DE202007019540U1

DE202007019540U1 - Self-priming pump aggregation

Info

Publication number: DE202007019540U1
Application number: DE200720019540
Authority: DE
Original assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Current assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2013-07-30
Anticipated expiration: 2017-07-12

Abstract

Selbstansaugende Pumpenaggregation (1), die eine Hintereinanderschaltung einer als rotierende Verdrängerpumpe (20) arbeitenden Flüssigkeitsringpumpe und einer normalsaugenden Zentrifugalpumpe (2) darstellt, wobei die Zentrifugalpumpe (2) in einem mit einer Einlassöffnung (2.1b) und einem Druckstutzen (5) versehenen Gehäuse (2.1/2.2) eine drehbar gelagerte Welle (8) mit einem Laufrad (4) aufweist, wobei das Gehäuse (2.1/2.2), in Strömungsrichtung gesehen, aus einem vorderen (2.1) und einem hinteren Gehäuseteil (2.2) besteht, wobei ein von einem Gehäusemantel (20.1) der Verdrängerpumpe (20) begrenzter erster Innenraum (20.3) über die Einlassöffnung (2.1b) mit einem saugseitigen Innenraum (2.1c) der Zentrifugalpumpe (2) verbunden und in dem Gehäusemantel (20.1) eine Förderschnecke (21) angeordnet ist, die auf der durch das Laufrad (4) hindurch- und in den Gehäusemantel (20.1) eingreifenden Welle (8) befestigt ist, wobei eine flüssigkeitsführende Rückführleitung (9) vorgesehen ist, die einen druckseitigen Bereich der Zentrifugalpumpe (2) unmittelbar oder mittelbar mit dem ersten Innenraum (20.3) verbindet, und wobei die inneren Flächen der Pumpenaggregation, die in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit stehen, glatt und gerundet und ohne Löcher, Risse, kleine Erhebungen, scharfe Kanten und Toträume ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (9) zentrifugalpumpenseitig über eine erste Anschlussstelle (9a) an einen, in Strömungsrichtung gesehen, dem Laufrad (4) nachgeordneten druckseitigen Innenraum (3; 3*, 3**) innerhalb des Gehäuses (2.1/2.2) angeschlossen ist, dass die erste Anschlussstelle (9a) an einen vom druckseitigen Innenraum (3) umfassten Ringkanal (3*; 3**) angeschlossen ist, und dass die erste Anschlussstelle (9a) an einer radial orientierten Ringfläche (2.2b), die Teil des hinteren Gehäuseteils (2.2) ist und den Ringkanal (3*; 3**) in axialer Richtung als hinterster, stirnseitiger Wandbereich begrenzt, vorgesehen ist.Self-priming pump aggregation (1), which is a series connection of a liquid ring pump operating as a rotary positive displacement pump (20) and a normal suction centrifugal pump (2), wherein the centrifugal pump (2) in a housing provided with an inlet port (2.1b) and a pressure port (5) (2.1 / 2.2) has a rotatably mounted shaft (8) with an impeller (4), wherein the housing (2.1 / 2.2), seen in the flow direction, consists of a front (2.1) and a rear housing part (2.2), wherein a from a housing shell (20.1) of the positive displacement pump (20) limited first inner space (20.3) via the inlet opening (2.1b) with a suction-side interior (2.1c) of the centrifugal pump (2) and in the housing shell (20.1) a screw conveyor (21) is arranged, which on the through the impeller (4) and in the housing shell (20.1) engaging shaft (8) is fixed, wherein a liquid-carrying return line (9) pre see, which connects a pressure-side portion of the centrifugal pump (2) directly or indirectly with the first inner space (20.3), and wherein the inner surfaces of the pump aggregation, which are in direct contact with the liquid, smooth and rounded and without holes, cracks, small elevations, sharp edges and dead spaces are executed, characterized in that the return line (9) centrifugal pump side via a first connection point (9a) to a, seen in the flow direction, the impeller (4) downstream pressure-side interior (3; 3 *, 3 **) is connected inside the housing (2.1 / 2.2), that the first connection point (9a) is connected to an annular space enclosed by the pressure-side interior (3) (3 *; 3 **), and that the first Connection point (9a) on a radially oriented annular surface (2.2b), which is part of the rear housing part (2.2) and the annular channel (3 *, 3 **) limited in the axial direction as the rear, frontal wall portion is provided.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Neuerung betrifft eine selbstansaugende Pumpenaggregation, die eine Hintereinanderschaltung einer als rotierende Verdrängerpumpe arbeitenden Flüssigkeitsringpumpe und einer normalsaugenden Zentrifugalpumpe darstellt, wobei die Zentrifugalpumpe in einem mit einer Einlassöffnung und einem Druckstutzen versehenen Gehäuse eine drehbar gelagerte Welle mit einem Laufrad aufweist, wobei das Gehäuse, in Strömungsrichtung gesehen, aus einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil besteht, wobei ein von einem Gehäusemantel der Verdrängerpumpe begrenzter erster Innenraum über die Einlassöffnung mit einem saugseitigen Innenraum der Zentrifugalpumpe verbunden und in dem Gehäusemantel eine Förderschnecke angeordnet ist, die auf der durch das Laufrad hindurch- und in den Gehäusemantel eingreifenden Welle befestigt ist, wobei eine flüssigkeitsführende Rückführleitung vorgesehen ist, die einen druckseitigen Bereich der Zentrifugalpumpe unmittelbar oder mittelbar mit dem ersten Innenraum verbindet, und wobei die inneren Flächen der Pumpenaggregation, die in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit stehen, hinsichtlich Formgestaltung und Oberflächengüte den hygienischen Anforderung aus den Bereichen der Nahrungsmittel- und Getränke-, der Pharmazie- und Biotechnologie-Prozesstechnik genügen, indem sie glatt und gerundet und, ohne Löcher, Risse, kleine Erhebungen, scharfe Kanten und Toträume ausgeführt sind.The innovation relates to a self-priming pump aggregation, which is a series connection of working as a rotary positive displacement pump liquid ring pump and a normal suction centrifugal pump, wherein the centrifugal pump in a provided with an inlet port and a pressure port housing has a rotatably mounted shaft with an impeller, wherein the housing, in the flow direction seen, consists of a front and a rear housing part, wherein a limited by a housing shell of the positive displacement first chamber via the inlet opening connected to a suction-side interior of the centrifugal pump and in the housing shell, a screw conveyor is arranged on the through-the impeller and in attached to the housing shell engaging shaft, wherein a liquid-carrying return line is provided, which a pressure-side portion of the centrifugal pump directly or indirectly with the first Inn enraum, and wherein the inner surfaces of the pump aggregation, which are in direct contact with the liquid, meet the hygienic requirements in the fields of food and beverage, pharmaceutical and biotechnology process technology in terms of shape and surface quality by smooth and rounded and executed without holes, cracks, small bumps, sharp edges and dead spaces.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Eine selbstansaugende Pumpenaggregation der gattungsgemäßen Art ist in der EP 1 191 228 A2 beschrieben. Bei dieser bekannten Pumpenaggregation wird eine zum Ansaugen einer Flüssigkeit notwendige Evakuierung des saugseitigen Bereichs der normalsaugenden Zentrifugalpumpe, wie sie beispielsweise aus der DE 103 14 425 A1 bekannt ist, durch eine der Zentrifugalpumpe vorgeordnete rotierende Verdrängerpumpe bewerkstelligt. Die als sog. Flüssigkeitsringpumpe ausgebildete rotierende Verdrängerpumpe ist, bei hinreichender Flüssigkeitsvorlage in ihrem Gehäuse, in der Lage, Gas zu fördern und kann somit eine vorgeordnete Prozessanordnung evakuieren und Flüssigkeit oder eine aus Flüssigkeit und Gas bestehende Zweiphasenströmung ansaugen. Sobald Flüssigkeit angesaugt ist und in die Verdrängerpumpe und damit in die nachgeordnete Zentrifugalpumpe eintritt und letztere flutet, übernimmt die Zentrifugalpumpe im Wesentlichen die Förderung der Flüssigkeit oder ggf. der Zweiphasenströmung entsprechend ihrer durch die Strömungsverluste in der vorgeordneten Verdrängerpumpe beeinflussten Förderkennlinie.A self-priming pump aggregation of the generic type is in the EP 1 191 228 A2 described. In this known pump aggregation necessary for the aspiration of a liquid evacuation of the suction-side portion of the normal-suction centrifugal pump, as for example from the DE 103 14 425 A1 is known, accomplished by one of the centrifugal pump upstream rotary displacement pump. The rotating positive displacement pump, which is designed as a so-called liquid ring pump, is in a position to convey gas when sufficient liquid is present in its housing and can thus evacuate an upstream process arrangement and draw in liquid or a two-phase flow consisting of liquid and gas. As soon as liquid is sucked in and enters the positive displacement pump and thus into the downstream centrifugal pump, the centrifugal pump essentially takes over the conveying of the liquid or possibly the two-phase flow in accordance with its conveying characteristic influenced by the flow losses in the upstream positive displacement pump.

