DE102020125824A1

DE102020125824A1 - submersible centrifugal pump

Info

Publication number: DE102020125824A1
Application number: DE102020125824.0A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Renner
Original assignee: RENNER GmbH
Current assignee: RENNER GmbH
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2020-10-02
Publication date: 2022-04-07

Abstract

Beschrieben wird eine Tauchkreiselpumpe (1) mit einer Antriebswelle (11), einem Laufrad (13), einem Laufradgehäuse (5) und einer Sitzfläche (6) zur Befestigung der Tauchkreiselpumpe (1) an einem Flüssigkeitsbehälter (8), wobei das Laufradgehäuse (5) einen Pumpenraum (12) ausbildet, in welchem das Laufrad (13) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (11) von einem Innenrohr (17) und einem Außenrohr (4) umgeben ist, wobei sich das Außenrohr (4) und das Innenrohr (17) jeweils zwischen dem Laufradgehäuse (5) und der Sitzfläche (6) erstrecken, wobei eine Innenfläche (30) des Außenrohres (4) und eine Außenfläche des Innenrohres (17) einen ringförmigen Steigkanal (18) für die Flüssigkeit (9) ausbilden, und wobei mehrere Querleitungen (22) jeweils durch das Innenrohr (17), den Steigkanal (18) und das Außenrohr (4) hindurch verlaufen, welche einen Raum (23) innerhalb des Innenrohres (17) mit einem Raum (24) außerhalb des Außenrohres (3) verbinden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Laufradgehäuse (5) eine obere Wand (19) aufweist, welche mit dem Innenrohr (17) und mit dem Außenrohr (4) verbunden ist, dass in der oberen Wand (19) des Laufradgehäuses (5) mehrere Kanäle (21) angeordnet sind, durch welche der Pumpenraum (12) mit dem Steigkanal (18) in Verbindung steht, und dass jeder der Kanäle (21) an seiner Mündung (28) in den Steigkanal (18) eine Strömungsrichtung (29) vorgibt, welche an der Innenfläche (30) des Außenrohres (4) entlang zwischen zwei der Querleitungen (22) hindurchführt.Described is a centrifugal submersible pump (1) with a drive shaft (11), an impeller (13), an impeller housing (5) and a seat (6) for fastening the centrifugal submersible pump (1) to a liquid container (8), the impeller housing (5 ) forms a pump chamber (12) in which the impeller (13) is arranged, the drive shaft (11) being surrounded by an inner tube (17) and an outer tube (4), the outer tube (4) and the inner tube ( 17) each extend between the impeller housing (5) and the seat surface (6), with an inner surface (30) of the outer tube (4) and an outer surface of the inner tube (17) forming an annular riser channel (18) for the liquid (9), and wherein a plurality of transverse lines (22) each pass through the inner tube (17), the riser channel (18) and the outer tube (4), which divide a space (23) inside the inner tube (17) with a space (24) outside the outer tube (3) connect. According to the invention, the impeller housing (5) has an upper wall (19) which is connected to the inner pipe (17) and to the outer pipe (4), and in the upper wall (19) of the impeller housing (5) there are several channels (21) are arranged, through which the pump chamber (12) is connected to the riser channel (18), and that each of the channels (21) specifies a flow direction (29) at its mouth (28) in the riser channel (18), which runs along the inner surface (30) of the outer tube (4) between two of the transverse lines (22).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Tauchkreiselpumpe mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention is based on a submersible centrifugal pump with the features specified in the preamble of claim 1.

Aus der DE 35 40 025 A1 ist eine Tauchkreiselpumpe bekannt, welche einen Antriebsmotor, eine Antriebswelle und ein auf der Antriebswelle sitzendes Laufrad hat. Sie hat ferner eine Sitzfläche zur Befestigung der Tauchkreiselpumpe derart oben an einem Flüssigkeitsbehälter, dass sich die Antriebswelle von oben nach unten in den Flüssigkeitsbehälter hinein erstreckt. Das Laufrad ist am unteren Ende der Antriebswelle unterhalb der Oberfläche einer in dem Flüssigkeitsbehälter befindlichen Flüssigkeit angeordnet. Das Laufrad hat einen Teller, welcher auf seiner Unterseite mehrere Hauptschaufeln zum Pumpen der Flüssigkeit aufweist.From the DE 35 40 025 A1 a submersible centrifugal pump is known which has a drive motor, a drive shaft and an impeller seated on the drive shaft. It also has a seat for fastening the submersible centrifugal pump to a liquid container at the top in such a way that the drive shaft extends from top to bottom into the liquid container. The impeller is arranged at the lower end of the drive shaft below the surface of a liquid contained in the liquid container. The impeller has a disk which has several main blades on its underside for pumping the liquid.

Aus der DE 33 28 484 A1 ist eine Tauchkreiselpumpe der eingangs genannten Art bekannt, in welcher die Antriebswelle von einem Innenrohr umgeben ist, welches sich von einem Laufradgehäuse nach oben erstreckt. Das Innenrohr ist von einem Außenrohr umgeben, welches mit dem Innenrohr einen ringförmigen Steigkanal für die zu pumpende Flüssigkeit ausbildet. Im Bereich des unteren Endes des Außenrohres verlaufen zwei Querleitungen durch das Innenrohr, den Steigkanal und das Außenrohr hindurch, welche einen Raum innerhalb des Innenrohres mit einem Raum außerhalb des Außenrohres verbinden. Das Laufradgehäuse bildet einen Pumpenraum aus, in welchem ein Laufrad angeordnet ist. Der ringförmige Steigkanal ist an seinem unteren Ende vollständig zu dem Pumpenraum hin geöffnet.From the DE 33 28 484 A1 a submersible centrifugal pump of the type mentioned is known in which the drive shaft is surrounded by an inner tube which extends upwards from an impeller housing. The inner tube is surrounded by an outer tube which, together with the inner tube, forms an annular riser channel for the liquid to be pumped. In the area of the lower end of the outer tube, two transverse lines run through the inner tube, the riser channel and the outer tube, which connect a space inside the inner tube with a space outside the outer tube. The impeller housing forms a pump chamber in which an impeller is arranged. The annular riser channel is completely open at its lower end to the pump chamber.

Aus der DE 32 14 185 A1 ist ferner eine Tauchkreiselpumpe bekannt, welche mehrere Steigrohre aufweist, welche im Querschnitt jeweils die Form eines Ringabschnitts aufweisen, wobei die Ringabschnitte der Steigrohre um die Antriebswelle herum verlaufen. Zwischen den Steigrohren sind Schlitze angeordnet, welche einen die Antriebswelle umgebenden Raum mit einem Raum außerhalb der Steigrohre verbinden und sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Steigrohre erstrecken.From the DE 32 14 185 A1 Furthermore, a submersible centrifugal pump is known which has a plurality of risers which each have the shape of an annular section in cross section, the annular sections of the risers running around the drive shaft. Slots are arranged between the riser tubes, which connect a space surrounding the drive shaft with a space outside the riser tubes and extend essentially over the entire length of the riser tubes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tauchkreiselpumpe der eingangs genannten Art zu verbessern.The object of the invention is to improve an immersion centrifugal pump of the type mentioned at the outset.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tauchkreiselpumpe mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by an immersion centrifugal pump having the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Tauchkreiselpumpe weist eine Antriebswelle, ein mit der Antriebswelle drehfest verbundenes Laufrad und ein Laufradgehäuse auf. Das Laufradgehäuse bildet einen Pumpenraum aus, in welchem das Laufrad angeordnet ist. Die Tauchkreiselpumpe hat eine Sitzfläche zur Befestigung der Tauchkreiselpumpe derart oben an einem Flüssigkeitsbehälter, dass sich die Antriebswelle von oben nach unten in den Flüssigkeitsbehälter hinein erstreckt. Die Tauchkreiselpumpe kann mit ihrer Sitzfläche an einer oberen Behälterwand des Flüssigkeitsbehälters befestigt werden. Im Betrieb kommt das Laufrad im Innern des Flüssigkeitsbehälters unter der Oberfläche einer darin befindlichen Flüssigkeit zu liegen.A submersible centrifugal pump according to the invention has a drive shaft, an impeller which is non-rotatably connected to the drive shaft, and an impeller housing. The impeller housing forms a pump chamber in which the impeller is arranged. The submersible centrifugal pump has a seat for fastening the submersible centrifugal pump to a liquid container at the top in such a way that the drive shaft extends from top to bottom into the liquid container. The submersible centrifugal pump can be fastened with its seat on an upper container wall of the liquid container. In operation, the impeller comes to lie inside the liquid container below the surface of a liquid contained therein.

