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Die Erfindung betrifft eine Hochdruckzentrifugalpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere in Meerwasserentsalzungsanlagen, umfassend ein Gehäuse, ein mit einem Saugraum verbundenes saugseitiges Anschlusselement und ein mit einem Druckraum verbundenes druckseitiges Anschlusselement, zwei oder mehr Laufräder, welche auf einer rotierbaren Antriebsachse angeordnet sind, und mindestens ein in dem Gehäuse koaxial zur Antriebsachse fest angeordnetes Leitrad, wobei die Hochdruckzentrifugalpumpe zweistufig oder mehrstufig aufgebaut ist.
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Derartige Hochdruckzentrifugalpumpen sind in der Regel aus einem mehrteiligen Gehäuse zusammengesetzt, wobei ein Gehäuseelement den Saugraum bildet, ein mit dem Saugraum verbundenes saugseitiges Anschlusselement umfasst, und ein weiteres Gehäuseelement den Druckraum bildet und einen mit dem Druckraum verbundenes druckseitiges Anschlusselement umfasst. Zwischen diesen beiden Gehäuseelementen ist bei mehrstufigen Hochdruckzentrifugalpumpen in der Regel ein weiteres Gehäuseelement je Pumpenstufe vorgesehen. Dies macht die Konstruktion flexibel für Anpassungen an unterschiedliche Einsatzzwecke, aber andererseits auch teuer in der Fertigung und führt zu aufwändigen Wartungsarbeiten bei der Instandhaltung.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine verbesserte Hochdruckzentrifugalpumpe anzugeben, die sich zum einen einfacher fertigen und zum anderen besser warten lässt.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Hochdruckzentrifugalpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das Gehäuse einstückig ausgebildet ist, so dass das Gehäuse den Saugraum und den Druckraum bildet und das saugseitige Anschlusselement und das druckseitige Anschlusselement integraler Bestandteil des Gehäuses sind, kann die Hochdruckzentrifugalpumpe einfacher gefertigt und gewartet werden.
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Insbesondere im Bereich der Meerwasserentsalzungsanlagen sind regelmäßig zweistufige Hochdruckzentrifugalpumpen gefragt. Durch die einstückige Ausbildung des Gehäuses kann eine Pumpe hergestellt werden, die zum einen das Anforderungsprofil für diesen Einsatzbereich optimal abdeckt, zum anderen kann der Aufwand für die Herstellung und Wartung einer solchen Pumpe deutlich reduziert werden. Die einstückige Ausgestaltung des Gehäuses macht auch eine Zerlegung des Gehäuses zur Wartung in mehrere Gehäuseelemente überflüssig. Das einstückige Gehäuse kann daher bei der Wartung im angeschlossenen Rohrverbund verbleiben, sodass sich auch hierdurch der Montageaufwand bei der Wartung deutlich reduziert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine axial angeordnete, d.h. von der Antriebsachse durchsetzte Gehäuseöffnung aufweist, die mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist, wobei durch die Gehäuseöffnung die Antriebsachse samt Laufrad in Achsenrichtung entnehmbar ist. Eine derartig angeordnete Gehäuseöffnung ermöglicht eine einfache Wartung der Hochdruckzentrifugalpumpe durch die Möglichkeit, nach Entfernung des Gehäusedeckels die Antriebsachse samt Laufrad in Längsrichtung einfach aus dem Gehäuse entnehmen zu können.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass sich die Gehäuseöffnung in Achsenrichtung druckseitig orthogonal zur Antriebsachse erstreckt. Insbesondere bei zwei und mehr Laufrädern auf der Antriebsachse ist eine Entnahme der Antriebsachse samt Laufrad über eine druckseitige Gehäuseöffnung sinnvoll, da die Lauf- und Leiträder zur Druckseite hin größer werden und sich somit samt Antriebsachse gemeinsam durch die druckseitige Öffnung entnehmen lassen. Der Durchmesser der druckseitigen Öffnung muss dabei größer sein als das größte Laufrad der Pumpe.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehäusedeckel ein Lager für die Antriebsachse bereitstellt. Durch die Lagerung der Antriebsachse im Gehäusedeckel, lässt sich die Antriebsachse samt Laufrädern nach Entfernen des Gehäusedeckels leicht aus dem einstückigen Gehäuse entnehmen.