Die Verdrängerpumpe benötigt zur ständigen Betriebsbereitschaft vor einer ggf. notwendig werdenden Evakuierung der saugseitig angeschlossenen Prozessanordnung stets die erwähnte hinreichende Flüssigkeitsvorlage, damit die von ihrer Förderschnecke gebildete Förderkammer im Bedarfsfall den notwendigen Gastransport sicherstellen kann. Diese Flüssigkeitsvorlage wird neben der Versorgung über die Saugleitung der Pumpenaggregation zusätzlich auch gespeist und aufrechterhalten durch eine in der EP 1 191 228 A2 beschriebene Rückführleitung für Flüssigkeit, die eine Verbindung herstellt zwischen dem Druckstutzen der Zentrifugalpumpe einerseits und andererseits dem Gehäuse oder dem Saugstutzen der Verdrängerpumpe oder der an letztere angeschlossenen Saugleitung.The positive displacement pump always requires the aforementioned adequate liquid reservoir for permanent operational readiness before any necessary evacuation of the suction side connected process arrangement, so that the feed chamber formed by its screw conveyor can ensure the necessary gas transport if necessary. This liquid template is in addition to the supply via the suction line of the pump aggregation also fed and maintained by a in the EP 1 191 228 A2 described return line for liquid, which establishes a connection between the discharge nozzle of the centrifugal pump on the one hand and on the other hand the housing or the suction nozzle of the positive displacement pump or the latter connected to the suction line.

Da über die Rückführleitung die Flüssigkeitsvorlage der Verdrängerpumpe gespeist werden soll, ist es wünschenswert und vorteilhaft, wenn diese Rückführleitung vorrangig mit Flüssigkeit beaufschlagt wird. Die Fluidförderung in der Rückführleitung ist jedoch zwangsläufig ein Abbild dessen, was an der Anschlussstelle der Rückführleitung am Druckstutzen der Zentrifugalpumpe an Fluid jeweils zur Verfügung steht. Abhängig von den jeweiligen Prozessbedingungen wird von der Pumpenaggregation und damit auch von der Zentrifugalpumpe im Bereich des vorg. Druckstutzens von ausschließlich Flüssigkeit bis zu ausschließlich Gas jede Zweiphasenströmung, gebildet aus Flüssigkeit und Gas in jeweils gegebenen Anteilen, gefördert, sodass die bekannte Rückführleitung auch zwangsläufig von dieser jeweiligen Zweiphasenströmung beaufschlagt ist.Since the liquid feed of the positive displacement pump to be fed via the return line, it is desirable and advantageous if this return line is primarily applied with liquid. However, the fluid delivery in the return line is necessarily an image of what is available at the connection point of the return line to the discharge nozzle of the centrifugal pump to each fluid. Depending on the respective process conditions, the pump aggregation and thus also the centrifugal pump in the area of the vorg. Pressure Stutzens exclusively liquid up to exclusively gas each two-phase flow, formed of liquid and gas in each given proportions, promoted, so that the known return line is also inevitably acted upon by this respective two-phase flow.

Es ist bekannt, dass es in einer von einer Zweiphasenströmung gebildeten Rohrströmung, wie sie sich im Druckstutzen der Zentrifugalpumpe der bekannten Pumpenaggregation auszubilden beginnt, zu einer Separierung des Gases von der Flüssigkeit kommt, wobei die Gasblasen bevorzugt im axialen Bereich der Rohrströmung anzutreffen sind. Eine diesbezüglich hinreichende Separierung erfordert jedoch eine bestimmte Verweilzeit der Zweiphasenströmung in der Rohrleitung und damit einen bestimmten Mindestströmungsweg. Steht dieser Mindestströmungsweg zur Verfügung, dann kann es gelingen, an der Anschlussstelle der vorg. Rückführleitung vorrangig Flüssigkeit aus der Rohrleitung, die die Rückführleitung speist, abzuzweigen.It is known that in a pipe flow formed by a two-phase flow, as it begins to form in the discharge nozzle of the centrifugal pump of the known pump aggregation, separation of the gas from the liquid occurs, the gas bubbles preferably being found in the axial region of the pipe flow. However, a sufficient separation in this respect requires a certain residence time of the two-phase flow in the pipeline and thus a certain Mindestströmungsweg. If this minimum flow path available, then it can be successful at the junction of vorg. Return line primarily liquid from the pipe that feeds the return line, branch off.

Da bei der bekannten Pumpenaggregation die Rückführleitung am Druckstutzen der Zentrifugalpumpe angeschlossen ist und dieser bereits relativ kurz hinter dem Pumpengehäuse endet, in dem durch Strömungsturbulenzen und turbulenten Queraustausch eher eine intensive Durchmischung von Gas und Flüssigkeit anzunehmen ist, die in den Druckstutzen fortwirkt, kann die vorstehend kurz umrissene Lösung nach dem Stand der Technik ( EP 1 191 228 A2 ) von der vorg. Separierung nicht profitieren.Since in the known pump aggregation, the return line is connected to the discharge nozzle of the centrifugal pump and this already ends relatively short behind the pump housing in which is to be assumed by flow turbulence and turbulent cross exchange rather intensive mixing of gas and liquid, which continues in the discharge nozzle, the above briefly outlined solution according to the prior art ( EP 1 191 228 A2 ) of the vorg. Separation does not benefit.

Eine Verlagerung der Anschlussstelle der Rückführleitung, in Strömungsrichtung gesehen, über den Druckstutzen hinaus in den Bereich einer nachgeordneten Druckleitung ist zwar prinzipiell ohne Weiteres möglich, jedoch bedeutet dies, dass die Anschlussstelle der Rückführleitung erst im Zuge der Montage der Pumpenaggregation in der Prozessanlage vor Ort und nicht mehr durch Vorfertigung beim Hersteller erfolgen kann, und dass die Rückführleitung unter Umständen eine entsprechende Verlängerung erfährt, die strömungstechnisch nachteilig ist.Although a shift of the connection point of the return line, seen in the flow direction, beyond the discharge nozzle in the region of a downstream pressure line is in principle readily possible, but this means that the connection point of the return line only in the course of assembly of the pump aggregation in the process plant on site and can no longer be done by prefabrication at the manufacturer, and that the return line under certain circumstances undergoes a corresponding extension, which is aerodynamically disadvantageous.