Die Antriebswelle ist von einem Innenrohr umgeben. Die Antriebswelle und das Innenrohr sind von einem Außenrohr umgeben. Das Außenrohr und das Innenrohr erstrecken sich jeweils zwischen dem Laufradgehäuse und der Sitzfläche. Eine Innenfläche des Außenrohres bildet mit einer Außenfläche des Innenrohres einen ringförmigen Steigkanal für die zu pumpende Flüssigkeit aus. Das Innenrohr und das Außenrohr bilden somit ein doppelwandiges Steigrohr, zwischen dessen Wandungen der ringförmige Steigkanal ausgebildet ist. Durch das Innenrohr, den Steigkanal und das Außenrohr hindurch verlaufen mehrere Querleitungen, welche jeweils einen Raum innerhalb des Innenrohres mit einem Raum außerhalb des Außenrohres verbinden. Derartige Querleitungen und ihre Funktion sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DE 33 28 484 A1 . Das Laufradgehäuse hat eine obere Wand. Das Außenrohr und das Innenrohr sind jeweils mit der oberen Wand des Laufradgehäuses verbunden, insbesondere verschweißt. In der oberen Wand des Laufradgehäuses sind mehrere Kanäle angeordnet, durch welche der Pumpenraum mit dem Steigkanal in Verbindung steht. Die zu pumpende Flüssigkeit kann aus dem Pumpenraum durch diese Kanäle in den Steigkanal eintreten. Jeder der Kanäle hat eine Längserstreckung vom Pumpenraum zum Steigkanal und eine Mündung in den Steigkanal. An seiner Mündung in den Steigkanal gibt jeder Kanal eine Strömungsrichtung vor, welche an der Innenfläche des Außenrohres entlang zwischen zwei der Querleitungen hindurchführt. Die vorgegebene Strömungsrichtung und/oder die Längsrichtung jedes Kanals kann schräg zur Längsrichtung des Außenrohres bzw. der Antriebswelle orientiert sein. Die vorgegebene Strömungsrichtung kann windschief zur Antriebswelle verlaufen. Als windschief werden zwei Linien bezeichnet, welche nicht parallel zueinander im Raum verlaufen und sich nicht schneiden. Jeder der Kanäle kann insbesondere die Form eines Wendelabschnitts aufweisen. Die Fortsetzung des Wendelabschnittes führt zwischen zwei der Querleitungen hindurch.The drive shaft is surrounded by an inner tube. The drive shaft and the inner tube are surrounded by an outer tube. The outer tube and the inner tube each extend between the impeller shell and the seat. An inner surface of the outer tube forms an annular riser channel for the liquid to be pumped with an outer surface of the inner tube. The inner pipe and the outer pipe thus form a double-walled riser pipe, between the walls of which the annular riser channel is formed. Several transverse lines run through the inner pipe, the riser channel and the outer pipe, each of which connects a space inside the inner pipe with a space outside the outer pipe. Such transverse lines and their function are known to those skilled in the art, for example from DE 33 28 484 A1 . The impeller shell has a top wall. The outer tube and the inner tube are each connected, in particular welded, to the upper wall of the impeller housing. In the upper wall of the impeller housing, several channels are arranged, through which the pump chamber is connected to the riser channel. The liquid to be pumped can enter the riser channel from the pump chamber through these channels. Each of the channels has a longitudinal extension from the pump chamber to the riser channel and an opening into the riser channel. At its mouth in the riser channel, each channel specifies a direction of flow, which leads along the inner surface of the outer tube between two of the transverse lines. The specified direction of flow and/or the longitudinal direction of each channel can be oriented at an angle to the longitudinal direction of the outer tube or the drive shaft. The specified direction of flow can be skew to the drive shaft. Two lines that do not run parallel to each other in space and do not intersect are referred to as skewed. Each of the channels can in particular have the shape of a helical section. The continuation of the spiral section passes between two of the transverse lines.

Durch die beschriebene Anordnung der Eintrittskanäle in der oberen Wand des Laufradgehäuses wird die zu pumpende Flüssigkeit gezielt in den Steigkanal hinein gelenkt. Die Strömung kann dadurch zwischen zwei Querleitungen hindurch gelenkt werden. Dadurch befindet sich jede der Querleitungen gewissermaßen im Strömungsschatten der Hauptströmung, welche durch die Kanäle aus dem Pumpenraum in den Steigkanal eintritt. Unkontrollierte und starke Verluste verursachende Verwirbelungen im Steigkanal lassen sich hierdurch erheblich verringern. Im Gegensatz zu der aus der DE 33 28 484 A1 bekannten Ausgestaltung, bei welcher die in den ringförmigen Steigkanal eintretende Flüssigkeit unkontrolliert auf die Querleitungen trifft, können Strömungsverluste verringert und der Wirkungsgrad der Tauchkreiselpumpe erhöht werden.Due to the described arrangement of the inlet channels in the upper wall of the impeller housing The liquid to be pumped is directed specifically into the riser channel. The flow can thus be directed between two transverse lines. As a result, each of the transverse lines is to a certain extent in the flow shadow of the main flow, which enters the riser channel through the channels from the pump chamber. Uncontrolled turbulence in the riser channel, which causes heavy losses, can be significantly reduced in this way. In contrast to the one from the DE 33 28 484 A1 known configuration, in which the liquid entering the annular riser channel hits the transverse lines in an uncontrolled manner, flow losses can be reduced and the efficiency of the submersible centrifugal pump can be increased.

In weiterer Ausgestaltung kann die Mündung eines jeden der Kanäle entlang des Umfangs versetzt zu den Querleitungen angeordnet sein. Die Mitte jeder Mündung liegt dabei an einer anderen Umfangsposition als die Mitte jeder Querleitung. Die Kanäle können entlang des Umfangs gleichmäßig voneinander beabstandet sein. Alle Kanäle können in dieselbe Form haben. Jede der Querleitungen kann durch ein Querrohr gebildet werden, welches am Innenrohr und am Außenrohr angesetzt, insbesondere angeschweißt, ist und sich durch den Steigkanal hindurch erstreckt. Das Innenrohr und das Außenrohr weisen hierfür jeweils ein Loch auf. Mehrere der Querleitungen können in einer quer, insbesondere rechtwinklig, zur Antriebswelle verlaufenden Ebene liegen. Im Bereich des unteren Endes des Außenrohres kann eine erste Ebene mit mehreren Querleitungen angeordnet sein. Die in der ersten Ebene angeordneten Querleitungen befinden sich im Betrieb unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter. Die Anzahl der in der ersten Ebene angeordneten Querleitungen kann insbesondere mit der Anzahl der in der oberen Wand des Laufradgehäuses angeordneten Kanäle übereinstimmen. Oberhalb der ersten Ebene kann eine zweite Ebene mit mehreren Querleitungen angeordnet sein, welche sich insbesondere oberhalb der Oberfläche der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter befindet. Die zweite Ebene kann im Bereich des oberen Endes des Außenrohres angeordnet sein. Die Anzahl der Querleitungen in der ersten Ebene und in der zweiten Ebene kann übereinstimmen. Die Querleitungen in den beiden Ebenen können bei Betrachtung entlang der Antriebswelle hintereinander angeordnet sein.In a further embodiment, the mouth of each of the channels can be offset along the circumference to the transverse lines. The center of each orifice is at a different circumferential position than the center of each transverse line. The channels may be circumferentially equally spaced. All channels can have the same shape. Each of the transverse lines can be formed by a transverse tube which is attached, in particular welded, to the inner tube and the outer tube and extends through the riser channel. The inner tube and the outer tube each have a hole for this purpose. Several of the transverse lines can lie in a plane running transversely, in particular at right angles, to the drive shaft. A first level with several transverse lines can be arranged in the area of the lower end of the outer tube. In operation, the transverse lines arranged in the first level are below the surface of the liquid in the liquid container. In particular, the number of transverse ducts arranged in the first level can correspond to the number of channels arranged in the upper wall of the impeller housing. A second level with several transverse lines can be arranged above the first level, which is located in particular above the surface of the liquid in the liquid container. The second level can be arranged in the area of the upper end of the outer tube. The number of cross lines in the first level and in the second level can match. The transverse lines in the two planes can be arranged one behind the other when viewed along the drive shaft.