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Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung, dass auch das Gehäuse ein Lager für die Antriebsachse bereitstellt. Durch die Anordnung eines weiteren Lagers der Antriebsachse in dem einstückigen Gehäuse liegt die Antriebsachse zuverlässig in dem einstückigen Gehäuse fest. Bei Entfernen der Antriebsachse samt Laufrädern aus dem einstückigen Gehäuse verbleibt die gehäuseseitige Lagerung der Antriebsachse in dem einstückigen Gehäuse, sodass eine erneute Ausrichtung beim Abschluss des Wartungsvorgangs nach Einsetzen der Antriebsachse unterbleiben kann. Dies reduziert den Wartungsaufwand der Pumpe.
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Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die Antriebsachse in Achsenrichtung saugseitig mit einer Kupplung für ein Antriebsaggregat aus dem Gehäuse ragt. Die saugseitige Anordnung des Antriebsaggregates ermöglicht es, dass das Antriebsaggregat bei der Wartung mit dem einstückigen Gehäuse verbunden bleiben kann und nicht demontiert werden muss. Hierdurch lässt sich der Wartungsaufwand reduzieren, da die Antriebsachse nach Entnahme aus dem Gehäuse zur Wartung für die erneute Montage im Gehäuse lediglich wieder saugseitig mit dem Antriebsaggregat gekuppelt werden muss.
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Zweckmäßig sind bei der erfindungsgemäßen Hochdruckzentrifugalpumpe zwei oder mehr Leiträder koaxial zur Antriebsachse in dem Gehäuse angeordnet. Dabei weist mindestens ein Leitrad in dem Gehäuse in Achsenrichtung druckseitig einen größeren Durchmesser auf als mindestens ein Leitrad in dem Gehäuse in Achsenrichtung saugseitig, entsprechend den Größen der Laufräder.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das saugseitige Anschlusselement und / oder das druckseitige Anschlusselement orthogonal zur Antriebsachse ausgerichtet sind. Durch die senkrechte Ausrichtung der Anschlusselemente können der Saugraum und der Druckraum sehr einfach und strömungsoptimiert durch das einstückige Gehäuse gebildet werden. Außerdem baut die Pumpe so sehr kompakt und lässt sich gut mit einem Rohrleitungssystem verbinden.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
- 1 Darstellung einer ersten Ansicht einer erfindungsgemäßen Hochdruckzentrifugalpumpe;
- 2 Darstellung einer zweiten Ansicht der Hochdruckzentrifugalpumpe.
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In 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist eine Hochdruckzentrifugalpumpe 1 dargestellt. Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine zweistufige Hochdruckzentrifugalpumpe 1, wobei zu Erläuterungszwecken ein Viertel des einstückigen Gehäuses 2 und des Gehäusedeckels 14 sowie der Laufräder 7, 7a und des Leitrades 9 herausgeschnitten dargestellt ist, sodass der Blick auf die Antriebsachse 8 ermöglicht wird. Das einstückige Gehäuse 2 bildet einen Saugraum 3 aus, der mit einem saugseitigen Anschlusselement 4 verbunden ist. Außerdem bildet das Gehäuse 2 einen Druckraum 5 aus, der mit einem druckseitigen Anschlusselement 6 verbunden ist. Die Anschlusselemente (Flansche) 4, 6 sind derart ausgebildet, dass sie als Verbindungselemente zur Verbindung der Hochdruckzentrifugalpumpe 1 mit einem nicht gezeigten Rohrsystem geeignet sind. Die Anschlusselemente 4, 6 sind integraler Bestandteil des einstückigen Gehäuses 2, welches sowohl den Saugraum 3 als auch den Druckraum 5 ausbildet. Anhand der perspektivischen Schnittdarstellung gemäß 1 ist außerdem zu erkennen, dass die Hochdruckzentrifugalpumpe 1 zwei Laufräder 7, 7a aufweist, welche fest auf einer rotierbaren Antriebsachse 8 angeordnet sind. In dem einstückigen Gehäuse 2 ist koaxial zur Antriebsachse 8 ein Leitrad 9 fest in dem Gehäuse 2 angeordnet. Das Leitrad 9 schließt in axialer Richtung an das auf der Antriebsachse 8 angeordnete erste Laufrad 7 an und