Die Druckschrift DE 79 24 976 U1 offenbart eine normalsaugende, mit einem Saugkrümmer ausgestattete Kreiselpumpe. Die dort beschriebene Einrichtung zur Verbesserung des Kavitationsverhaltens zeichnet sich dadurch aus, dass bei mit Saugkrümmern ausgestatteten Kreiselpumpen ein druckseitig entnommener Förderflüssigkeitsstrom in tangentialer Richtung zur Saugleitung und im Drehsinn des Pumpenlaufrades in den saugseitigen Strömungsraum durch mehrere über den Umfang verteilte Öffnungen eintritt. Die Einspeisung des Förderflüssigkeitsstromes erfolgt automatisch bevorzugt mittels eines in einer Verbindungsleitung zwischen Druck- und Saugseite angeordneten an sich bekannten Regelventils bei beginnendem Teillastbetrieb der Kreiselpumpe. Die Rückführung von Flüssigkeit aus dem Druckbereich in den Saugbereich der Zentrifugalpumpe soll das Teillast-Kavitationsverhalten günstig beeinflussen, indem eine unzulässige Druckabsenkung in besonders kritischen Bereichen im saugseitigen Strömungsraum der Zentrifugalpumpe verhindert wird. Die bekannte Einrichtung befasst sich konkret und ausschließlich mit der Ausgestaltung der Anschlussstelle der Verbindungsleitung am saugseitigen Strömungsraum. Die Anschlussstelle an der Druckseite wird nicht näher beschrieben.The publication DE 79 24 976 U1 discloses a normally aspirated centrifugal pump equipped with a suction manifold. The device described there for improving the Kavitationsverhaltens is characterized in that equipped with suction manifold centrifugal pumps on the pressure side removed delivery liquid flow in the tangential direction to the suction line and in the direction of rotation of the pump impeller enters the suction-side flow space through a plurality of openings distributed over the circumference. The feed of the delivery liquid flow is automatically preferably by means of a arranged in a connecting line between the pressure and suction sides known control valve at the beginning of part-load operation of the centrifugal pump. The return of liquid from the pressure region into the suction region of the centrifugal pump should favorably influence the partial load cavitation behavior by preventing an impermissible reduction in pressure in particularly critical regions in the suction-side flow space of the centrifugal pump. The known device deals specifically and exclusively with the configuration of the connection point of the connecting line at the suction-side flow space. The connection point on the pressure side will not be described in detail.

In der Druckschrift JP 58-008 292 A ist eine selbstansaugende Zentrifugalpumpe beschrieben, die aus einer normalsaugenden Zentrifugalpumpe in Verbindung mit einer in Form einer Flügelzellenpumpe ausgebildeten rotierenden Verdrängerpumpe (als Vakuumpumpe bezeichnet) besteht. Ein Rotor der Vakuumpumpe und ein Laufrad der Zentrifugalpumpe werden von einer gemeinsamen Antriebswelle angetrieben, wobei der Rotor wahlweise und unter bestimmten Betriebsbedingungen über eine Kupplung an die Antriebswelle angekoppelt oder von dieser entkoppelt werden kann. Die Druckschrift offenbart weiterhin zwei Anschlussstellen an einem Ringkanal der Zentrifugalpumpe. Die, bezogen auf die Zeichnungslage des Meridianschnitts durch die Pumpen, oben liegende Anschlussstelle ist mit einer ersten Verbindungsleitung verbunden, die andererseits zu einem Sauganschluss der Vakuumpumpe führt. Die erste Verbindungsleitung setzt sich über einen Druckanschluss der Vakuumpumpe fort und mündet in einen Druckstutzen der Zentrifugalpumpe ein. Über die erste Verbindungsleitung wird das Gehäuse der Zentrifugalpumpe entlüftet, sodass letztere über ihren Saugstutzen Wasser ansaugen kann. Die erste Verbindungsleitung dient ausschließlich der Förderung von Luft. Falls die Zentrifugalpumpe vollständig mit Wasser befüllt ist, wird die Vakuumpumpe abgeschaltet und letztere wirkt somit als Ventil, das die Förderung in der ersten Verbindungsleitung unterbricht. Die, bezogen auf die Zeichnungslage des Meridianschnitts durch die Pumpen, unten liegende Anschlussstelle ist mit einer zweiten Verbindungsleitung verbunden, die andererseits an die Kupplung angeschlossen ist. Sobald die Zentrifugalpumpe vollständig mit Wasser befüllt ist, strömt Wasser unter Druck von der unten liegenden Anschlussstelle über die zweite Verbindungsleitung zur Kupplung und diese entkoppelt dadurch den Rotor der Vakuumpumpe von der Antriebswelle, wodurch die Abschaltung der Vakuumpumpe erfolgt.In the publication JP 58-008 292 A a self-priming centrifugal pump is described, which consists of a normal suction centrifugal pump in conjunction with a designed in the form of a vane pump rotary positive displacement pump (referred to as a vacuum pump). A rotor of the vacuum pump and an impeller of the centrifugal pump are driven by a common drive shaft, wherein the rotor can be selectively and under certain operating conditions via a coupling to the drive shaft coupled or decoupled from this. The document further discloses two connection points on an annular channel of the centrifugal pump. The, based on the drawing position of the meridian section through the pump, overhead connection point is connected to a first connecting line, on the other hand leads to a suction port of the vacuum pump. The first connecting line continues via a pressure connection of the vacuum pump and flows into a pressure port of the centrifugal pump. The housing of the centrifugal pump is vented via the first connecting line, so that the latter can suck in water via its suction port. The first connecting line is used exclusively for conveying air. If the centrifugal pump is completely filled with water, the vacuum pump is switched off and the latter thus acts as a valve which interrupts the delivery in the first connecting line. The, based on the drawing position of the meridian section through the pumps, bottom connection point is connected to a second connecting line, on the other hand connected to the coupling. As soon as the centrifugal pump is completely filled with water, water flows under pressure from the lower connection point via the second connecting line to the coupling and this thereby decouples the rotor of the vacuum pump from the drive shaft, whereby the shutdown of the vacuum pump takes place.

Die Druckschrift CH 89 302 A offenbart eine Einrichtung zum Entlüften einer Kreiselpumpe (Wasserpumpe) mittels einer Entlüftungspumpe. Beide Pumpen werden von einer gemeinsamen Welle permanent angetrieben. Die Saugseite der Entlüftungspumpe steht durch einen ersten Kanal mit der Saugseite der Kreiselpumpe in Verbindung. Ein zweiter Kanal verbindet die jeweiligen Druckseiten der beiden Pumpen, wobei der zweite Kanal in einer Anschlussstelle am Ringkanal der Kreiselpumpe ausmündet. Beim Inbetriebsetzen der Kreiselpumpe fördert die Entlüftungspumpe die Luft nach der Druckseite der Kreiselpumpe, wobei die Druckseite als Ringkanal ausgebildet sein kann. Nachdem die Kreiselpumpe vollständig mit Wasser befüllt ist, entleert sich die Entlüftungspumpe selbsttätig. Damit die Entlüftungspumpe nicht wieder über den die Druckseiten der Pumpen verbindenden zweiten Kanal mit Wasser gefüllt wird, ist in dem zweiten Kanal, und zwar an der Anschlussstelle zum Ringkanal, ein Rückschlagventil p angeordnet. Der zweite Kanal dient somit der Förderung von Luft von der Entlüftungspumpe zur Anschlussstelle am Ringkanal. Die Durchströmung des zweiten Kanals von der Anschlussstelle zur Entlüftungspumpe mit Wasser wird durch das Rückschlagventil verhindert.The publication CH 89 302 A discloses a device for venting a centrifugal pump (water pump) by means of a venting pump. Both pumps are permanently driven by a common shaft. The suction side of the venting pump communicates through a first channel with the suction side of the centrifugal pump. A second channel connects the respective pressure sides of the two pumps, wherein the second channel terminates in a connection point on the annular channel of the centrifugal pump. When commissioning the centrifugal pump, the venting pump promotes the air to the pressure side of the centrifugal pump, the pressure side may be formed as an annular channel. After the centrifugal pump has been completely filled with water, the venting pump automatically deflates. So that the venting pump is not filled again via the second channel connecting the pressure sides of the pumps, a check valve p is arranged in the second channel, specifically at the connection point to the annular channel. The second channel thus serves to convey air from the venting pump to the connection point on the annular channel. The flow through the second channel from the connection point to the venting pump with water is prevented by the check valve.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, eine selbstansaugende Pumpenaggregation der gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, dass die strömungstechnischen Bedingungen für die Strömung von Flüssigkeit zu und in der Rückführleitung verbessert werden, dass die Anordnung insgesamt kompakt und dass eine Vorfertigung der Rückführleitung und ihrer Anschlussstellen gegeben ist.It is an object of the present innovation to develop a self-priming pump aggregation of the generic type such that the fluidic conditions for the flow of liquid to and in the return line are improved, that the arrangement is compact overall and that a prefabrication of the return line and its connection points is given.

ZUSAMMENFASSUNG DER NEUERUNG SUMMARY OF THE INNOVATION

Die Aufgabe wird durch eine selbstansaugende Pumpenaggregation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß der Neuerung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a self-priming pump aggregation with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the device according to the invention are described in the subclaims.