In weiterer Ausgestaltung kann das Laufradgehäuse eine Ringfläche, insbesondere eine Zylindermantelfläche, aufweisen, welche innerhalb des Pumpenraums um die Antriebswelle herum, insbesondere koaxial hierzu, verläuft. In a further embodiment, the impeller housing can have an annular surface, in particular a cylinder jacket surface, which runs around the drive shaft within the pump chamber, in particular coaxially thereto.

Die innerhalb des Pumpenraums liegende Ringfläche des Laufradgehäuses kann nach außen weisen. Das Laufrad kann, insbesondere im Bereich seines äußeren Umfangs, eine nach innen weisende Ringfläche, insbesondere eine Zylindermantelfläche, aufweisen, welche die Ringfläche des Laufradgehäuses außen umgibt.The annular surface of the impeller housing inside the pump chamber can point outwards. The impeller can, in particular in the area of its outer circumference, have an inwardly pointing annular surface, in particular a cylinder jacket surface, which surrounds the annular surface of the impeller housing on the outside.

In weiterer Ausgestaltung kann das Laufrad einen Teller aufweisen, welcher auf einer seiner Seiten mehrerer Hauptschaufeln und auf einer den Hauptschaufeln gegenüberliegenden Seite mehrere Zusatzschaufeln aufweist. Die Hauptschaufeln dienen zum eigentlichen Pumpen der Flüssigkeit. Die Zusatzschaufeln können sich auf der der Sitzfläche zugewandten Seite des Laufrades, welche im Betrieb seine nach oben gewandte Seite ist, befinden. Das Laufrad kann eine Nabe aufweisen, mit welcher es auf der Antriebswelle, insbesondere auf einem ihrer Enden, befestigt werden kann. Der Teller kann sich von der Antriebswelle bzw. der Nabe nach außen erstrecken. Der Teller kann sich radial zwischen einem kleinen Umfang und einem großen Umfang am Laufrad erstrecken. Der Teller kann dabei quer oder schräg zur Antriebswelle verlaufen, also eben oder kegelig sein. Die Hauptschaufeln erstrecken sich entlang des Tellers von einem kleinen Umfang zu einem großen Umfang des Laufrades. Insbesondere haben die Hauptschaufeln eine Krümmung, welche in einer Ansicht entlang der Antriebswelle erkennbar ist. Die Hauptschaufeln und die Zusatzschaufeln erstrecken sich auf gegenüberliegenden Seiten entlang des Tellers und sind jeweils mit diesem verbunden. Jede der Hauptschaufeln und jede der Zusatzschaufeln erstreckt sich ausgehend von dem Teller über eine vordefinierte Höhe von diesem weg. Das Laufrad kann am äußeren Umfang der Zusatzschaufeln einen Ring mit einer nach innen weisenden Ringfläche aufweisen, welche auf einem dem Teller abgewandten Seite der Zusatzschaufeln angeordnet ist und/oder die Zusatzschaufeln an ihrem äußeren Umfang umgibt. Die Ringfläche kann insbesondere zur Nabe weisen.In a further embodiment, the impeller can have a plate which has a plurality of main blades on one of its sides and a plurality of additional blades on a side opposite the main blades. The main blades serve to actually pump the liquid. The auxiliary blades can be located on the side of the impeller facing the seating surface, which is its side facing upwards in operation. The impeller can have a hub with which it can be attached to the drive shaft, in particular to one of its ends. The plate may extend outwardly from the driveshaft or hub. The disk can extend radially between a small circumference and a large circumference on the impeller. The plate can run transversely or at an angle to the drive shaft, i.e. it can be flat or conical. The main blades extend along the disk from a small perimeter to a large perimeter of the impeller. In particular, the main blades have a curvature that can be seen in a view along the drive shaft. The main vanes and the auxiliary vanes extend along the disk on opposite sides and are connected to it, respectively. Each of the main blades and each of the auxiliary blades extends away from the disk by a predefined height. On the outer circumference of the additional blades, the impeller can have a ring with an inwardly pointing annular surface, which is arranged on a side of the additional blades facing away from the disk and/or surrounds the additional blades on their outer circumference. The annular surface can in particular point towards the hub.

Die Ringfläche des Laufradgehäuses kann einen kleineren Umfang als die Ringfläche des Laufrades aufweisen. Die Ringfläche des Laufrades kann die Ringfläche des Laufradgehäuses derart in einem Abstand umgeben, dass zwischen beiden Ringflächen ein Spalt ausgebildet wird, welcher entlang des Umfangs des Laufrades verläuft. Die Ringfläche des Laufrades und die Ringfläche des Laufradgehäuses können sich koaxial zu der Antriebwelle erstrecken, insbesondere über einen vordefinierten Abschnitt. Die Ringfläche des Laufrades und die Ringfläche des Laufradgehäuses können jeweils als Zylindermantelfläche, insbesondere als Mantelfläche eines Kreiszylinders, oder als Kegelfläche ausgebildet sein. Jede der beiden Ringflächen kann entlang ihres Umfangs unterbrechungsfrei ausgeführt sein.The annular surface of the impeller housing can have a smaller circumference than the annular surface of the impeller. The annular surface of the impeller can surround the annular surface of the impeller housing at a distance such that a gap is formed between the two annular surfaces, which gap runs along the circumference of the impeller. The annular surface of the impeller and the annular surface of the impeller housing can extend coaxially to the drive shaft, in particular over a predefined section. The annular surface of the impeller and the annular surface of the impeller housing can each be designed as a cylindrical surface, in particular as a surface of a circular cylinder, or as a conical surface. Each of the two annular surfaces can be designed without interruption along its circumference.