lenkt den Fluidstrom von radial außen nach radial innen, d.h. von der Druckseite des ersten Laufrades 7 zur Saugseite des zweiten Laufrades 7a. Zur näheren Erläuterung ist entlang der Antriebsachse 8 eine Achsenrichtung 10 definiert und durch einen Doppelpfeil angedeutet. Die Achsenrichtung 10 verläuft saugseitig in Richtung des Saugraums 3 und druckseitig in Richtung des Druckraums 5. Das Leitrad 9 im Gehäuse 2 ist in Achsenrichtung 10 saugseitig vor dem zweiten Laufrad 7a im Gehäuse 2 angeordnet. Das erste Laufrad 7 auf der Antriebsachse 8 ist in Achsenrichtung 10 saugseitig vor dem zweiten Laufrad 7a auf der Antriebsachse 8 angeordnet. Das zweite Laufrad 7a auf der Antriebsachse 8 in Achsenrichtung 10 druckseitig kann einen größeren Durchmesser als das erste Laufrad 7 auf der Antriebsachse 8 in Achsenrichtung 10 saugseitig aufweisen. Es kann aber auch sein, dass die Laufräder 7, 7a den gleichen Durchmesser aufweisen. Ggf. unterscheiden sich nur die Außendurchmesser der Leiträder 9. Durch die Rotation der Antriebsachse 8 wird das von der Pumpe 1 geförderte Fluid mittels der Laufräder 7, 7a jeweils von der Antriebsachse 8 radial nach außen gefördert. Das fest in dem Gehäuse 2 eingebaute Leitrad 9 wiederum bewirkt eine Weiterleitung des Fluids radial zurück in Richtung der Antriebsachse 8, wobei das Leitrad 9 das geförderte Fluid an das zweite Laufrad 7a übergibt, wo es erneut von der Antriebsachse 8 radial nach außen in den Druckraum 5 gefördert wird. Wie gut zu erkennen ist, sind das saugseitige Anschlusselement 4 und das druckseitige Anschlusselement 6 senkrecht zur Antriebsachse 8 ausgerichtet. Die dargestellte senkrechte Anordnung ist ein bevorzugtes Beispiel. Alternativ können die Anschlusselemente 4, 6 auch horizontal oder in einem beliebigen Winkel ausgerichtet werden. Das Gehäuse 2 weist eine axiale Gehäuseöffnung 7 auf. Die Gehäuseöffnung 7 erstreckt sich in Achsenrichtung 10 druckseitig orthogonal zur Antriebsachse 8. Über diese Gehäuseöffnung 7 lässt sich die Antriebsachse 8 zusammen mit den zwei Laufrädern 7, 7a und dem Leitrad 9 in Achsenrichtung 10 druckseitig entnehmen. Die Gehäuseöffnung 7 ist im Pumpbetrieb mit einem Gehäusedeckel 14 verschlossen, der sich zur Wartung der Hochdruckzentrifugalpumpe 1 abnehmen lässt. In dem Gehäusedeckel 14 ist ein Lager 11 für die Antriebsachse 8 bereitgestellt. Dieses Lager 11 stützt die Antriebsachse 8 mit den beiden Laufrädern 7, 7a in dem Gehäusedeckel 14 ab. Neben diesen Lager 11 ist für die Antriebsachse 8 ein weiteres Lager 12 in dem Gehäuse 2 vorgesehen. Saugseitig in Achsenrichtung 10 befindet sich hinter dem zweiten Lager 12 eine Kupplung 13 an der Antriebsachse 8, die aus dem Gehäuse 2 herausragt. An dieser Kupplung 13 wird das nicht gezeigte Antriebsaggregat der Hochdruckzentrifugalpumpe 1 angekuppelt, um die Rotation der Antriebsachse 8 und der Laufräder 7, 7a im Pumpbetrieb zu bewirken.
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2 zeigt die Hochdruckzentrifugalpumpe gemäß 1 aus einer anderen Perspektive. Auch hier ist zu Erläuterungszwecken ein Viertel des einstückigen Gehäuses 2 sowie der Laufräder 7, 7a und des Leitrades 9 herausgeschnitten dargestellt.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen zweistufigen Hochdruckzentrifugalpumpe 1, die aufgrund des einstückigen Gehäuses 2 einfach und kostengünstig zu fertigen ist und über den Gehäusedeckel 14 leicht zu warten ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. Insbesondere kann die Hochdruckzentrifugalpumpe 1 auch mehr als zwei Pumpstufen umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochdruckzentrifugalpumpe
- 2
- Gehäuse
- 3
- Saugraum
- 4
- saugseitiges Anschlusselement
- 5
- Druckraum
- 6
- druckseitiges Anschlusselement
- 7
- 7a Laufrad
- 8
- Antriebsachse
- 9
- Leitrad
- 10
- Achsenrichtung
- 11
- Lager A
- 12
- Lager B
- 13
- Kupplung
- 14
- Gehäusedeckel