Der grundlegende erfinderische Lösungsgedanke besteht darin, die Rückführleitung zentrifugalpumpenseitig über eine erste Anschlussstelle an einen druckseitigen Innenraum innerhalb des Gehäuses der Zentrifugalpumpe anzuschließen, der, in Strömungsrichtung gesehen, dem Laufrad nachgeordnet ist und somit über einen statischen Druck verfügt, der deutlich über dem statischen Druck im ersten Innenraum der Verdrängerpumpe liegt. Diese Druckdifferenz stellt einen Fluidtransport zwischen der Anschlussstelle an der Zentrifugalpumpe und der Anschlussstelle an der Verdrängerpumpe sicher. Die Rückführleitung gestaltet sich durch die vorgeschlagene Maßnahme relativ kurz, wobei jede der beiden Anschlussstellen der Rückführleitung im Zuge der Fertigung der Pumpenaggregation vorgefertigt werden können.The fundamental inventive solution idea is to connect the return line Zentrifugalpumpenseitig via a first connection point to a pressure-side interior within the housing of the centrifugal pump, which, seen in the flow direction, downstream of the impeller and thus has a static pressure which is well above the static pressure in first interior of the positive displacement pump is located. This pressure difference ensures fluid transport between the connection point on the centrifugal pump and the connection point on the positive displacement pump. The return line designed by the proposed measure relatively short, each of the two connection points of the return line in the course of production of the pump aggregation can be prefabricated.

Da alle in direktem Kontakt mit der geförderten Flüssigkeit stehenden Flächen der Pumpenaggregation in Zeitabständen einer automatischen Reinigung im Durchfluss unterzogen werden müssen (sog. CIP-Reinigung (cleaning in place)), sind die Bedingungen für die Reinigung der Rückführleitung in der neuerungsgemäßen Anordnung besonders günstig, da die durch das Laufrad im Gehäuse der Zentrifugalpumpe erzeugten Turbulenzen die Reinigungswirkung auch innerhalb der Rückführleitung intensivieren.Since all the surfaces of the pump aggregation which are in direct contact with the conveyed liquid have to be subjected to automatic throughflow cleaning (so-called CIP (cleaning in place)), the conditions for cleaning the return line in the arrangement according to the invention are particularly favorable because the turbulence generated by the impeller in the housing of the centrifugal pump intensify the cleaning action also within the return line.

Es hat sich als besonders zielführend herausgestellt, die erste Anschlussstelle an einen Ringkanal anzuschließen, der integraler Teil des druckseitigen Innenraums ist, und die erste Anschlussstelle an einer radial orientierten Ringfläche, die Teil des hinteren Gehäuseteils ist und den Ringkanal in axialer Richtung als hinterster, stirnseitiger Wandbereich begrenzt, vorzusehen. In diesem Ringkanal, der als spiralförmiger Ringkanal oder auch als schaufelloser Ringraum mit konstantem Durchtrittsquerschnitt ausgebildet sein kann, wird die Strömung verzögert, wodurch sich ein Teil der kinetischen Energie der das Laufrad verlassenden Strömung in statischen Druck umwandelt, sodass der statische Druck im Ringkanal insgesamt ansteigt. Letzterer wird, in hinreichender Höhe gegenüber dem statischen Druck in der Verdrängerpumpe, zum Flüssigkeitstransport in der Rückführleitung benötigt. Durch die Platzierung der ersten Anschlussstelle an der vorstehend beschriebenen radialen Ringfläche wird der Sachverhalt genutzt, dass sich bevorzugt Flüssigkeit in diesem Bereich befindet und dort „geerntet” werden kann, da Gasbestandteile diesen, in axialer Richtung gesehen, hintersten, stirnseitigen Wandbereich des Ringkanals meiden.It has been found to be particularly expedient to connect the first connection point to an annular channel, which is an integral part of the pressure-side interior, and the first connection point on a radially oriented annular surface, which is part of the rear housing part and the annular channel in the axial direction as the rear, frontal Limited wall area to provide. In this annular channel, which may be formed as a spiral annular channel or as a vane-less annulus with a constant passage cross-section, the flow is delayed, whereby a part of the kinetic energy of the impeller leaving flow converts into static pressure, so that the static pressure in the annular channel increases overall , The latter is required, in a sufficient amount relative to the static pressure in the positive displacement pump, for liquid transport in the return line. Placement of the first connection point on the above-described radial annular surface makes use of the fact that preferably liquid is located in this area and can be "harvested" there, since gas components avoid this, seen in the axial direction, the rearmost, frontal wall region of the annular channel.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Anschlussstelle derart in Bezug auf den Druckstutzen positioniert ist, dass eine Anordnungsebene, die durch einen radialen Richtungsvektor geht, der durch den Mittelpunkt der ersten Anschlussstelle verläuft, von der Längsachse des Druckstutzens senkrecht durchdrungen wird. Die so definierte Lage der ersten Anschlussstelle bedeutet, dass eine Stelle im Ringkanal unmittelbar vor Eintritt der Strömung in den Druckstutzen der Zentrifugalpumpe ausgewählt ist, an der der maximal mögliche statische Druck innerhalb des Gehäuses der Zentrifugalpumpe vorliegt. Eine weitere statische Drucksteigerung kann allenfalls noch durch eine diffusorartige Erweiterung des Druckstutzens oder der nachgeordneten Druckleitung erreicht werden.A preferred embodiment provides that the first connection point is positioned with respect to the discharge nozzle such that an assembly plane passing through a radial directional vector which passes through the center of the first connection point is penetrated perpendicularly by the longitudinal axis of the discharge nozzle. The so defined position of the first connection point means that a point in the annular channel is selected immediately before the flow enters the discharge nozzle of the centrifugal pump, at which the maximum possible static pressure within the housing of the centrifugal pump is present. A further increase in static pressure can at best be achieved by a diffuser-like expansion of the pressure port or the downstream pressure line.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, dass die Rückführleitung über eine zweite Anschlussstelle mit dem ersten Innenraum der Verdrängerpumpe in Verbindung steht, wobei die zweite Anschlussstelle am Gehäusemantel oder am einen Saugstutzen aufnehmenden Gehäusedeckel oder am Saugstutzen jeweils der Verdrängerpumpe oder an einer zur Verdrängerpumpe führenden Saugleitung angeordnet ist.A further proposal provides that the return line is connected via a second connection point with the first interior of the positive displacement pump, wherein the second connection point on the housing shell or on a suction nozzle receiving housing cover or on the suction nozzle each of the positive displacement pump or is arranged on a suction line leading to the positive displacement pump ,

Eine extrem kurze Rückführleitung mit entsprechend geringen Strömungsverlusten wird mit einer weiteren Ausführungsform realisiert, bei der die Rückführleitung über eine zweite Anschlussstelle mit dem ersten Innenraum der Verdrängerpumpe in Verbindung steht, wobei die zweite Anschlussstelle an einem vorderen Gehäuseteil der Zentrifugalpumpe angeordnet ist.An extremely short return line with correspondingly low flow losses is realized with a further embodiment in which the return line is connected via a second connection point with the first interior of the positive displacement pump in communication, wherein the second connection point is arranged on a front housing part of the centrifugal pump.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die zweite Anschlussstelle in der Anordnungsebene und seitlich neben dem Saugstutzen oder seitlich neben der Einlassöffnung zur Zentrifugalpumpe, bezogen auf die Drehachse der Pumpenaggregation, auf der Seite der ersten Anschlussstelle angeordnet ist. Dadurch ist zumindest bei der ersten Variante eine axiale Komponente der aus der Rückführleitung austretenden Strömung gleichgerichtet mit der axialen Strömungsrichtung der Hauptströmung innerhalb der Verdrängerpumpe.Particularly good results are achieved if the second connection point in the arrangement level and laterally next to the suction nozzle or laterally next to the inlet opening to the centrifugal pump, based on the axis of rotation of the pump aggregation, is arranged on the side of the first connection point. As a result, at least in the first variant, an axial component of the flow emerging from the return line is rectified with the axial flow direction of the main flow within the positive displacement pump.