Die Antriebswelle ist durch ein Loch oben im Laufradgehäuse, insbesondere in dessen oberer Wand, nach oben aus dem Pumpenraum herausgeführt. Derartige Tauchkreiselpumpen sind zum Pumpen von aggressiven Flüssigkeiten, beispielsweise Säuren oder Laugen, bestimmt. Es können auch abrasive Partikel in der Flüssigkeit enthalten sein. Deshalb werden die Antriebswelle berührende Dichtungen vermieden, sodass ein Ringspalt zwischen Antriebswelle und Laufradgehäuse vorhanden ist. Bei entsprechendem Druck im Pumpenraum kann ein Druckgefälle an diesem Ringspalt entstehen. Je nach Betriebszustand der Tauchkreiselpumpe kann der Druck im Pumpenraum höher als im Flüssigkeitsbehälter sein, sodass Flüssigkeit in Form einer sogenannten Bypass-Strömung durch diesen Ringspalt aus dem Laufradgehäuse austreten kann. Die Bypass-Strömung ist eine Verlustströmung, welche die Menge der von der Tauchkreiselpumpe aus dem Flüssigkeitsbehälter herausgepumpten Flüssigkeit verringert. Es können aber auch Betriebszustände der Tauchkreiselpumpe auftreten, in denen der Druck im Pumpenraum geringer als im Flüssigkeitsbehälter ist, sodass es zu einem Einsaugen von Flüssigkeit durch den Ringspalt zwischen Antriebswelle und Laufradgehäuse kommen kann. Ein solches Einsaugen kann unerwünscht sein, wenn der Flüssigkeitsstand im Flüssigkeitsbehälter niedrig ist, sodass die Gefahr besteht, dass Luft durch diesen Ringspalt in den Pumpenraum eingesaugt wird. Insbesondere bei schaumbildenden Flüssigkeiten kann dies sehr nachteilig sein. Dadurch, dass die Ringfläche des Laufrades und die Ringfläche des Laufradgehäuses einander gegenüberliegen, kann dieses Druckgefälle über einen breiten Betriebsbereich der Tauchkreiselpumpe verringert werden. Dies gilt insbesondere in Kombination mit den Zusatzschaufeln, welche im Betrieb für einen Druckausgleich an dem Spalt zwischen der Ringfläche des Laufrades und der Ringfläche des Laufradgehäuses sorgen, und dadurch zu einer wesentlichen Verkleinerung des Druckgefälles führen können. Dadurch lässt sich sowohl eine Bypass-Strömung als auch ein Einsaugen von Flüssigkeit durch den Ringspalt zwischen Antriebswelle und Laufradgehäuse über einen breiten Betriebsbereich der Tauchkreiselpumpe vermeiden.The drive shaft is led out upwards from the pump chamber through a hole in the top of the impeller housing, in particular in its top wall. Submersible centrifugal pumps of this type are intended for pumping aggressive liquids, such as acids or alkalis. Abrasive particles can also be contained in the liquid. For this reason, seals that touch the drive shaft are avoided, so that there is an annular gap between the drive shaft and the impeller housing. If the pressure in the pump chamber is appropriate, a pressure drop can occur at this annular gap. Depending on the operating status of the submersible centrifugal pump, the pressure in the pump chamber can be higher than in the liquid container, so that liquid can escape from the impeller housing through this annular gap in the form of a so-called bypass flow. The bypass flow is a leakage flow that reduces the amount of liquid pumped out of the liquid container by the submersible centrifugal pump. However, operating states of the submersible centrifugal pump can also occur in which the pressure in the pump chamber is lower than in the liquid container, so that liquid can be sucked in through the annular gap between the drive shaft and the impeller housing. Such suction can be undesirable when the liquid level in the liquid container is low, so that there is a risk of air being sucked into the pump chamber through this annular gap. In the case of foam-forming liquids in particular, this can be very disadvantageous. Due to the fact that the annular surface of the impeller and the annular surface of the impeller housing face each other, this pressure drop can be reduced over a wide operating range of the submersible centrifugal pump. This applies in particular in combination with the additional blades, which during operation ensure pressure equalization at the gap between the annular surface of the impeller and the annular surface of the impeller housing, and can thus lead to a significant reduction in the pressure drop. As a result, both a bypass flow and a suction of liquid through the annular gap between the drive shaft and the impeller housing can be avoided over a wide operating range of the submersible centrifugal pump.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die obere Wand des Laufradgehäuses eine nach unten weisenden Oberfläche haben, welche sich entlang der Oberseite des Laufrades erstreckt. Die Oberfläche an der oberen Wand kann an die Ringfläche des Laufradgehäuses angrenzen. Die Oberfläche an der oberen Wand des Laufradgehäuses kann sich insbesondere parallel oder äquidistant zu der dem Teller abgewandten Seite der Zusatzschaufeln erstrecken. Hierdurch wird die Bypass-Strömung weiter verringert. Die Zusatzschaufeln können geradlinig radial von innen nach außen verlaufen.In a further aspect of the invention, the top wall of the impeller shell may have a downwardly facing surface which extends along the top of the impeller. The surface on the top wall may abut the annular surface of the impeller shell. The surface on the upper wall of the impeller housing can in particular extend parallel or equidistant to the side of the additional blades facing away from the plate. This further reduces the bypass flow. The additional blades can run radially in a straight line from the inside to the outside.

In weiterer Ausgestaltung kann der Ring des Laufrades die Zusatzschaufeln an ihrem äußeren Umfang berühren oder mit Abstand umgeben. Das Laufrad kann auf einer dem Teller abgewandten Seite der Hauptschaufeln einen Deckel aufweisen. Der Deckel kann sich über den äußeren Umfang des Tellers und/oder den äußeren Umfang der Hauptschaufeln hinaus nach außen erstrecken. Die Hauptschaufeln können sich über den äußeren Umfang des Tellers hinaus erstrecken. Zwischen zwei der Hauptschaufeln, dem Teller und dem Deckel bildet sich ein von innen nach außen verlaufender Kanal, welcher entlang seines gesamten Umfangs geschlossen ist. Durch die Rotation des Laufrades wird im Betrieb Flüssigkeit durch diesen Kanal des Laufrades radial nach außen gefördert. Der Deckel kann in seiner Mitte, also koaxial zur Nabe bzw. Antriebswelle ein Loch aufweisen, dessen Umfang größer als der innere Umfang der Hauptschaufeln ist. Am inneren Umfang des Deckels kann sich ein Saugrohr anschließen, welches sich von Deckel zu der dem Teller abgewandten Seite erstreckt.In a further embodiment, the ring of the impeller can touch the additional blades on their outer circumference or surround them at a distance. The impeller can have a cover on a side of the main blades facing away from the plate. The cover may extend outwardly beyond the outer perimeter of the disk and/or the outer perimeter of the main vanes. The main vanes can extend beyond the outer periphery of the disk. Between two of the main vanes, the disk and the cover, an inside-out channel is formed which is closed along its entire circumference. Due to the rotation of the impeller, liquid is conveyed radially outwards through this channel of the impeller during operation. The cover can have a hole in its center, ie coaxially with the hub or drive shaft, the circumference of which is larger than the inner circumference of the main blades. A suction tube can be connected to the inner circumference of the cover, which extends from the cover to the side facing away from the plate.

In weiterer Ausgestaltung kann das Laufrad zwei Ringe aufweisen. Ein erster der Ringe kann auf einer dem Teller abgewandten Seite der Zusatzschaufeln angeordnet sein und/oder die Zusatzschaufeln an ihrem äußeren Umfang umgeben. Ein zweiter der Ringe kann den Teller in einem Abstand und/oder die Hauptschaufeln an ihrem äußeren Umfang umgeben. Der erste Ring kann die nach innen weisende Ringfläche aufweisen, welche die nach außen weisende Ringfläche des Laufradgehäuses umgibt. Der zweite Ring kann sich koaxial zu der Antriebswelle erstrecken, insbesondere über einen vordefinierten Abschnitt. Der zweite Ring kann sich auf der den Zusatzschaufeln zugewandten Seite der Hauptschaufeln befinden. Dabei kann der zweite Ring auch die Zusatzschaufeln und/oder den ersten Ring in einem Abstand umgeben. Jeder der Ringe kann an seinem inneren Umfang und/oder an seinem äußeren Umfang jeweils eine Zylindermantelfläche, insbesondere eine Mantelfläche eines Kreiszylinders, aufweisen. Der zweite Ring kann die Umlenkung der von den Hauptschaufeln radial nach außen geförderten Flüssigkeit in eine entlang der Antriebswelle verlaufende Strömungsrichtung verbessern. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Tauchkreiselpumpe verbessert werden.In a further embodiment, the impeller can have two rings. A first of the rings can be arranged on a side of the additional blades facing away from the disk and/or surround the additional blades on their outer circumference. A second of the rings may encircle the disk at a spacing and/or the main vanes at their outer perimeter. The first ring may include the inboard annular surface surrounding the outboard annular surface of the impeller shell. The second ring can extend coaxially to the drive shaft, in particular over a predefined section. The second ring can be located on the side of the main blades facing the additional blades. The second ring can also surround the additional blades and/or the first ring at a distance. Each of the rings can have a cylinder jacket surface, in particular a jacket surface of a circular cylinder, on its inner circumference and/or on its outer circumference. The second ring can improve the deflection of the liquid conveyed radially outwards by the main blades into a direction of flow running along the drive shaft. As a result, the efficiency of the submersible centrifugal pump can be improved.

Das Laufrad kann einstückig oder aus mehreren Teilen gefertigt sein. Jeder Bestandteil des Laufrades, insbesondere die Nabe, der Teller, die Hauptschaufeln, die Zusatzschaufeln, der Deckel und der wenigstens eine Ring, können alle oder nur teilweise einteilig miteinander oder mehrteilig gefertigt werden. Insbesondere kann der erste Ring und/oder zweite Ring in Form eines Rohrabschnitts ausgebildet sein, welcher an dem Laufrad befestigt, insbesondere mit diesem verschweißt, ist.The impeller can be made in one piece or in several parts. Each component of the impeller, in particular the hub, the plate, the main blades, the additional blades, the cover and the at least one ring, can all or only partially be made in one piece with each other or in multiple parts. In particular, the first ring and/or second ring can be designed in the form of a pipe section be formed, which is attached to the impeller, in particular welded to it.

