähnten Beschränkungen herkömmlicher ähnlicher Pumpen zu überwinden.
Im Rahmen dieses Ziels ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Zentrifugalpumpe bereitzustellen, die in der Lage ist, die Umwandlung der kinetischen Energie, die vom Flügelrad auf das Fluid übertragen wird, in Druckenergie zu optimieren.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Zentrifugalpumpe bereitzustellen, die einfach bereitzustellen und zusammenzubauen ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Diffusor für Hydraulikpumpen bereitzustellen, der an eine elektrische Pumpe gemäß der Erfindung passt und der einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Dieses Ziel und diese und andere Aufgaben, die im Folgenden deutlicher werden, werden erreicht durch eine elektrische Zentrifugalpumpe, die einen Pumpenkörper mit einem Ansaugeinlass und einem Abgabeauslass umfasst, einem hydraulischen Diffusor, in dem ein Flügelrad angeordnet ist, und einem Elektromotor zum Bewegen des Flügelrades, der enthalten ist, wobei die elektrische Zentrifugalpumpe dadurch gekennzeichnet ist, dass der Diffusor aus zwei Halbschalen aus Kunststoffmaterial besteht, die miteinander durch Verbindungsmittel und Abdichtungsmittel verbunden sind.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform der elektrischen Zentrifugalpumpe gemäß der Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, worin
1 eine teilweise Schnitt-Seitenansicht einer elektrischen Zentrifugalpumpe gemäß der Erfindung ist;
2 eine perspektivische Explosionsansicht einer elektrischen Zentrifugalpumpe gemäß der Erfindung ist;
3 eine Ansicht eines Diffusors gemäß der Erfindung ist;
4 eine perspektivische Explosionsansicht eines Diffusors gemäß der Erfindung ist;
5 eine perspektivische Ansicht einer Halbschale eines Diffusors gemäß der Erfindung ist;
6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Halbschale eines Diffusors gemäß der Erfindung ist;
7 eine transversale Querschnittsansicht eines Diffusors gemäß der Erfindung ist;
8 ein Detail von 7 ist.
Mit Bezug auf die Figuren ist eine elektrische Zentrifugalpumpe gemäß der Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Die elektrische Zentrifugalpumpe 10 umfasst einen Pumpenkörper 11, mit einem Ansaugeinlass 12 und einem Abgabeauslass 13 und einen hydraulischen Diffusor 16, in welchem ein Flügelrad 14 untergebracht ist.
Die Elektropumpe 10 umfasst auch einen Elektromotor 15 zum Bewegen des Flügelrades 14.
Die Besonderheit der elektrischen Zentrifugalpumpe 10 gemäß der Erfindung besteht darin, dass der Diffusor 16 aus zwei Halbschalen 17 und 18 aus Kunststoffmaterial besteht, die miteinander durch Verbindungsmittel 19 und Abdichtmittel 20 verbunden sind.
Der Pumpenkörper 11 umfasst auch eine Flanschscheibe 50 für die Kopplung des Elektromotors 15.
Die Halbschalen 17 und 18 sind auf einer Ebene verbunden, die quer zur Drehachse X des Flügelrades 14 liegt, wobei Letzteres im Diffusor 16 untergebracht ist.
Die beiden Halbschalen 17 und 18, die miteinander verbunden sind, bestimmen einen spiralförmigen Diffusor 16 mit einem axialen Einlass 51, verbunden mit dem Ansaugeinlass 12 des Pumpenkörpers 11, und einem radialen Auslass 52, verbunden mit dem Abgabeauslass 13 des Pumpenkörpers 11.
In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel der Erfindung zu verstehen ist, umfassen die Verbindungsmittel 19 eine Vielzahl elastisch verformbarer erhöhter Abschnitte, zum Beispiel 21, 22, 23 in den 5 und 6, mit einem entsprechenden Eingriffszahn 24, 25, 26, die aus einer ersten Halbschale 17 herausragen und für eine Schnappverbindung mit entsprechenden Vertiefungen 27, 28, 29 geeignet sind, welche in der zweiten Halbschale 18 bestimmt sind.