Es wird in diesem Zusammenhang weiterhin vorgeschlagen, um eine Beeinflussung der Hauptströmung innerhalb der Verdrängerpumpe zu minimieren, dass die zweite Anschlussstelle im wandnahen Bereich des Gehäusemantels in die Verdrängerpumpe einmündet.It is further proposed in this context, in order to minimize any influence on the main flow within the positive displacement pump, that the second connection point opens into the displacement area near the wall of the housing shell in the positive displacement pump.

Um die Rotationskomponente der Hauptströmung innerhalb der Verdrängerpumpe zu unterstützen, sieht ein weiterer Vorschlag vor, dass die zweite Anschlussstelle mit einer tangentialen Richtungskomponente und in Drehrichtung der Pumpenaggregation in die Verdrängerpumpe einmündet. In order to support the rotational component of the main flow within the positive displacement pump, a further proposal provides that the second connection point opens into the positive displacement pump with a tangential directional component and in the direction of rotation of the pump aggregation.

Es ist bekannt, dass bei Förderung im Wesentlichen durch die Zentrifugalpumpe, d. h. im Betriebszustand der regulären Flüssigkeitsförderung, bei der die Funktion der Rückführleitung nicht erforderlich ist, die über die Rückführleitung von der Zentrifugalpumpe zur Verdrängerpumpe wirksame Bypass-Rückströmung einen nachteiligen Einfluss auf die Kennlinie und damit auf den Wirkungsgrad der Pumpenaggregation hat. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sieht ein weiterer Vorschlag vor, dass in der Rückführleitung ein Absperrventil angeordnet ist, welches in einer bevorzugten Ausführungsform fernsteuerbar ist.It is known that when conveyed substantially by the centrifugal pump, i. H. in the operating state of the regular liquid delivery, in which the function of the return line is not required, which has effective via the return line from the centrifugal pump to positive displacement bypass return flow has an adverse effect on the characteristic and thus on the efficiency of the pump aggregation. To avoid this disadvantage, a further proposal provides that a shut-off valve is arranged in the return line, which in a preferred embodiment can be remotely controlled.

Diesbezüglich wird weiterhin vorgeschlagen, um das Schließen der Rückführleitung zu automatisieren, dass das fernsteuerbare Absperrventil über eine Steuerleitung mit einem Signalgeber verbunden ist, der ein Steuersignal aus einer die Flüssigkeitsförderung in der Pumpenaggregation kennzeichnenden physikalischen Größe generiert.In this regard, it is further proposed, in order to automate the closing of the return line, that the remotely controllable shut-off valve is connected via a control line to a signal generator which generates a control signal from a physical quantity characterizing the liquid delivery in the pump aggregation.

Der vorg. Signalgeber kann in vielfältigen Ausprägungen zum Einsatz kommen, wobei er stets eine physikalische Größe nutzt, die in der Pumpenaggregation den Wechsel der Gas- oder Zweiphasenförderung zur Flüssigkeitsförderung signifikant abbildet. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass der Signalgeber ein Druckaufnehmer in der Saugleitung oder im Saugstutzen oder in der Flüssigkeitsringpumpe oder im Druckstutzen oder in der Druckleitung ist. Er kann aber auch als Differenzdruckaufnehmer ausgebildet sein, der die Druckdifferenz misst zwischen Druck- und Saugstutzen oder zwischen Druck- und Saugleitung. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ihn als Durchflussmesser auszubilden, der in der Saugleitung oder in der Druckleitung angeordnet ist. Auch ein Flüssigkeitssensor an einer Stelle zwischen der Saug- und der Druckleitung liefert das notwendige Steuersignal. Schließlich kann der Signalgeber auch ein Leistungsaufnehmer sein, der die Antriebsleistung eines Motors der Pumpenaggregation erfasst.The vorg. Signalers can be used in a variety of forms, where he always uses a physical size that significantly maps in the pump aggregation the change of gas or two-phase pumping for liquid delivery. In this context, it is proposed that the signal generator is a pressure sensor in the suction line or in the suction nozzle or in the liquid ring pump or in the discharge nozzle or in the pressure line. But it can also be designed as a differential pressure transducer, which measures the pressure difference between the pressure and suction or between the pressure and suction line. Another possibility is to form it as a flow meter, which is arranged in the suction line or in the pressure line. Also, a liquid sensor at a point between the suction and the pressure line provides the necessary control signal. Finally, the signal generator can also be a power sensor, which detects the drive power of a motor of the pump aggregation.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ein Ausführungsbeispiel der selbstansaugenden Pumpenaggregation gemäß der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the self-priming pump aggregation according to the innovation is shown in the drawing and will be described below. Show it

1 in perspektivischer Darstellung die selbstansaugende Pumpenaggregation gemäß der Neuerung; 1 in perspective view of the self-priming pump aggregation according to the innovation;

2 einen Meridianschnitt durch die Pumpenaggregation gemäß 1 entsprechend einem dort mit A-A gekennzeichneten Schnittverlauf; 2 a meridian section through the pump aggregation according to 1 according to a section marked there with AA;

3 eine Ansicht der Pumpenaggregation gemäß 1 entsprechend einer dort mit „Z” gekennzeichneten Blickrichtung und 3 a view of the pump aggregation according to 1 according to a direction of view marked there with "Z" and

4 einen Querschnitt durch die Zentrifugalpumpe der Pumpenaggregation gemäß 1 entsprechend einem in 2 mit B-B gekennzeichneten Schnittverlauf. 4 a cross section through the centrifugal pump of the pump aggregation according to 1 according to one in 2 with BB marked cutting course.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Eine selbstansaugende Pumpenaggregation 1 (1 bis 3) ist von einer normalsaugenden Zentrifugalpumpe (Kreiselpumpe) 2 und einer dieser, in Strömungsrichtung gesehen, vorgeordneten rotierenden Verdrängerpumpe 20, die im Ausführungsbeispiel als sog. Flüssigkeitsringpumpe ausgeführt ist, gebildet. Die Verdrängerpumpe 20 ist gehäuseseitig von einem Gehäusemantel 20.1 (2 und 1) und einem Gehäusedeckel 20.2 mit einem zentrisch an letzterem angeordneten Saugstutzen 20.2a begrenzt, wobei der Gehäusemantel 20.1 an seinem dem Gehäusedeckel 20.2 abgewandten Ende mit einem vorderen Gehäuseteil 2.1 der Zentrifugalpumpe 2 fest verbunden ist. Die Verbindung zwischen Gehäusemantel 20.1 und vorderem Gehäuseteil 2.1 erfolgt in der Regel stoffschlüssig durch Schweißen; eine Gusskonstruktion, bestehend aus dem Gehäusemantel 20.1 und dem vorderen Gehäuseteil 2.1 ist gleichermaßen möglich.A self-priming pump aggregation 1 ( 1 to 3 ) is from a normal suction centrifugal pump (centrifugal pump) 2 and one of these, seen in the flow direction, upstream rotary positive displacement pump 20 formed in the embodiment as a so-called. Liquid ring pump is formed. The positive displacement pump 20 is on the housing side of a housing shell 20.1 ( 2 and 1 ) and a housing cover 20.2 with a suction nozzle centrally arranged on the latter 20.2a limited, wherein the housing shell 20.1 at his the housing cover 20.2 opposite end with a front housing part 2.1 the centrifugal pump 2 is firmly connected. The connection between housing jacket 20.1 and front housing part 2.1 usually takes place cohesively by welding; a cast construction, consisting of the housing shell 20.1 and the front housing part 2.1 is equally possible.

