DE10256792B4

DE10256792B4 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE10256792B4
Application number: DE10256792A
Authority: DE
Inventors: Edgar Weidele
Original assignee: Allweiler AG
Current assignee: Allweiler GmbH
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: DE50312528D1; EP1529167A1; ES2342597T3; DE10336947A1; ATE461367T1; EP1529167B1; WO2004022979A1; DE10256792A1

Abstract

Kreiselpumpe zum Fördern eines Fördermediums mit in einem Spiralgehäuse (14) vorgesehenem Laufrad (28) sowie dem Spiralgehäuse (14) zugeordnetem Lagerträgergehäuse (20) für zumindest ein Lager (30, 31) einer an das Laufrad (28) angeschlossenen Pumpenwelle (24), die andernends ein weiteres Lagerträgergehäuse (20_a) durchsetzt und jenseits dessen an einen Antrieb (42) angeschlossen ist, wobei sich zwischen den Lagerträgergehäusen (20, 20_a) ein die Pumpenwelle (24) umgebendes Verbindungsrohr (36) erstreckt, wobei in der Wandung des Verbindungsrohres (36) wenigstens eine Druckentlastungsbohrung (38) vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckentlastungsbohrung (38) innenseitig ein sie überdeckendes Teilhohlprofil (60) zugeordnet ist, welches parallel zur Wellenachse (A) und in radialem Abstand zur Pumpenwelle (24) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Fördern eines Fördermediums mit in einem Spiralgehäuse vorgesehenem Laufrad sowie dem Spiralgehäuse zugeordnetem Lagerträgergehäuse für zumindest ein Lager einer an das Laufrad angeschlossenen Pumpenwelle, die andernends ein weiteres Lagerträgergehäuse durchsetzt und jenseits dessen an einen Antrieb angeschlossen ist; zwischen den beiden Lagerträgergehäusen erstreckt sich ein die Pumpenwelle umgebender Verbindungsstutzen bzw. ein Verbindungsrohr; in der Wandung des Verbindungsrohres ist wenigstens eine Druckentlastungsbohrung vorgesehen.

Eine derartige Pumpe ist der DE 195 07 771 A1 zu entnehmen. Es wird vorgeschlagen, dass zur Herstellung eine Standardbefestigung des Laufrades an der Drehwelle ohne Abschraubvorgang bei einer Pumpe mit einem am Ende einer Drehwelle gekuppelten, das an dem – in eine Flüssigkeit tauchenden – Laufrad befestigte Ende der Drehwelle als konisches Endstück ausgebildet und dieses in einer entsprechenden konischen Aussparung eines Einlagestückes des Laufrades eingesteckt ist; eine zur Drehwelle koaxial angeordnete Klemmstange bewirkt das Festklemmen des eingesteckten Endstückes in der Aussparung. Die Klemmstange soll an einem ihrer Enden ein Gewinde aufweisen, das beim Festschrauben das Festklemmen bewirkt; ein Ende der Klemmstange ist mit dem Einlagestück fest verbunden, und auf das gegenüberliegende Ende der Klemmstange ist eine auf der Drehwelle sich abstützende Schraubenmutter aufgeschraubt.

Eine ähnliche Pumpe wird in der US 3,731,940 beschrieben mit horizontaler Pumpenwelle, die zwei Kugellager durchsetzt, von denen jedes in einem Lagergehäuse sitzt. Beide Lagergehäuse befinden sich radial in einem seinerseits an einen Ständer der Pumpe angeschraubten Rohrstutzen.