In weiterer Ausgestaltung können die Kanäle in der oberen Wand des Laufradgehäuses auf einem mittleren Umfang der oberen Wand angeordnet sein, welcher größer als der äußere Umfang des ersten Ringes und kleiner als der innere Umfang des zweiten Ringes ist, insbesondere mit dem mittleren Umfang zwischen den beiden Ringen übereinstimmt. Hierdurch kann die vom Laufrad kommende Flüssigkeit in vorteilhafter Weise in die Kanäle in der oberen Wand des Laufradgehäuses strömen und der Wirkungsgrad der Tauchkreiselpumpe weiter verbessert werden.In another embodiment, the channels may be located in the top wall of the impeller shell on a median perimeter of the top wall that is greater than the outer perimeter of the first ring and smaller than the inner perimeter of the second ring, particularly with the median perimeter between the two rings. As a result, the liquid coming from the impeller can advantageously flow into the channels in the upper wall of the impeller housing and the efficiency of the submersible centrifugal pump can be further improved.

In weiterer Ausgestaltung kann die Tauchkreiselpumpe einen mit der Antriebswelle gekoppelten Antriebsmotor aufweisen, welcher auf der dem Laufradgehäuse abgewandten Seite der Sitzfläche angeordnet ist. Im Betrieb ist der Antriebsmotor dadurch außerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordnet. Die Sitzfläche kann sich am Antriebsmotor oder an einem Einbauflansch befinden. Das Innenrohr und das Außenrohr können sich jeweils vom Einbauflansch zum Laufradgehäuse erstrecken. Das Laufradgehäuse wird dadurch vom Innenrohr bzw. vom Außenrohr getragen. Der Einbauflansch kann einen Druckstutzenanschluss aufweisen, welcher sich auf der dem Antriebsmotor zugewandten Seite der Sitzfläche, also im Betrieb außerhalb des Flüssigkeitsbehälters, befindet. Der Einbauflansch dient zum Hindurchführen der zu pumpenden Flüssigkeit durch die obere Behälterwand. Der Steigkanal steht über den Einbauflansch mit dem Druckstutzenanschluss in Verbindung. Die Antriebswelle kann ausschließlich im Antriebsmotor mit zwei Lagern fliegend gelagert sein, wobei das Laufrad an dem dem Antriebsmotor abgewandten Ende der Antriebswelle befestigt ist. Das Laufrad ist dabei an dem freien Ende der fliegend gelagerten Antriebswelle angeordnet. Innerhalb des Flüssigkeitsbehälters bzw. unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit befinden sich keine Lagerungen der Antriebswelle.In a further embodiment, the submersible centrifugal pump can have a drive motor coupled to the drive shaft, which is arranged on the side of the seat surface facing away from the impeller housing. As a result, the drive motor is arranged outside the liquid container during operation. The seat can be on the drive motor or on a mounting flange. The inner tube and the outer tube may each extend from the mounting flange to the impeller shell. As a result, the impeller housing is carried by the inner tube or the outer tube. The mounting flange can have a pressure nozzle connection, which is located on the side of the seat surface facing the drive motor, that is to say outside of the liquid container during operation. The mounting flange serves to guide the liquid to be pumped through the upper container wall. The riser channel is connected to the pressure nozzle connection via the installation flange. The drive shaft can only be cantilevered in the drive motor with two bearings, the impeller being fastened to the end of the drive shaft facing away from the drive motor. The impeller is arranged at the free end of the cantilevered drive shaft. There are no driveshaft bearings inside the liquid container or below the surface of the liquid.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen versehen. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tauchkreiselpumpe,
2 einen Längsschnitt der Tauchkreiselpumpe der 1,
3 eine vergrößerte Ansicht des unteren Endes der Tauchkreiselpumpe der 2,
4 einen Querschnitt durch die Tauchkreiselpumpe entlang der Schnittfläche IV-IV der 1,
5 einen Querschnitt durch die Tauchkreiselpumpe entlang der Schnittfläche V-V der 1,
6 eine perspektivische Ansicht auf das untere Ende der Tauchkreiselpumpe der 1 bei abgenommenem Außenrohr,
7 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung der Strömung im unteren Bereich der Tauchkreiselpumpe,
8 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Laufrades,
9 das Laufrad der 8 in einer Ansicht von oben,
10 das Laufrad der 8 in einer Ansicht von unten,
11 eine perspektivische Ansicht einer Variante eines erfindungsgemäßen Laufrades.

Further details and advantages of the invention are explained using exemplary embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. Identical and corresponding components are provided therein with the same reference numbers. Show it:

1 a side view of a submersible centrifugal pump according to the invention,
2 a longitudinal section of the submersible centrifugal pump 1 ,
3 an enlarged view of the lower end of the submersible centrifugal pump 2 ,
4 a cross section through the submersible centrifugal pump along the interface IV-IV of 1 ,
5 a cross section through the submersible centrifugal pump along the sectional area VV of 1 ,
6 a perspective view of the lower end of the submersible centrifugal pump 1 with the outer tube removed,
7 a schematic view to illustrate the flow in the lower area of the submersible centrifugal pump,
8th a perspective view of an impeller according to the invention,
9 the impeller of 8th in a view from above,
10 the impeller of 8th in a bottom view,
11 a perspective view of a variant of an impeller according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Tauchkreiselpumpe 1 enthält einen elektrischen Antriebsmotor 2, einen Einbauflansch 3, ein Außenrohr 4 und ein Laufradgehäuse 5. Der Einbauflansch 3 hat eine Sitzfläche 6, mit welcher die Tauchkreiselpumpe1 auf einer oberen Behälterwand 7 eines Flüssigkeitsbehälters 8 befestigt wird. In dem Flüssigkeitsbehälter 8 befindet sich ein eine zu pumpende Flüssigkeit 9. Der Stand der Flüssigkeit 9 ist in 1 durch ihre Oberfläche 10 angedeutet. Das Außenrohr 4 erstreckt sich vom Einbauflansch 3 zum Laufradgehäuse 5.A submersible centrifugal pump 1 according to the invention contains an electric drive motor 2, a mounting flange 3, an outer tube 4 and an impeller housing 5. The mounting flange 3 has a seat 6 with which the submersible centrifugal pump 1 is fastened to an upper container wall 7 of a liquid container 8. In the liquid container 8 there is a liquid 9 to be pumped. The level of the liquid 9 is in 1 indicated by its surface 10. The outer tube 4 extends from the mounting flange 3 to the impeller housing 5.