Eine Symmetrieachse a₂ des Gehäusemantels 20.1 ist gegenüber einer Drehachse a₁ der Pumpenaggregation 1 (siehe 1 und 3), bezogen auf die Zeichnungslage der Pumpenaggregation 1, die auch der üblichen Einbaulage entspricht, um eine vertikale Exzentrizität e nach unten versetzt. Dadurch ist eine in der Verdrängerpumpe 20 befindliche Förderschnecke 21, die auf einem Wellenfortsatz 8b einer ein Laufrad 4 der Zentrifugalpumpe 2 tragenden Welle 8 angeordnet ist, um diese vertikale Exzentrizität e innerhalb des Gehäusemantels 20.1 nach oben verschoben. Der Wellenfortsatz 8b schließt sich an eine Nabe 8a der Welle 8 an, wobei auf der Nabe 8a das Laufrad 4 befestigt ist, und er greift durch das vordere Gehäuseteil 2.1 hindurch- und in den Gehäusemantel 20.1 ein. Ein vom Gehäusemantel 20.1, dem Gehäusedeckel 20.2 und dem vorderen Gehäuseteil 2.1 innenseits begrenzter erster Innenraum 20.3 ist über eine konzentrisch im vorderen Gehäuseteil 2.1 und damit konzentrisch zur Drehachse a₁ angeordnete Einlassöffnung 2.1b (2) mit einem saugseitigen Innenraum 2.1c der Zentrifugalpumpe 2 fluiddurchlässig verbunden.An axis of symmetry a _{2 of} the housing shell 20.1 is opposite to a rotation axis a _{1 of} the pump aggregation 1 (please refer 1 and 3 ), based on the drawing position of the pump aggregation 1 , which also corresponds to the usual installation position, offset by a vertical eccentricity e down. This is one in the positive displacement pump 20 located screw conveyor 21 resting on a wave extension 8b one an impeller 4 the centrifugal pump 2 carrying wave 8th is arranged to this vertical eccentricity e within the housing shell 20.1 moved up. The wave extension 8b joins a hub 8a the wave 8th on, taking on the hub 8a the impeller 4 is attached, and he reaches through the front housing part 2.1 through and into the housing jacket 20.1 one. One from the housing shell 20.1 , the housing cover 20.2 and the front housing part 2.1 inside limited first interior 20.3 is about a concentric in the front housing part 2.1 and thus arranged concentrically to the rotation axis a ₁ inlet opening 2.1b ( 2 ) with a suction-side interior 2.1c the centrifugal pump 2 fluidly connected.

Der Aufbau der Zentrifugalpumpe 2 ist beispielsweise aus der DE 103 14 425 B4 bekannt. Ein aus dem vorderen 2.1 und einem hinteren Gehäuseteil 2.2 bestehendes Gehäuse 2.1/2.2 der Zentrifugalpumpe 2 ist über einen Befestigungsflansch 7 fliegend an einem Motor 6 befestigt (1 und 2). An das vordere Gehäuseteil 2.1 sind, in Richtung der Drehachse a₁ gesehen, die Einlassöffnung 2.1b und, umfangsseits tangential ausmündend, ein Druckstutzen 5 angeschlossen, der über eine konische Erweiterung 5a in einem Anschlussstutzen 5b endet.The structure of the centrifugal pump 2 is for example from the DE 103 14 425 B4 known. One from the front 2.1 and a rear housing part 2.2 existing housing 2.1 / 2.2 the centrifugal pump 2 is via a mounting flange 7 flying on an engine 6 attached ( 1 and 2 ). To the front housing part 2.1 are, as seen in the direction of the axis of rotation a ₁ , the inlet opening 2.1b and, circumferentially tangentially opening out, a discharge nozzle 5 connected, which has a conical extension 5a in a connecting piece 5b ends.

Aus dem in 1 mit A-A gekennzeichneten Schnittverlauf resultiert der Meridianschnitt gemäß 2. Das vordere und das hintere Gehäuseteil 2.1, 2.2 sind in ihrem radialen Erstreckungsbereich mit jeweils engem Ringspalt an das Laufrad 4 angepasst. An den ringförmig umlaufenden Laufradaustrittsquerschnitt schließt sich außenseits ein schaufelloser Ringraum 3a an, der in radialer Richtung zunächst beiderseits von dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil 2.1, 2.2 ein Stück begrenzt ist und anschließend außenseits von einer nicht bezeichneten Übergangsfläche des vorderen Gehäuseteils 2.1 berandet ist. Diese Übergangsfläche setzt sich anschließend in einer äußeren Ringkanal-Gehäusewand 2.1a fort, wobei diese beispielsweise die Form eines Zylindermantels aufweist, d. h. einen konstanten Krümmungsradius, einen Außenradius R_a, besitzt (4). Das hintere Gehäuseteil 2.2 ist im Bereich des Laufrades 4 als radial sich erstreckende Scheibe ausgebildet. Im Außenbereich dieser Scheibe schließt sich eine hauptsächlich axial orientierte, vom Laufrad 4 in axialer Richtung fortstrebende, die Drehachse a₁ umschließende innere Ringkanal-Gehäusewand 2.2a an, deren örtlicher Krümmungsradius r_i (4) zur Realisierung beispielsweise eines spiralförmigen Verlaufs über den Umfang veränderlich ist.From the in 1 with AA marked cutting curve results in accordance with the meridian section 2 , The front and the rear housing part 2.1 . 2.2 are in their radial extent with each narrow annular gap to the impeller 4 customized. On the annular circumferential impeller outlet cross-section closes on the outside a blade-less annulus 3a in the radial direction initially on both sides of the front and the rear housing part 2.1 . 2.2 a piece is limited and then outside of an unnamed transition surface of the front housing part 2.1 is bounded. This transitional surface is then placed in an outer annular channel housing wall 2.1a This has, for example, the shape of a cylinder jacket, ie a constant radius of curvature, an outer radius R _a , has ( 4 ). The rear housing part 2.2 is in the range of the impeller 4 formed as a radially extending disk. In the outer area of this disc, a mainly axially oriented, closes the impeller 4 in the axial direction onward, the axis of rotation a ₁ enclosing inner annular channel housing wall 2.2a whose local radius of curvature r _i ( 4 ) is variable to realize, for example, a spiral course over the circumference.

Die äußere und die innere Ringkanal-Gehäusewand 2.1a, 2.2a bilden somit zwischen sich einen Ringkanal 3* aus, der bei sich stetig veränderndem Durchtrittsquerschnitt (Krümmungsradius r_i) als spiralförmiger Ringkanals 3** ausgeführt sein kann. Gleichwohl ist mit der gezeigten Anordnung auch ein Ringkanal 3* mit einem über den Umfang konstanten Durchtrittsquerschnitt realisierbar. Der (spiralförmige) Ringkanal (3**), 3* schließt sich seitlich an den schaufellosen Ringraum 3a an; zusammen bilden diese einen druckseitigen Innenraum 3 der Zentrifugalpumpe 2.The outer and inner ring channel housing wall 2.1a . 2.2a thus form an annular channel between them 3 * from, which in constantly changing passage cross-section (radius of curvature r _i ) as a spiral annular channel 3 ** can be executed. Nevertheless, with the arrangement shown also an annular channel 3 * can be realized with a constant passage cross-section over the circumference. The (spiral) ring channel ( 3 ** ) 3 * joins the side of the shovelless annulus 3a at; together they form a pressure-side interior 3 the centrifugal pump 2 ,

4 zeigt, wie sich der spiralförmige Ringkanal 3**, über den Umfang gesehen, stetig erweitert. Beginnend an der hintersten Durchdringungsstelle des Druckstutzens 5 mit dem vorderen Gehäuseteil 2.1, und zwar in einer Drehrichtung n gesehen, nimmt der Durchtrittsquerschnitt des spiralförmigen Ringkanals 3** von einem Minimumquerschnitt an stetig zu, bis zu einer Stelle, wo in 4 die waagerechte Mittellinie eine Senkrechte mit der Längsachse des Druckstutzens 5 bildet. Bis zu dieser Stelle ist die innere Ringkanal-Gehäusewand 2.2a stetig gekrümmt. Im Anschluss daran schließt sich ein nicht bezeichneter ebener Wandbereich an, der im Bereich des spiralförmigen Ringkanals 3** einen Durchtrittsquerschnitt sicherstellt, der mindestens dem Durchtrittsquerschnitt des Druckstutzens 5 entspricht. 4 shows how the spiral annular channel 3 ** , over the circumference, constantly expanding. Starting at the rearmost point of penetration of the pressure nozzle 5 with the front housing part 2.1 , Seen in a direction of rotation n, takes the passage cross section of the spiral annular channel 3 ** from a minimum cross section to steadily up to a point where in 4 the horizontal center line is a vertical with the longitudinal axis of the pressure nozzle 5 forms. Up to this point is the inner ring channel housing wall 2.2a steadily curved. This is followed by a non-designated planar wall area, which is in the region of the spiral-shaped annular channel 3 ** ensures a passage cross section, the at least the passage cross-section of the pressure port 5 equivalent.