Bekannt sind auch Tauch- oder Förderpumpen mit vertikal angeordneter Pumpenwelle in einem Hüllrohr. In diesem wird durch die Rotation der Pumpenwelle das Fördermedium in Drehbewegung gebracht und im Falle vorhandener Öffnungen im Hüllrohr durch diese geschleudert. Ein ungewolltes Aufschäumen des Fördermediums und Lufteinschlüsse durch die Pumpbewegung in diesem sind die Folge.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die Laufeigenschaften solcher Pumpen zu verbessern und die geschilderten Mängel zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre nach dem unabhängigen Schutzanspruch; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß ist der Druckentlastungsbohrung innenseitig ein sie überdeckendes Teilhohlprofil zugeordnet, welches parallel zur Wellenachse und in radialem Abstand zur Pumpenwelle verläuft; bevorzugt geht von jedem der beiden Lagerträgergehäuse ein – parallel zur Wellenachse geteiltes, also rinnenartiges – Hohlprofil aus, welches zumindest eine dem Lagerträgergehäuse benachbarte Druckentlastungsbohrung übergreift. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, dass beide Teilhohlprofile miteinander fluchten und in Abstand Zueinander enden.

Im Rahmen der Erfindung liegt ein Winkelprofil als Teilhohlprofil, das mit seinen Schenkelkanten beidseits der Druckentlastungsbohrung/en am Verbindungsrohr innenseitig festgelegt ist und dessen Profilfirstkante in Abstand zur Pumpenwelle verläuft. Dank dieser Abdeckung der Druckentlastungsbohrungen mit dem Teilhohlprofil wird das unkontrollierte Austreten des Fördermediums in einen umgebenden Behälter verhindert, und ein Rotieren des Fördermediums im Verbindungsstück wird durch das Vorstehen der Winkelkanten des Teilhohlprofils unterbunden.

Die Teilhohl- oder Winkelprofile sind erfindungsgemäß an unteren und oberen Entlastungsbohrungen der Tauchpumpe angebracht und verdecken diese. Dadurch wird das Fördermedium umgelenkt und kann ohne Schaumbildung in jenen Behälter zurückfließen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt dem die Druckentlastungsbohrung/en überdeckenden Teilhohl- oder Winkelprofil diametral ein weiteres Profil – bevorzugt ebenfalls ein Winkelprofil – gegenüber. Allerdings ist es auch denkbar, dass von dem dem Teilhohl- oder Winkelprofil gegenüberstehenden Wandungsbereich des Verbindungsrohres zumindest zwei weitere Profile in seitlichem Abstand zueinander abragen, bevorzugt radiale Stegprofile.

Zur Festlegung des Verbindungsrohres hat es sich als günstig erwiesen, dieses endwärts – mit dem einen Ende der/des innenseitig in ihm festgelegten Profile/s – in einer Ringnut des Lagerträgergehäuses anzuordnen.

Die Druckentlastungsbohrung/en und deren Teilhohl- oder Winkelprofil/e sollen zudem vorteilhafterweise in einer Radialebene liegen, in welcher sich der Auslass des Spiralgehäuses befindet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Pumpenwelle von einer Hohlwelle umfangen und diese in radialem Abstand zu dem/den Profile/n angeordnet; diese Hohlwelle soll mit ihrer Endkante einer zentralen Anformung des Lagerträgergehäuses anliegen, welche von der Pumpenwelle durchsetzt ist; der Außenfläche der Hohlwelle ist im übrigen an den Stirnflächen der Lagerträgergehäuse von einer Störkontur eng umgeben.