Die Tauchkreiselpumpe 1 hat eine Antriebswelle 11, siehe 2, welche sich vom Antriebsmotor 2 bis zum Laufradgehäuse 5 erstreckt und ein- oder mehrteilig ausgeführt sein kann. Im Antriebsmotor 2 sind zwei Lager 60 und 61 angeordnet, in welchen die Antriebswelle 11 fliegend gelagert ist. Außer den beiden Lagern 60 und 61, die sich außerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8 befinden, werden keine weiteren Lager für die Antriebwelle 11 benötigt, insbesondere keine Lager innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8, welche dem Angriff der aggressiven Flüssigkeit 9 ausgesetzt wären. Die Standfestigkeit der Tauchkreiselpumpe 1 kann dadurch verlängert werden, insbesondere auch im Trockenlauf, wenn sich keine Flüssigkeit 9 mehr im Laufradgehäuse 5 befindet. Das Laufradgehäuse 5 bildet einen Pumpenraum 12 in seinem Inneren aus, in welchem ein Laufrad 13 angeordnet ist. Das Laufrad 13 ist drehfest auf dem unteren Ende der fliegend gelagerten Antriebswelle 11 befestigt. Die Tauchkreiselpumpe 1 hat einen Einlass 14 an ihrem unteren Ende und einen Auslass 15 am Einbauflansch 3. Die Tauchkreiselpumpe 1 fördert mit ihrem rotierenden Laufrad 13 die Flüssigkeit 9 von dem Einlass 14 zu dem Auslass 15. Der Auslass 15 ist als Druckstutzenanschluss 16 ausgestaltet, über welchen eine nicht dargestellte Rohrleitung an die Tauchkreiselpumpe 1 anschließbar ist, um die gepumpte Flüssigkeit 9 zu dem gewünschten Ort zu leiten. Der Auslass 15 und der Druckstutzenanschluss 16 befinden sich außerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8. Innerhalb des Außenrohres 4 ist ein Innenrohr 17 angeordnet, welches die Antriebswelle 11 umgibt. Das Innenrohr 17 bildet zusammen mit dem Außenrohr 4 einen ringförmigen Steigkanal 18 für die zu pumpende Flüssigkeit 9 aus. Das Laufradgehäuse 5 weist eine obere Wand 19 auf, welche den Pumpenraum 12 von dem Steigkanal 18 abgrenzt. Die Wand 5 und der Einbauflansch 3 sind sowohl mit dem Innenrohr 17 als auch mit dem Außenrohr 4 verbunden, insbesondere verschweißt. Das Laufradgehäuse 5, das Innenrohr 17, das Außenrohr 4 und das Laufrad 13 bestehen aus einem Material, welches gegen aggressive Säuren und/oder Laugen beständig ist, beispielsweise aus korrosionsbeständigem Edelstahl oder einem geeigneten Kunststoff. Der Steigkanal 18 mündet an seinem oberen Ende in einen Sammelraum 20, welcher sich im Einbauflansch 3 befindet und die Flüssigkeit zu dem Auslass 15 leitet. Der Sammelraum 20 weist auf seiner dem Druckstutzenanschluss 16 gegenüberliegenden Seite einen kleineren Strömungsquerschnitt auf, welcher sich zum Druckstutzenanschluss 16 hin vergrößert, siehe 2. In der oberen Wand 19 sind vier Kanäle 21 angeordnet, durch welche der Pumpenraum 12 mit dem Steigkanal 18 in Verbindung steht. Die Kanäle 21 sind gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt angeordnet, siehe insbesondere 4. Dadurch sind die im Pumpenraum 12 auf das Laufrad 13 wirkenden Kräfte entlang des Umfangs nahezu aufgehoben, sodass auch eine sehr lange Antriebswelle 11 im Antriebsmotor 2 fliegend gelagert werden kann, ohne dass zu große Querkräfte auf das untere Ende der Antriebswelle 11 wirken.The submersible centrifugal pump 1 has a drive shaft 11, see 2 , which extends from the drive motor 2 to the impeller housing 5 and can be designed in one or more parts. Two bearings 60 and 61 are arranged in the drive motor 2, in which the drive shaft 11 is overhung. Apart from the two bearings 60 and 61, which are located outside of the liquid container 8, no other bearings are required for the drive shaft 11, in particular no bearings inside the liquid container 8, which would be exposed to the attack of the aggressive liquid 9. The stability of the submersible centrifugal pump 1 can be extended as a result, especially when running dry when there is no longer any liquid 9 in the impeller housing 5 . The impeller housing 5 forms a pump chamber 12 in its interior, in which an impeller 13 is arranged. The impeller 13 is fixed in a torque-proof manner on the lower end of the overhung drive shaft 11 . The submersible centrifugal pump 1 has an inlet 14 at its lower end and an outlet 15 on the mounting flange 3. With its rotating impeller 13, the submersible centrifugal pump 1 conveys the liquid 9 from the inlet 14 to the outlet 15. The outlet 15 is a pressure nozzle connection 16 designed, via which a pipeline, not shown, can be connected to the submersible centrifugal pump 1 in order to direct the pumped liquid 9 to the desired location. The outlet 15 and the pressure nozzle connection 16 are located outside of the liquid container 8. An inner tube 17, which surrounds the drive shaft 11, is arranged inside the outer tube 4. The inner tube 17 forms, together with the outer tube 4, an annular riser channel 18 for the liquid 9 to be pumped. The impeller housing 5 has an upper wall 19 which delimits the pump chamber 12 from the riser channel 18 . The wall 5 and the installation flange 3 are connected, in particular welded, both to the inner tube 17 and to the outer tube 4 . The impeller housing 5, the inner tube 17, the outer tube 4 and the impeller 13 consist of a material which is resistant to aggressive acids and/or alkalis, for example corrosion-resistant stainless steel or a suitable plastic. At its upper end, the riser channel 18 opens into a collection space 20 which is located in the mounting flange 3 and directs the liquid to the outlet 15 . On its side opposite the pressure nozzle connection 16, the collecting chamber 20 has a smaller flow cross section, which increases towards the pressure nozzle connection 16, see FIG 2 . In the upper wall 19 four channels 21 are arranged, through which the pump chamber 12 is in communication with the riser channel 18 . The channels 21 are distributed evenly along the circumference, see in particular 4 . As a result, the forces acting on the impeller 13 in the pump chamber 12 along the circumference are almost eliminated, so that even a very long drive shaft 11 can be overhung in the drive motor 2 without excessive lateral forces acting on the lower end of the drive shaft 11.

Die Tauchkreiselpumpe 1 enthält acht Querleitungen 22, welche durch das Innenrohr 17, den Steigkanal 18 und das Außenrohr 4 hindurch verlaufen und jeweils einen Raum 23 innerhalb des Innenrohrs 17 mit einem Raum 24 außerhalb des Außenrohres 4 verbinden. Jede der Querleitungen 22 ist durch ein Querrohr 25 gebildet, welches am Innenrohr 17 und am Außenrohr 4 angeschweißt ist. Für jede Querleitung 22 hat sowohl das Innenrohr 17 als auch das Außenrohr 4 ein Loch. Jedes Querrohr 25 erstreckt sich durch den Steigkanal 18 hindurch, wobei keine Flüssigkeit aus der Querleitung 22 in den Steigkanal 18 hinein oder umgekehrt fließen kann. Die Querleitungen 22 verhindern in an sich bekannter Weise, dass die Flüssigkeit 9 in dem inneren Raum 23 bis zu dem Einbauflansch 3 oder gar bis zu dem Antriebsmotor 2 aufsteigt. Vier Querleitungen 22 liegen in einer ersten Ebene 26, welche sich im Bereich des unteren Endes des Außenrohres 4 unterhalb der Oberfläche 10 befindet, siehe 1 und 4. Vier weitere Querleitungen 22 sind in einer zweiten Ebene 27 angeordnet, welche im Bereich des oberen Endes des Außenrohres 4 über der Oberfläche 10 angeordnet ist. Die beiden Ebenen 26 und 27 verlaufen rechtwinklig zur Antriebswelle 11.The submersible centrifugal pump 1 contains eight transverse lines 22 which run through the inner tube 17, the riser channel 18 and the outer tube 4 and each connect a space 23 inside the inner tube 17 with a space 24 outside the outer tube 4. Each of the transverse lines 22 is formed by a transverse tube 25 which is welded to the inner tube 17 and the outer tube 4 . For each transverse line 22, both the inner tube 17 and the outer tube 4 have a hole. Each transverse tube 25 extends through the riser channel 18, with no liquid being able to flow from the transverse line 22 into the riser channel 18 or vice versa. In a manner known per se, the transverse lines 22 prevent the liquid 9 in the inner space 23 from rising up to the mounting flange 3 or even up to the drive motor 2 . Four transverse lines 22 lie in a first plane 26, which is located in the region of the lower end of the outer tube 4 below the surface 10, see 1 and 4 . Four further transverse lines 22 are arranged in a second level 27 which is arranged above the surface 10 in the region of the upper end of the outer tube 4 . The two planes 26 and 27 are perpendicular to the drive shaft 11.