Die äußere axiale Begrenzung des (spiralförmigen) Ringkanals (3**) 3* wird realisiert über eine sich an die innere Ringkanal-Gehäusewand 2.2a anschließende, in einer radial orientierten, von der Drehachse a₁ sich in radialer Richtung entfernenden radialen Ringfläche 2.2b, die Teil des hinteren Gehäuseteil 2.2 ist (2). Die radiale Ringfläche 2.2b setzt sich über die äußerste radiale Erstreckung der äußeren Ringkanal-Gehäusewand 2.1a in radialer Richtung nach außen fort. Auch an die äußere Ringkanal-Gehäusewand 2.1a schließt sich eine nicht bezeichnete, radial orientierte, mit der radialen Ringfläche 2.2b korrespondierende und lösbar verbundene Ringfläche an, die außenseits die radiale Ringfläche 2.2b umfasst. Beide radiale Ringflächen verfügen über mehrere, über ihren Umfang verteilt angeordnete, miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen, über die das vordere und das hintere Gehäuseteil 2.1, 2.2 miteinander verbunden sind.The outer axial boundary of the (spiral) ring channel ( 3 ** ) 3 * is realized via a to the inner ring channel housing wall 2.2a adjoining, in a radially oriented, from the rotational axis a ₁ in the radial direction removing radial annular surface 2.2b , which is part of the rear housing part 2.2 is ( 2 ). The radial ring surface 2.2b sits over the outermost radial extent of the outer annular channel housing wall 2.1a away in the radial direction. Also to the outer ring channel housing wall 2.1a closes an unspecified, radially oriented, with the radial annular surface 2.2b corresponding and releasably connected annular surface on the outside, the radial annular surface 2.2b includes. Both radial annular surfaces have a plurality of distributed over their circumference, mutually corresponding through holes through which the front and the rear housing part 2.1 . 2.2 connected to each other.

Eine Rückführleitung 9 (2, 3, 1) ist zentrifugalpumpenseitig über eine erste Anschlussstelle 9a an den druckseitigen Innenraum 3 innerhalb des Gehäuses 2.1/2.2 angeschlossen. Die erste Anschlussstelle 9a wird dabei im Ringkanal 3* oder im spiralförmigen Ringkanal 3** vorgesehen. Dabei ist die erste Anschlussstelle 9a an der radialen Ringfläche 2.2b, die Teil des hinteren Gehäuseteils 2.2 ist und den Ringkanal 3*, 3** in radialer Richtung stirnseitig begrenzt, angeschlossen. Es werden beste Ergebnisse erzielt, wenn die erste Anschlussstelle 9a derart in Bezug auf den Druckstutzen 5 positioniert ist, dass eine Anordnungsebene E (s. auch 4), die durch einen radialen Richtungsvektor geht, der durch den Mittelpunkt der ersten Anschlussstelle 9a verläuft, von der Längsachse des Druckstutzens 5 senkrecht durchdrungen wird.A return line 9 ( 2 . 3 . 1 ) is centrifugal pump side via a first connection point 9a to the pressure-side interior 3 inside the case 2.1 / 2.2 connected. The first connection point 9a is doing in the ring channel 3 * or in the spiral annular channel 3 ** intended. This is the first connection point 9a at the radial annular surface 2.2b , which is part of the rear housing part 2.2 is and the ring channel 3 * . 3 ** bounded in the radial direction on the front side, connected. Best results are achieved when the first connection point 9a so in relation to the discharge nozzle 5 is positioned such that an arrangement plane E (see also 4 ) passing through a radial direction vector passing through the center of the first junction 9a runs, from the longitudinal axis of the pressure port 5 is penetrated vertically.

Die Rückführleitung 9 steht über eine zweite Anschlussstelle 9b mit dem ersten Innenraum 20.3 in Verbindung, wobei die zweite Anschlussstelle 9b am Gehäusemantel 20.1 oder am Gehäusedeckel 20.2 oder am Saugstutzen 20.2a oder an einer Saugleitung 24 angeordnet ist.The return line 9 is via a second connection point 9b with the first interior 20.3 in connection with the second connection point 9b on the housing jacket 20.1 or on the housing cover 20.2 or at the suction nozzle 20.2a or on a suction line 24 is arranged.

Eine alternative Ausführungsform mit sehr kurzer Rückführleitung 9 sieht vor, dass letztere über eine zweite Anschlussstelle 9b an dem vorderen Gehäuseteil 2.1 der Zentrifugalpumpe 2 angeordnet ist.An alternative embodiment with a very short return line 9 provides that the latter over a second connection point 9b on the front housing part 2.1 the centrifugal pump 2 is arranged.

Bei den beiden vorg. Grundsatzlösungen hinsichtlich der Anordnung der zweiten Anschlussstelle 9a ist weiterhin vorgesehen, dass letztere jeweils in der Anordnungsebene E und seitlich neben dem Saugstutzen 20.2a oder seitlich neben der Einlassöffnung 2.1b, bezogen auf die Drehachse a₁ der Pumpenaggregation 1, auf der Seite der ersten Anschlussstelle 9a angeordnet ist. Dabei mündet die zweite Anschlussstelle 9b gemäß einem weiteren Vorschlag im wandnahen Bereich des Gehäusemantels 20.1 in die Verdrängerpumpe 20 ein, wobei sie darüber hinaus auch noch mit einer tangentialen Richtungskomponente und in Drehrichtung n der Pumpenaggregation 1 orientiert sein kann.In the two vorg. Basic solutions regarding the arrangement of the second connection point 9a is further provided that the latter in the arrangement level E and laterally next to the suction nozzle 20.2a or laterally next to the inlet opening 2.1b , relative to the axis of rotation a _{1 of} the pump aggregation 1 , on the side of the first junction 9a is arranged. The second connection point opens 9b according to another proposal in the near wall region of the housing shell 20.1 in the positive displacement pump 20 In addition, they also still with a tangential direction component and in the direction of rotation n of the pump aggregation 1 can be oriented.