Die erfindungsgemäße Zuordnung der Pumpenteile ist so gewählt, dass der radiale Abstand der Pumpenwelle von der Hohlwelle etwa deren radialem Abstand von der/den Profilfirstkante/n entspricht. Zudem soll an der Außenseite des Verbindungsrohres ein Längsrohr – bevorzugt parallel zur Wellenachse gerichtet – verlaufen, das Querkanäle in beiden Lagerträgergehäusen miteinander verbindet und so für eine einheitliche Entlüftung sorgt; es besteht eine Verbindung mit dem Gehäuseraum der Kreiselpumpe.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1, 4: jeweils einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung einer Kreiselpumpe;
2, 5: jeweils ein vergrößertes Detail aus 1 bzw. 4;
3: den vergrößerten Querschnitt durch 1, 2 nach deren Linie III-III;
6: den vergrößerten Querschnitt durch 5 nach deren Linie VI-VI.
Eine als Tauchpumpe eingesetzte Kreiselpumpe 10 weist gemäß 1 an einem mit Anschlussflanschen 12, 12_a ausgestatteten Spiralgehäuse 14 – unter Zwischenschaltung von nicht kenntlich gemachten Dichtungen – ein Lagerträgergehäuse 20 auf. In diesem sitzt auf dem vorderen gestuften Ende 24_a einer Pumpenwelle 24 eines Durchmessers d ein Laufrad 28 und wird von einer Mutter 26 gehalten. Dieses Laufrad 28 dreht sich im Gehäuseraum 15 des mit dem Lagerträgergehäuse 20 verschraubten Spiralgehäuses 14, an den axial ein Saugraum 16 anschließt; dessen Einlaß ist mit 17 bezeichnet, der Auslass des Gehäuseraumes 15 mit 18. Dem Einlass 17 ist ein Siebansatz 19 vorgesetzt, und nahe dem Laufrad 28 befindet sich im Lagerträgergehäuse 20 ein vorderes Gleitlager 30.
In einer ringartigen Anformung 32 des Lagerträgergehäuses 20 ist eine die Pumpenwelle 24 aufnehmende zylindrische Zentralausnehmung 34 – mit einer Innennut 33 für eine nicht dargestellte Dichtung – vorgesehen, welche in den Innenraum 35 eines Verbindungsstutzens oder -rohres 36 des Durchmessers d₁ sowie der Länge a mündet. Der Verbindungsstutzen 36 ist hier einends in einem an der Stirnfläche des Lagerträgergehäuses 20 angeschraubten Ring 22 festgelegt.
Das andere Ende des Verbindungsstutzens 36, der in Mittenabstand c zu seinen Endkanten 37 mit Druckentlastungsbohrungen 38 ausgestattet ist, ruht in einem unteren Ring 22, der einem zweiten Lagerträgergehäuse 20_a für ein zweites – als Kugellager 31 ausgebildetes – Wellenlager vorgesetzt ist. An dieses – in 1 obere – Lagerträgergehäuse 20_a ist eine radiale Heckplatte 40 angeschraubt, die von dem – an einen Antrieb 42 angeschlossenen – Wellenende 25 durchsetzt ist. Letzteres wird durch eine in einem Kupplungsgehäuse 44 vorgesehene Kupplungseinrichtung 46 mit jenem nicht weiter dargestellten Antrieb 42 verbunden. Das mit dem Kupplungsgehäuse 44 verschraubte obere Lagerträgergehäuse 20_a sitzt in einer bei 48 angedeuteten, radial angeordneten Trägerplatte der Dicke f.
Parallel zur Wellenachse A sowie in radialem Abstand i zu ihr verläuft die Längsachse B eines Austragsrohres 50, das jene Trägerplatte 48 durchsetzt, über der es mit einem Flansch 51 endet. Andernends ist das Austragsrohr 50 unter Zwischenschaltung eines Schließorgans 52 an einen Krümmer 54 angeschlossen, der an den Anschlussflansch 12_a des Spiralgehäuses 14 angefügt ist. Parallel zu jener Längsachse B ist eine Steuerleitung 56 eines Steuerorgans 58 zu erkennen, das in der Trägerplatte 48 lagert.
Durch die Rotation der Pumpenwelle 24 wird Fördermedium der Tauchpumpe 10 in dem Verbindungsstutzen 36 in Rotation versetzt sowie durch die beschriebenen Druckentlastungsbohrungen 38 geschleudert. Da für diesen Pumpeneinsatz ein ungewolltes Aufschäumen des Fördermediums sowie Lufteinschlüsse durch die Pumpenbewegung nachteilig sind, wird ein unkontrolliertes Austreten von Fördermedium durch eine Abdeckung der Druckentlastungsbohrungen 38 hintangehalten. Dazu befindet sich innerhalb des Verbindungsstutzens 36 – wie vor allem 3 erkennen läßt – ein der Druckentlastungsbohrung 38 vorgesetztes Teilhohlprofil in Form eines Winkelprofils 60 der Länge n, dessen i.w. rechtwinkeliger Querschnitt symmetrisch zur Mittelachse M der Druckentlastungsbohrung 38 verläuft sowie in radialem Abstand zur Projektion der Anformung 32.