Jeder der Kanäle 21 erstreckt sich entlang einer Längserstreckung vom Pumpenraum 12 zum Steigkanal 18, welcher zwischen der Innenfläche 30 des Außenrohres 4 und der Außenfläche 31 des Innenrohres 17 gebildet ist. Jeder der Kanäle 21 hat eine Mündung 28, mit welcher der Kanal 21 in den Steigkanal 18 einmündet. Die Mündung 28 ist derart gestaltet, dass sie eine Strömungsrichtung 29 vorgibt, welche an der Innenfläche 30 des Außenrohres 4 entlang zwischen zwei Querleitungen 22 hindurchführt. Die in den Steigkanal 18 eintretende Strömung wird dadurch zwischen den Querleitungen 22 hindurch gelenkt. Die Strömungsrichtung 29 ist schräg zur Längsrichtung des Außenrohres 4 orientiert. Jeder Kanal 22 hat die Form eines Wendelabschnitts, sodass die Strömungsrichtung 29 jeweils die Form einer Wendel hat, welche in 6 gestrichelt angedeutet ist. Durch die Strömungsrichtung 29 wird die Strömung wendelförmig zwischen zwei Querleitungen 22 hindurchgelenkt. Dadurch wird der von den Querleitungen 22 im Steigkanal 18 erzeugte Strömungswiderstand minimiert. In der schematischen Darstellung der 7 ist die obere Wand 19 des Laufradgehäuses 5 entlang eines durch die Kanäle 21 verlaufenden Kreises geschnitten und in die Zeichenebene abgewickelt. Hierdurch wird deutlich, dass jeder Kanal 21 an seiner Mündung 28 in den Steigkanal 18 eine Strömungsrichtung 29 vorgibt, welche zwischen zwei Querleitungen 22 hindurchführt. Dadurch, dass die Innenfläche 30 des Außenrohres 4 eine Zylindermantelfläche ist, wird die aus den Mündungen 28 in der Strömungsrichtung 29 austretende Strömung an der gekrümmten Innenfläche 30 wendelförmig abgelenkt und zwischen zwei Querleitungen 22 hindurchgeführt, vgl. 6. Die Mündungen 28 sind jeweils versetzt zu den Querleitungen 22 angeordnet, siehe insbesondere 4. Die Querleitungen 22 sind somit im Strömungsschatten der aus den Mündungen 28 austretenden Strömung angeordnet.Each of the channels 21 extends along a longitudinal extension from the pump chamber 12 to the riser channel 18 which is formed between the inner surface 30 of the outer pipe 4 and the outer surface 31 of the inner pipe 17 . Each of the channels 21 has a mouth 28 with which the channel 21 opens into the riser channel 18 . The mouth 28 is designed in such a way that it specifies a direction of flow 29 which runs along the inner surface 30 of the outer tube 4 between two transverse lines 22 . The flow entering the riser channel 18 is thereby guided through between the transverse lines 22 . The direction of flow 29 is oriented obliquely to the longitudinal direction of the outer tube 4 . Each channel 22 has the shape of a spiral section, so that the direction of flow 29 has the shape of a spiral, which in 6 is indicated by dashed lines. The flow is guided helically between two transverse lines 22 by the direction of flow 29 . As a result, the flow resistance generated by the transverse lines 22 in the riser channel 18 is minimized. In the schematic representation of 7 the upper wall 19 of the impeller housing 5 is cut along a circle running through the channels 21 and developed into the plane of the drawing. This makes it clear that each channel 21 specifies a flow direction 29 at its mouth 28 in the riser channel 18 , which leads through between two transverse lines 22 . Because the inner surface 30 of the outer tube 4 is a cylindrical surface, the flow emerging from the openings 28 in the direction of flow 29 is deflected helically at the curved inner surface 30 and guided between two transverse lines 22, cf. 6 . The mouths 28 are each offset from the transverse lines 22, see in particular 4 . The transverse lines 22 are thus arranged in the flow shadow of the flow emerging from the orifices 28 .

Das Laufrad 13 enthält eine Nabe 40 und einen Teller 41, siehe insbesondere 8 bis 11. Der Teller 41 erstreckt sich quer zur Antriebswelle 11 von der Nabe 40 radial nach außen. In der dargestellten Variante ist der Teller 41 eben. Er kann sich in nicht dargestellter Weise aber auch kegelförmig nach außen erstrecken. Auf der Unterseite des Tellers 41 sind vier Hauptschaufeln 42 angeordnet, welche gekrümmt von innen nach außen verlaufen, siehe insbesondere 9, 10 und 11. Auf einer dem Teller 41 abgewandten Seite der Hauptschaufeln 42 ist ein Deckel 43 angeordnet, welcher sich entlang des Tellers 41 erstreckt. Der Deckel 43 weist in seiner Mitte ein Loch 44 auf, dessen Umfang größer als der innere Umfang der Hauptschaufeln 42 ist, siehe 10. Am inneren Umfang des Deckels 43 schließt sich ein Saugrohr 45 an, welches sich auf der dem Teller 41 abgewandten Seite bis zu einem Saugkorb 46 am Einlass 14 erstreckt. Der Deckel 43 erstreckt sich über den äußeren Umfang des Tellers 41 und den äußeren Umfang der Hauptschaufeln 42 hinaus nach außen, siehe 8, 9 und 11.The impeller 13 includes a hub 40 and a disc 41, see in particular 8th until 11 . The plate 41 extends transversely to the drive shaft 11 from the hub 40 radially outwards. In the variant shown, the plate 41 is flat. However, it can also extend conically outwards in a manner that is not shown. On the underside of the plate 41 four main blades 42 are arranged, which run curved from the inside to the outside, see in particular 9 , 10 and 11 . On a side of the main blades 42 facing away from the plate 41 is a cover 43 arranged, which extends along the plate 41. The cover 43 has a hole 44 in its center, the circumference of which is larger than the inner circumference of the main blades 42, cf 10 . A suction tube 45 connects to the inner circumference of the cover 43 and extends on the side facing away from the plate 41 to a suction strainer 46 at the inlet 14 . The cover 43 extends outwardly beyond the outer periphery of the disk 41 and the outer periphery of the main blades 42, see FIG 8th , 9 and 11 .

Auf der Oberseite des Tellers 41 sind vier geradlinig von innen nach außen verlaufende Zusatzschaufeln 47 angeordnet. Das Laufradgehäuse 5 hat an der Unterseite seiner oberen Wand 19 eine Oberfläche 48, welche sich parallel zu der dem Teller 41 abgewandten Seite der Zusatzschaufeln 47 erstreckt. Das Laufradgehäuse 5 hat ferner eine innerhalb des Pumpenraumes 12 liegende kreiszylindrische Ringfläche 49, welche nach außen weist und um die Antriebswelle 11 herum verläuft. Das Laufrad 13 hat im Bereich seines äußeren Umfangs eine kreiszylindrische Ringfläche 50, welche nach innen weist und die Ringfläche 49 in einem Abstand außen umgibt. Zwischen den Ringflächen 49 und 50 wird dadurch ein Spalt 51 gebildet. Die Antriebswelle 11 ist durch ein Loch 52 in der oberen Wand 19 aus dem Pumpenraum 12 herausgeführt. Die obere Wand 19 umgibt die Antriebswelle 11 mit einem Spalt 53. Im Betrieb der Tauchkreiselpumpe 1 wird durch die Zusatzschaufeln 47 Flüssigkeit 9 in den Spalt 51 gefördert. Dadurch wird insgesamt eine Bypass-Strömung vermindert, welche durch den Spalt 53 aus dem Laufradgehäuse 5 austritt und ungenutzt über den Raum 23 und die Querleitungen 22 in den Flüssigkeitsbehälter 8 zurückströmt. Das Laufrad 13 weist am äußeren Umfang der Zusatzschaufeln 47 einen ersten Ring 55 auf, an welchem die Ringfläche 50 ausgebildet ist. Die Ringfläche 50 umgibt die Zusatzschaufeln 47 an ihrem äußeren Umfang und erstreckt sich auf der dem Teller 41 abgewandten Seite der Zusatzschaufeln 47 über einen vordefinierten Abschnitt A entlang der Antriebswelle 11. Der Ring 55 weist auf seiner Außenseite ebenfalls eine Mantelfläche eines Kreiszylinders auf. Alternativ können sich die Ringflächen 49 und 50 in nicht dargestellter Weise auch in Form von Mantelflächen eines Kegels entlang der Antriebswelle 11 erstrecken und den Spalt 51 bilden. Auch die Oberseite der Zusatzschaufeln 47 und die dieser gegenüberliegende Oberfläche 48 können in nicht dargestellter Weise die Form von Kegelmantelflächen aufweisen.Four additional blades 47 running in a straight line from the inside to the outside are arranged on the upper side of the plate 41 . The impeller housing 5 has on the underside of its upper wall 19 a surface 48 which extends parallel to the side of the additional blades 47 facing away from the disk 41 . The impeller housing 5 also has a circular-cylindrical annular surface 49 located within the pump chamber 12 , which faces outwards and runs around the drive shaft 11 . In the area of its outer circumference, the impeller 13 has a circular-cylindrical annular surface 50 which faces inwards and surrounds the annular surface 49 at a distance on the outside. A gap 51 is thereby formed between the annular surfaces 49 and 50 . The drive shaft 11 is led out of the pump chamber 12 through a hole 52 in the top wall 19 . The upper wall 19 surrounds the drive shaft 11 with a gap 53. During operation of the submersible centrifugal pump 1, liquid 9 is conveyed into the gap 51 by the additional blades 47. As a result, a bypass flow is reduced overall, which flows out of the impeller housing 5 through the gap 53 and flows back unused via the space 23 and the transverse lines 22 into the liquid container 8 . On the outer circumference of the additional blades 47, the impeller 13 has a first ring 55, on which the annular surface 50 is formed. The annular surface 50 surrounds the additional blades 47 on its outer circumference and extends on the side of the additional blades 47 facing away from the plate 41 over a predefined section A along the drive shaft 11. The ring 55 also has a lateral surface of a circular cylinder on its outside. Alternatively, the annular surfaces 49 and 50 can also extend in the form of lateral surfaces of a cone along the drive shaft 11 and form the gap 51 in a manner that is not shown. The upper side of the additional blades 47 and the surface 48 lying opposite thereto can also have the shape of cone surfaces in a manner that is not shown.