Zwecks einfacher Montage ist die Rückführleitung 9 zwischen den beiden Anschlussstellen 9a, 9b geteilt und die Enden sind mit einer Verschraubung 26 miteinander verbunden. Zum Zwecke des Absperrens der Rückführleitung 9 ist in dieser ein Absperrventil 22 angeordnet, das in einer bevorzugten Ausführungsform fernsteuerbar ist. Das fernsteuerbare Absperrventil 22 ist über eine Steuerleitung 27 mit einem Signalgeber 23 verbunden (2 bis 4), der ein Steuersignal aus einer die Flüssigkeitsförderung in der Pumpenaggregation 1 kennzeichnenden physikalischen Größe generiert. Dabei ist der Signalgeber 23 ein Druckaufnehmer in der Saugleitung 24 oder im Saugstutzen 20.2a oder in der Flüssigkeitsringpumpe 20 oder im Druckstutzen 5 oder in einer Druckleitung 25. Der Signalgeber ist alternativ als ein Differenzdruckaufnehmer ausgebildet, der die Druckdifferenz misst zwischen Druck- und Saugstutzen 5, 20.2a oder zwischen Druck- und Saugleitung 25, 24. Weiterhin ist der Signalgeber 23 alternativ ein Durchflussmesser in der Saugleitung 24 oder in der Druckleitung 25 oder er ist ein Flüssigkeitssensor an einer Stelle zwischen der Saug- und der Druckleitung 24, 25. Eine weitere Alternative besteht darin, als Signalgeber einen Leistungsaufnehmer zu nutzen, der die Antriebsleistung des Motors 6 der Pumpenaggregation 1 erfasst.For ease of assembly, the return line 9 between the two connection points 9a . 9b split and the ends are with a screw connection 26 connected with each other. For the purpose of shutting off the return line 9 is in this a shut-off valve 22 arranged, which is remotely controllable in a preferred embodiment. The remote controllable shut-off valve 22 is via a control line 27 with a signal generator 23 connected ( 2 to 4 ), which is a control signal from a fluid delivery in the pump aggregation 1 characteristic physical size generated. Here is the signal generator 23 a pressure sensor in the suction line 24 or in the suction nozzle 20.2a or in the liquid ring pump 20 or in the discharge nozzle 5 or in a pressure line 25 , The signal generator is alternatively designed as a Differenzdruckaufnehmer that measures the pressure difference between the pressure and suction 5 . 20.2a or between pressure and suction line 25 . 24 , Furthermore, the signal generator 23 alternatively a flow meter in the suction line 24 or in the pressure line 25 or it is a liquid sensor at a location between the suction and discharge lines 24 . 25 , Another alternative is to use as a signal generator, a power sensor, the drive power of the engine 6 the pump aggregation 1 detected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Selbstansaugende PumpenaggregationSelf-priming pump aggregation
22: Zentrifugalpumpe (Kreiselpumpe)Centrifugal pump (centrifugal pump)
2.12.1: vorderes Gehäuseteilfront housing part
2.1a2.1a: äußere Ringkanal-Gehäusewandouter ring channel housing wall
2.1b2.1b: Einlassöffnunginlet port
2.1c2.1c: saugseitiger Innenraumsuction-side interior
2.22.2: hinteres Gehäuseteilrear housing part
2.2a2.2a: innere Ringkanal-Gehäusewandinner ring channel housing wall
2.2b2.2b: radiale Ringflächeradial ring surface
33: druckseitiger Innenraumpressure-side interior
3*3 *: Ringkanalannular channel
3**3 **: spiralförmiger Ringkanalspiral annular channel
3a3a: schaufelloser RingraumBladeless annulus
44: LaufradWheel
55: Druckstutzenpressure port
5a5a: konische Erweiterungconical extension
5b5b: Anschlussstutzenspigot
66: Motorengine
77: Befestigungsflanschmounting flange
88th: Wellewave
8a8a: Nabehub
8b8b: WellenfortsatzShaft extension
99: RückführleitungReturn line
9a9a: erste Anschlussstellefirst connection point
9b9b: zweite Anschlussstellesecond connection point
2020: rotierende Verdrängerpumpe (Flüssigkeitsringpumpe)rotating positive displacement pump (liquid ring pump)
20.120.1: Gehäusemantelhousing jacket
20.220.2: Gehäusedeckelhousing cover
20.2a20.2a: Saugstutzensuction
20.320.3: erster Innenraumfirst interior
2121: FörderschneckeAuger
2222: Absperrventilshut-off valve
2323: Signalgebersignaler
2424: Saugleitungsuction
2525: Druckleitungpressure line
2626: Verschraubungscrew
2727: Steuerleitungcontrol line
a₁ a ₁: Drehachse der Pumpenaggregation 1 Rotary axis of the pump aggregation 1
a₂ a ₂: Symmetrieachse des Gehäusemantels 20.1 Symmetry axis of the housing shell 20.1
ee: (vertikale) Exzentrizität(vertical) eccentricity
nn: Drehrichtungdirection of rotation
r_i _i: örtlicher Krümmungsradiuslocal radius of curvature
Ee: Anordnungsebenearrangement plane
R_a R _a: Außenradiusouter radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 10314425 A1 [0002]
DE 7924976 U1 [0008]
JP 58-008292A [0009]
CH 89302 A [0010]
DE 10314425 B4 [0032]

Claims

Self-priming pump aggregation ( 1 ), which is a series connection of a rotary positive displacement pump ( 20 ) working liquid ring pump and a normal suction centrifugal pump ( 2 ), wherein the centrifugal pump ( 2 ) in one with an inlet opening ( 2.1b ) and a discharge nozzle ( 5 ) provided housing ( 2.1 / 2.2 ) a rotatably mounted shaft ( 8th ) with an impeller ( 4 ), wherein the housing ( 2.1 / 2.2 ), viewed in the flow direction, from a front ( 2.1 ) and a rear housing part ( 2.2 ), one of a housing shell ( 20.1 ) of the positive displacement pump ( 20 ) limited first interior ( 20.3 ) via the inlet opening ( 2.1b ) with a suction-side interior ( 2.1c ) of the centrifugal pump ( 2 ) and in the housing shell ( 20.1 ) a screw conveyor ( 21 ) is arranged on the by the impeller ( 4 ) and into the housing jacket ( 20.1 ) engaging shaft ( 8th ), wherein a liquid-carrying return line ( 9 ) is provided which a pressure-side portion of the centrifugal pump ( 2 ) directly or indirectly with the first interior ( 20.3 ), and wherein the inner surfaces of the pump aggregation, which are in direct contact with the liquid, smooth and rounded and are executed without holes, cracks, small bumps, sharp edges and dead spaces, characterized in that the return line ( 9 ) centrifugal pump side via a first connection point ( 9a ) to a, seen in the flow direction, the impeller ( 4 ) downstream pressure-side interior ( 3 ; 3 * . 3 ** ) within the housing ( 2.1 / 2.2 ), that the first connection point ( 9a ) to one of the pressure-side interior ( 3 ) comprise annular channel ( 3 * ; 3 ** ) and that the first connection point ( 9a ) on a radially oriented annular surface ( 2.2b ), the part of the rear housing part ( 2.2 ) and the annular channel ( 3 * ; 3 ** ) is limited in the axial direction as the rear, frontal wall region, is provided.

Self-priming pump aggregation according to claim 1, characterized in that the first connection point ( 9a ) in relation to the discharge nozzle ( 5 ) is positioned such that an arrangement plane (E) passing through a radial direction vector passing through the center of the first connection point (E) 9a ), from the longitudinal axis of the pressure port ( 5 ) is penetrated vertically.

Self-priming pump aggregation according to claim 1 or 2, characterized in that the return line ( 9 ) via a second connection point ( 9b ) with the first interior ( 20.3 ), the second connection point ( 9b ) • on the housing shell ( 20.1 ) or • at a suction nozzle ( 20.2a ) receiving housing cover ( 20.2 ) or • at the suction nozzle ( 20.2a ) or • on a suction line ( 24 ) is arranged.

Self-priming pump aggregation according to claim 1 or 2, characterized in that the return line ( 9 ) via a second connection point ( 9b ) with the first interior ( 20.3 ), the second connection point ( 9b ) on a front housing part ( 2.1 ) of the centrifugal pump ( 2 ) is arranged.

Self-priming pump aggregation according to claim 3 or 4, characterized in that the second connection point ( 9b ) in the arrangement plane (E) and laterally next to the suction nozzle ( 20.2a ) or laterally next to the inlet opening ( 2.1b ), relative to the axis of rotation (a ₁ ) of the pump aggregation ( 1 ), on the side of the first connection point ( 9a ) is arranged.

Self-priming pump aggregation according to one of claims 3 to 5, characterized in that the second connection point ( 9b ) in the wall region of the housing shell ( 20.1 ) in the positive displacement pump ( 20 ).

Self-priming pump aggregation according to one of claims 3 to 6, characterized in that the second connection point ( 9b ) with a tangential directional component and in the direction (s) of pump aggregation ( 1 ) in the positive displacement pump ( 20 ).

Self-priming pump aggregation according to one of the preceding claims, characterized in that in the return line ( 9 ) a shut-off valve ( 22 ) is arranged.

Self-priming pump aggregation according to claim 8, characterized in that the shut-off valve ( 22 ) is remotely controllable.

Self-priming pump aggregation according to claim 9, characterized in that the remotely controllable shut-off valve ( 9 ) via a control line ( 27 ) with a signal generator ( 23 ), which is a control signal from a fluid pumping in the pump aggregation ( 1 ) characterizing physical size generated.

Self-priming pump aggregation according to claim 10, characterized in that the signal generator ( 23 ) • a pressure transducer is - in the suction line ( 24 ) or - in the suction nozzle ( 20.2a ) or - in the liquid ring pump ( 20 ) or - in the discharge nozzle ( 5 ) or - in a pressure line ( 25 ) Or a differential pressure transducer that measures the pressure difference between - pressure and suction nozzles ( 5 . 20.2a ) or - between pressure and suction line ( 25 . 24 ), • or a flow meter is - in the suction line ( 24 ) or - in the pressure line ( 25 ) • or a liquid sensor is at a point between the suction and discharge line ( 24 . 25 ) Or a power sensor that measures the drive power of an engine ( 6 ) of pump aggregation ( 1 ) detected.