In 2, 3 liegen dem Winkelprofil 60 der Druckentlastungsbohrung 38 radiale Stegprofile 63 gegenüber. Die Firstkante 62 des mit seinen Schenkelkanten 61 an der Innenfläche des Verbindungsrohres oder -stutzens 36 festliegenden Winkelprofils 60 bestimmt eine Radialebene Q, welche auch den Anschlussflansch 12_a des Auslasses 18 diametral durchsetzt.
Beim Ausführungsbeispiel einer Kreiselpumpe 10_e der 4 bis 6 ist auch das laufradnahe Lager als Kugellager 31 ausgebildet, und der Verbindungsstutzen 36 des Durchmessers d₁ von etwa 135 mm sowie der Länge a von 495 mm sowie die Winkelprofile 60 sind einends in einer Ringnut 64 des Lagerträgergehäuses 20 festgelegt. Deren Innendurchmesser e misst 72 mm bei einer Nutbreite b von 32 mm. Der Ringnut 64 ist die erwähnte Innennut 33 für eine nicht gezeigte Dichtung radial benachbart. An diese Ringnut 64 schließt der erwähnte Ring 20 eines Außendurchmessers e₁ von 195 mm an, der nach außen hin von einem Randwulst 23 des Lagerträgergehäuses 20 umfangen ist.
Auch das andere Ende des Verbindungsstutzens 36 lagert in einer Ringnut 66_a eines zweiten Lagerträgergehäuses 20_a für ein zweites Kugellager 31. Die Dicke f der hier ebenfalls radial dem Lagerträgergehäuse 20_a zugeordneten Trägerplatte 48 misst 25 mm. Deren Abstand a₁ zur Mittelebene E des Laufrades 28 beträgt 600 mm. An einer Seite des Verbindungsstutzens 36 ist in 4 ein Längsrohr 66 – in Radialabstand i₁ von 85 mm seiner Rohrachse B₁ zur Wellenachse A – zu erkennen, das beidends in verschließbare Querkanäle 68 der Lagerträgergehäuse 20, 20_a mündet. Die Querkanäle 68 sind mit dem Gehäuseraum 15 des Spiralgehäuses 14 für das Laufrad 28 bzw. mit dem an die Heckplatte 40 grenzenden Lagerraum 41 für das antriebsnahe Kugellager 31 verbunden.
Die Endkant 72 der Hohlwelle 70 ist erkennbar der Stirnfläche der zentrischen Anformung (32) des Lagerträgergehäuses 20, 20_a angefügt.
Beidends des Verbindungsstutzens 36 sind in diesem den Druckentlastungsbohrungen 38 Winkelprofile 60 vorgesetzt und mit ihren Schenkelkanten 61 an der Wandung des Verbindungsstutzens 36 verschweißt; deren Länge n misst 200 mm und deren axialer Abstand n₁ voneinander etwa 95 mm.
Zudem befindet sich in diesem Verbindungsstutzen 36 – wie vor allem 5, 6 zu entnehmen – koaxial zur Pumpenwelle 24 eine Hohlwelle 70 des äußeren Durchmessers t von 70 mm, der eine sie eng umgebende Störkontur 21 des Lagergehäuses 20, 20_a zugeordnet ist. In dieser 6 wird auch jener rechtwinkelige Querschnitt der beiden Paare von Winkelprofilen 60 deutlich; ein Winkelprofil 60 der Paarung über deckt die zugeordnete Druckentlastungsbohrung 38 völlig; diesem im Zenit des Verbindungsstutzens 36 vorgesehenen Winkelprofil 60 liegt auf der anderen Seite der Wellenachse A in Radialabstand q von etwa 80 mm jeweils diametral ein unteres Winkelprofil 60 der Paarung gegenüber.
Die an den Druckentlastungsbohrungen 38 angebrachten Winkelprofile 60 decken diese ab, wodurch – wie gesagt – das Fördermedium umgelenkt wird und ohne Schaumbildung in den Behälter zurückfließen kann. Im übrigen ist die Lage der Druckentlastungsbohrung 38 um 90° versetzt zur Entlüftungsbohrung 68 der Kreiselpumpe 10_e . Dank dieser Abdeckung der Druckentlastungsbohrungen 38 wird das unkontrollierte Austreten des Fördermediums in einen umgebenden Behälter gänzlich verhindert. Ein Rotieren des Fördermediums im Verbindungsstutzen 36 wird durch den jener Störkontur 21 nahen Verlauf der jeweiligen Profilfirstkante 62 unterbunden.