In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel für die Erfindung zu verstehen ist, umfassen die Abdichtungsmittel 20 eine Rippe 30, die in den 5, 7 und 8 deutlich zu sehen ist und so verlängert ist, dass sie die Innenkante 31 der ersten Halbschale 17 umgibt, und eine komplementär geformte Nut 32, deutlich in den 6, 7 und 8 zu sehen, die so verlängert ist, dass sie die gegenüberliegende Innenkante 33 einer zweiten Halbschale 18 umgibt.
Die Rippe 30 wird so in die Nut 32 eingesetzt, dass zwischen ihnen ein Labyrinth-ähnlicher abdichtender Zwischenraum 34 bestimmt wird, der in 8 deutlich zu sehen ist.
Der Labyrinth-ähnliche abdichtende Zwischenraum 34 ist ausreichend, um die hydraulische Abdichtung der Verbindung zwischen den zwei Halbschalen 17 und 18 sicherzustellen.
Wenn der spezifische Kontext dies erfordert, ist ein Sitz 35 für eine Dichtung 36, die ausgebildet ist, um die Abdichtung zu verbessern, zwischen der Rippe 30 und dem Boden der Nut 31 bestimmt.
Jede der Halbschalen 17 und 18 wird praktischerweise und wirtschaftlich aus Kunststoffmaterial hergestellt, mit normalen einfachen Formen ohne spezielle und teure Unterschnitte.
Ein solcher Diffusor 16 ist daher kostengünstig aus Kunststoffmaterial herzustellen, und solches Kunststoffmaterial ermöglicht es, einen Diffusor 16 mit Innenwänden bereitzustellen, die glatt und dafür ausgebildet sind, den Fluss des gepumpten Fluids zu optimieren, anders als bei Diffusorn, die aus Gusseisen hergestellt sind.
Ein solcher hydraulischer Diffusor 16 wird hergestellt, ohne dass auf die kostspieligen Formprozesse für Gusseisen zurückgegriffen wird.
Der Diffusor 16 kann selbst von Personal ohne spezielle vorhergehende Schulung auf intuitive Art zusammengebaut werden, wobei es notwendig und ausreichend ist, die beiden Halbschalen axial nebeneinanderzulegen und aufeinanderzudrücken, bis die Verbindungszähne in die entsprechenden Vertiefungen einrasten, gegebenenfalls nach dazwischenliegender Anordnung der Dichtung 36.
Der Pumpenkörper 11 umfasst auch eine Vorfiltereinheit 40 des herkömmlichen Typs, verbunden mit dem Ansaugeinlass 12, welche die elektrische Zentrifugalpumpe 10 gut für die Zirkulation und Filtration von Wasser in Haus- und Wohnanlagen-Schwimmbecken sowie für Spezialanwendungen ausrüstet, die die Bewegung aggressiver Flüssigkeiten in Fischfarmen, in der Landwirtschaft und der Industrie erfordern.
Es versteht sich, dass die Erfindung auch einen hydraulischen Diffusor 16, wie oben beschrieben, für eine elektrische Zentrifugalpumpe, wie ebenfalls oben beschrieben, betrifft, wobei der hydraulische Diffusor 16 dadurch gekennzeichnet ist, dass er aus zwei Halbschalen 17, 18 besteht, die durch Verbindungsmittel 19 und durch Abdichtungsmittel 20, wie oben beschrieben, miteinander verbunden sind.
In der Praxis ist festgestellt worden, dass die Erfindung das angestrebte Ziel vollständig erreicht und die Aufgaben erfüllt.