Das Laufrad 13 weist einen zweiten Ring 56 auf, welcher die Hauptschaufeln 42 an ihrem äußeren Umfang umgibt. Der zweite Ring 56 umgibt ferner den Teller 41 und den ersten Ring 55 in einem Abstand. Die Kanäle 21 in der Wand 19 sind auf einem mittleren Umfang 57 der Wand 19 verteilt angeordnet, welcher kleiner als der innere Umfang des Ringes 56 ist, siehe 3 und 4. Der Ring 56 dient zum Umlenken der von den Hauptschaufeln 42 geförderten Flüssigkeit 9 in Richtung der Kanäle 21 und kann dadurch den Wirkungsgrad der Tauchkreiselpumpe 1 verbessern. Das Laufrad 13 kann auch ohne den zweiten Ring 56 ausgeführt werden, siehe 11.The impeller 13 has a second ring 56 which surrounds the main blades 42 on their outer circumference. The second ring 56 also surrounds the plate 41 and the first ring 55 at a distance. The channels 21 in the wall 19 are distributed over a central circumference 57 of the wall 19 which is smaller than the inner circumference of the ring 56, cf 3 and 4 . The ring 56 serves to deflect the liquid 9 conveyed by the main blades 42 in the direction of the channels 21 and can thereby improve the efficiency of the submersible centrifugal pump 1 . The impeller 13 can also be designed without the second ring 56, see FIG 11 .

Das Laufrad 13 ist mehrteilig ausgebildet. Der Teller 41 und die Zusatzschaufeln 47 sind einstückig ausgebildet. Der Teller 41 ist auf die Nabe 40 aufgesetzt. Die Ringe 55 und 56 haben jeweils die Form eines Rohrabschnitts. Der Ring 55 ist an dem Teller 41 befestigt. Der Deckel 43, das Saugrohr 45 und die Hauptschaufeln 42 sind einstückig miteinander gefertigt. Der Ring 56 ist an dem Deckel 43 befestigt. Die Bestandteile des Laufrades 13 sind miteinander verschweißt.The impeller 13 is designed in several parts. The plate 41 and the additional blades 47 are formed in one piece. The plate 41 is placed on the hub 40. The rings 55 and 56 each have the shape of a pipe section. The ring 55 is attached to the plate 41. The cover 43, the suction tube 45 and the main blades 42 are made in one piece with each other. The ring 56 is attached to the lid 43 . The components of the impeller 13 are welded together.

BezugszeichenlisteReference List

11: Tauchkreiselpumpesubmersible centrifugal pump
22: Antriebsmotordrive motor
33: Einbauflanschmounting flange
44: Außenrohrouter tube
55: Laufradgehäuseimpeller housing
66: Sitzflächeseat
77: Behälterwandcontainer wall
88th: Flüssigkeitsbehälterliquid container
99: Flüssigkeitliquid
1010: Oberflächesurface
1111: Antriebswelledrive shaft
1212: Pumpenraumpump room
1313: LaufradWheel
1414: Einlassinlet
1515: Auslassoutlet
1616: Druckstutzenanschlusspressure port connection
1717: Innenrohrinner tube
1818: Steigkanalriser channel
1919: obere Wand von 5top wall of 5
2020: Sammelraumcollection room
2121: Kanälechannels
2222: Querleitungencross lines
2323: Raum innerhalb 17space within 17
2424: Raum außerhalb 4space outside 4
2525: Querrohrcross tube
2626: erste Ebenefirst floor
2727: zweite Ebenesecond level
2828: Mündungmouth
2929: Strömungsrichtungflow direction
3030: Innenfläche von 4inner surface of 4
3131: Außenfläche von 17Outer surface of 17
4040: Nabehub
4141: TellerPlate
4242: Hauptschaufelnmain blades
4343: Deckellid
4444: Loch in 43hole in 43
4545: Saugrohrintake manifold
4646: Saugkorbstrainer
4747: Zusatzschaufelnextra blades
4848: Oberfläche an 19surface at 19
4949: Ringfläche an 5Ring surface at 5
5050: Ringfläche an 13Ring surface at 13
5151: Spalt zwischen 49 und 50Gap between 49 and 50
5252: Loch in 19hole in 19
5353: Spalt zwischen 11 und 19Gap between 11 and 19
5555: erster Ringfirst ring
5656: zweiter Ringsecond ring
5757: mittlerer Umfangmedium girth
6060: Lagerwarehouse
6161: Lager warehouse
AA: Abschnittsection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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DE 3328484 A1 [0003, 0008, 0009]
DE 3214185 A1 [0004]

Claims

Submersible centrifugal pump (1) with a drive shaft (11), an impeller (13) connected non-rotatably to the drive shaft (11), an impeller housing (5) and a seat (6) for fastening the submersible centrifugal pump (1) to a liquid container (8 ) that the drive shaft (11) extends from top to bottom into the liquid container (8), the impeller housing (5) forming a pump chamber (12) in which the impeller (13) is arranged, the drive shaft (11 ) is surrounded by an inner tube (17) and an outer tube (4), the outer tube (4) and the inner tube (17) each extending between the impeller housing (5) and the seat surface (6), an inner surface (30) of the outer tube (4) and an outer surface of the inner tube (17) form an annular riser channel (18) for the liquid (9) to be pumped, with several transverse lines (22) each passing through the inner tube (17), the riser channel (18) and the Outer tube (4) pass through which one Space (23) inside the inner tube (17) with a space (24) outside of the outer tube (3) connect, characterized in that the impeller housing (5) has an upper wall (19) which with the inner tube (17) and with is connected to the outer tube (4), that in the upper wall (19) of the impeller housing (5) there are several channels (21) through which the pump chamber (12) is connected to the riser channel (18), and that each of the Channels (21) at its mouth (28) in the riser channel (18) specifies a flow direction (29) which passes along the inner surface (30) of the outer tube (4) between two of the transverse lines (22).

submersible centrifugal pump claim 1 , in which the predetermined direction of flow (28) is oriented obliquely to the longitudinal direction of the outer tube (4).

submersible centrifugal pump claim 1 or 2 in which the mouth (28) of each of the channels (21) is arranged circumferentially offset from the transverse ducts (22).

A submersible centrifugal pump according to any one of the preceding claims, in which each of the passages (21) is in the form of a helical section.

Submersible centrifugal pump according to one of the preceding claims, in which each of the transverse lines (22) is formed by a transverse pipe (25) which is attached, in particular welded, to the inner pipe (17) and the outer pipe (4) and extends through the riser channel (18) extends through.

Submersible centrifugal pump according to one of the preceding claims, in which several of the transverse lines (22) lie in a plane (26; 27) running transversely, in particular at right angles, to the drive shaft (11).

submersible centrifugal pump claim 6 , in which in the area of the lower end of the outer tube (4) a first level (26) with a plurality of transverse lines (22) and above the first level (26), in particular in the area of the upper end of the outer tube (4), a second level ( 27) is arranged with several transverse lines (22).

Submersible centrifugal pump according to one of the preceding claims, which has a drive motor (2) coupled to the drive shaft (11) on the side of the seat (6) facing away from the impeller housing (5).

submersible centrifugal pump claim 8 , in which the drive shaft (11) is overhung exclusively in the drive motor (2) with two bearings (60, 61), the impeller (13) being fastened to the end of the drive shaft (11) facing away from the drive motor (2).

A submersible centrifugal pump according to any one of the preceding claims, in which the impeller (13) has at least one ring (55; 56) facing the top wall (19).