Claims

Kreiselpumpe zum Fördern eines Fördermediums mit in einem Spiralgehäuse (14) vorgesehenem Laufrad (28) sowie dem Spiralgehäuse (14) zugeordnetem Lagerträgergehäuse (20) für zumindest ein Lager (30, 31) einer an das Laufrad (28) angeschlossenen Pumpenwelle (24), die andernends ein weiteres Lagerträgergehäuse (20_a ) durchsetzt und jenseits dessen an einen Antrieb (42) angeschlossen ist, wobei sich zwischen den Lagerträgergehäusen (20, 20_a ) ein die Pumpenwelle (24) umgebendes Verbindungsrohr (36) erstreckt, wobei in der Wandung des Verbindungsrohres (36) wenigstens eine Druckentlastungsbohrung (38) vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckentlastungsbohrung (38) innenseitig ein sie überdeckendes Teilhohlprofil (60) zugeordnet ist, welches parallel zur Wellenachse (A) und in radialem Abstand zur Pumpenwelle (24) verläuft.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilhohlprofil (60) ein parallel zur Wellenachse (A) geteiltes Hohlprofil sowie rinnenartig ausgebildet ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem der Lagerträgergehäuse (20, 20_a ) ein Teilhohlprofil (60) ausgeht, welches zumindest eine dem Lagerträgergehäuse (20, 20_a ) benachbarte Druckentlastungsbohrung (38) übergreift.
Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teilhohlprofile (60) miteinander fluchten und in Abstand (n₁) zueinander enden.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilhohlprofil (60) ein Winkelprofil ist, das mit seinen Schenkelkanten (61) beidseits der Druckentlastungsbohrung/en (38) am Verbindungsrohr (36) innenseitig festgelegt ist und dessen Profilfirstkante (62) in Abstand zur Pumpenwelle (24) verläuft.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Druckentlastungsbohrung/en (38) überdeckenden Teilhohlprofil (60) diametral ein weiteres Profil, bevorzugt ein Winkelprofil, gegenüber liegt (6).
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von dem dem Teilhohlprofil (60) gegenüberliegenden Wandungsbereich des Verbindungsrohres (36) zumindest zwei weitere Profile, bevorzugt radiale Stegprofile (63), in seitlichem Abstand zueinander abragen.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsrohr (36) endwärts mit dem einen Ende der/des innenseitig in ihm festgelegten Profile/s (60, 63) in einer Ringnut (64) des Lagerträgergehäuses (20, 20_a ) angeordnet ist.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungsbohrung/en (38) und deren Teilhohlprofil/e (60) in einer Radialebene (Q) liegen, in welcher sich der Auslass (18) des Spiralgehäuses (14) befindet (3).
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenwelle (24) von einer Hohlwelle (70) umfangen und diese in radialem Abstand zu dem/den Profil/en (60, 63) angeordnet ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (70) mit ihrer Endkante (72) einer zentralen Anformung (32) des Lagerträgergehäuses (20, 20a) anliegt, welche von der Pumpenwelle (24) durchsetzt ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der Hohlwelle (70) an der Stirnfläche des Lagerträgergehäuses (20, 20_a ) von einer Störkontur (21) eng umgeben ist.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand der Pumpenwelle (24) von der Hohlwelle (70) etwa deren radialem Abstand von der/den Profilfirstkante/n (62) entspricht.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Verbindungsrohres (36) ein Längsrohr (66) verläuft, das Querkanäle (68) in beiden Lagerträgergehäusen (20, 20_a ) miteinan der verbindet, wobei eine Verbindung mit dem Gehäuseraum (15) der Kreiselpumpe besteht.
Kreiselpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsrohr (66) parallel zur Wellenachse (A) verläuft.