Im Speziellen ist mit der Erfindung eine elektrische Zentrifugalpumpe erfunden worden, die in der Lage ist, die Umwandlung der kinetischen Energie, die vom Flügelrad auf das Fluid übertragen wird, in Druckenergie zu optimieren, dank des Vorhandenseins des Diffusors in der Pumpe, wobei der Diffusor aus zwei Halbschalen aus Kunststoffmaterial besteht, und zusätzlich dazu, dass sie hinsichtlich einem Diffusor eine verbesserte Leistung liefert, eine glatterere Innenfläche hat als ein identischer Diffusor aus Gusseisen, da sie aus Kunststoffmaterial besteht, und daher bietet sie eine bessere Leistung für den Durchfluss des gepumpten Fluids.
Darüber hinaus ist mit der Erfindung eine elektrische Zentrifugalpumpe erfunden worden, die einfach herzustellen und zu montieren ist, dank des Diffusors, der aus zwei Halbschalen aus Kunststoffmaterial besteht und durch Formen von Kunststoffmaterial bereitgestellt werden kann, wobei Formen verwendet werden, die relativ einfach sind, da sie frei von komplexen Unterschnitten sind.
Außerdem ist mit der Erfindung ein Diffusor für Hydraulikpumpen erfunden worden, der in eine elektrische Pumpe gemäß der Erfindung passt und unkompliziert und wirtschaftlich herzustellen ist.
Die so konzipierte Erfindung ist geeignet für zahlreiche Modifikationen und Variationen, die alle innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche liegen. Außerdem können alle Details durch andere technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
In der Praxis können die verwendeten Materialien, vorausgesetzt, dass sie mit der spezifischen Anwendung kompatibel sind, und die dazugehörigen Maße und Formen je nach den Anforderungen und dem Stand der Technik beliebig sein.

Claims

Eine elektrische Zentrifugalpumpe (10), die Folgendes umfasst: einen Pumpenkörper (11) mit einem Ansaugeinlass (12) und einem Abgabeauslass (13), einen hydraulischen Diffusor (16), in dem ein Flügelrad (14) untergebracht ist, und der einen Elektromotor (15) zum Bewegen des Flügelrads (14) umfasst, wobei die elektrische Zentrifugalpumpe dadurch gekennzeichnet ist, dass der Diffusor (16) aus zwei Halbschalen (17, 18) aus Kunststoffmaterial besteht, die miteinander durch Verbindungsmittel (19) und durch Abdichtungsmittel (20) verbunden sind.
Die elektrische Zentrifugalpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (17, 18) an einer Ebene verbunden sind, die quer zur Drehachse X des Flügelrades (14) liegt, das in dem Diffusor (16) untergebracht ist.
Die elektrische Zentrifugalpumpe gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (19) eine Vielzahl elastisch verformbarer erhöhter Abschnitte (21, 22, 23) mit einem jeweiligen Eingriffszahn (24, 25, 26) umfassen, die aus einer ersten Halbschale (17) herausragen und die für eine Schnappverbindung mit entsprechenden Vertiefungen (27, 28, 29) geeignet sind, welche in der zweiten Halbschale (18) bestimmt sind.
Die elektrische Zentrifugalpumpe gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsmittel (20) eine Rippe (30) umfassen, die so verlängert ist, dass sie eine Innenkante (31) einer ersten Halbschale (17) umgibt, und eine komplementär geformte Nut (32), die so verlängert ist, dass sie eine gegenüberliegende Innenkante (33) einer zweiten Halbschale (18) umgibt, wobei die Rippe (30) so in die Nut (32) eingesetzt ist, dass zwischen ihnen ein Labyrinth-artiger Abdichtungszwischenraum (34) bestimmt wird.
Die elektrische Zentrifugalpumpe gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Rippe (30) und dem Boden der Nut (32) ein Sitz (35) für eine Dichtung (36) befindet.
Die elektrische Zentrifugalpumpe gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkörper (11) eine Vorfiltereinheit (40) umfasst, die mit dem Ansaugeinlass (12) verbunden ist.
Ein hydraulischer Diffusor (16) für eine elektrische Zentrifugalpumpe gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus zwei Halbschalen (17, 18) aus Kunststoffmaterial besteht, die miteinander durch Verbindungsmittel (19) und durch Abdichtungsmittel (20) verbunden sind.