DE3629123C3

DE3629123C3 - Mehrstufige Inline-Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE3629123C3
Application number: DE3629123A
Authority: DE
Inventors: Niels Due Jensen; Soeren Simonsen
Original assignee: Grundfos International AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2006-08-28
Also published as: JPS6375396A; DE3629123C2; DE3629123A1; US4842480A

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Inline-Kreiselpumpe, bestehend aus einem geschlossenen Pumpenkörper, einem mit dem Saug- und Druckstutzen versehenen Fußstück und einem Kopfstück, wobei der Pumpenkörper zur Bildung eines Rück führ-Ringraumes mit Abstand von einem zylindrischen Mantelrohr umgeben ist, das mittels Stehbolzen über Flachdichtungen zwischen Fuß- und Kopfstück eingespannt ist.

Um bei solchen Pumpen (vergl. im Grundfos-Prospekt AA 0 30 041,5.81/39 die Kreiselpumpe CR 30) das Inline-Prinzip mit auf gleicher Achse liegenden Saug- und Druckstutzen verwirklichen zu können, muß man den Förder strom von der im Kopfstück befindlichen Druckseite des Pumpen körpers zu der im Fußstück befindlichen Saugseite zurückführen. Dies geschieht in einem Ringraum zwischen dem Pumpenkörper und dem ihn umschließenden Mantelrohr. Da Mantelrohr, Kopfstück und Fußstück die druckfeste Grenze zwischen der Flüssigkeit und der Um gebung bilden, müssen diese Bauteile gegeneinander abgedichtet werden. Das kann entweder durch Formdichtungen oder Stopf buchsen geschehen, was jedoch aufwendig und teuer ist.

Wesentlich einfacher und billiger wird eine solche Pumpe, wenn Fußstück, Mantelrohr und Kopfstück über Flachdichtungen gegenseitig abgedichtet werden. Der Nachteil dieser konstruk tiven Lösung besteht jedoch darin, daß die Dichtungen in Zo nen hoher Flächenpressungen liegen werden. Wenn der Motor ein- oder ausgeschaltet wird, entsteht ein der Drehrichtung des Motors entgegengesetztes Moment, welches die abzudichten den Teile gegeneinander zu verdrehen sucht. Falls bei Schalt vorgängen Relativbewegungen zwischen den abzudichtenden Tei len auftreten, besteht die Gefahr, daß die Dichtungen auf grund der scharfen Kanten des Mantelrohrs zerschnitten werden und die Pumpe nach kurzer Betriebsdauer ausfallen wird. Um derartige Schäden zu vermeiden, werden im allgemeinen die betreffenden Teile stärker gegeneinander verspannt als ei gentlich zum Abdichten erforderlich ist.

Um die Dichtungen nicht zu zerschneiden, das heißt, die Flächenpressung zu reduzieren, ist bereits vorgeschlagen worden, die Enden des Mantelrohrs umzubördeln oder durch Einle gen eines Ringes in bezug auf die wirksame Druckfläche zu vergrößern, wobei der Ring normalerweise mit dem Mantelrohr verschweißt wird. Das Umbördeln löst das Problem bei dünnen Mantelrohren nicht, denn die Bördelzone kann aufgrund der relativ hohen Kräfte hochgedrückt werden, so daß diese Maßnahme ein Überpressen der Dichtung nicht verhindern wird. Das Einlegen eines Ringes zur Vergrößerung der Kontaktfläche hat übrigens auch noch den Nachteil, daß normalerweise ein Spalt ent stehen wird, der die Korrosion begünstigt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei mehrstufigen In line-Kreiselpumpen der eingangs erwähnten Art die Enden des zylindrischen Mantelrohres auf einfache Weise so zu verstärken, daß eine hohe Betriebssicherheit der Abdichtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs erwähnten Inline-Kreiselpumpe so gelöst, daß die beiden Enden des Mantelrohres durch Stauchen asymmetrisch radial nach innen auf eine Wandstärke verformt sind, die größer ist als die Wandstärke des übrigen Mantelrohres.

Zweckmäßigerweise bewegt sich die Wandstärke an den verformten Mantelrohrenden im Verhältnis zur Wandstärke des Mantelrohres in den Grenzen von

1,5 b/s 3,0.

Der Außendurchmesser des Mantelrohres kann auch im Bereich der Verformung erhalten bleiben. Andererseits ist es aber auch möglich und vorteilhaft, daß das Mantelrohr am Außenumfang seiner beiden Enden jeweils zumindest eine radial nach außen vorspringende, vorzugsweise einen umlau fenden Zentrierring bildende Verformung aufweist.

Versuche haben gezeigt, daß durch Stauchen der Mantelrohrenden eine Verstärkung des Mantelrohres auftritt, die sich über eine axiale Länge h erstrecken wird. Diese Länge sollte sich im Verhältnis zur Wandstärke s des Mantelrohres in folgenden Grenzen bewegen, nämlich

2 h/s 5.

Bei einer gegebenen Vorspannung der Stehbolzen wird die auftretende Flächenpressung nun entsprechend dem Verhält nis der Wandstärke im Bereich der Verformung zur Wandstärke des Mantelrohres reduziert, so daß auch ein plötzlicher Temperaturanstieg im Förderstrom und die damit verbundene zusätzliche Beanspruchung der Dichtung wegen einer Wärme dehnung des Mantelrohres nicht zur Zerstörung der Flachdichtungen führen werden.

Ein weiterer Vorteil liegt in der kostengünstigen Fertigung des nur durch Stauchen zu verformenden Mantelrohres, das aufgrund seiner Formgebung die Gefahr einer Beschädigung der Flachdichtungen sowohl durch Relativbewegungen zwischen Mantelrohr und Dichtung als auch durch Überpressen der Dichtung durch einen möglichen Temperaturschock im praktischen Ein satzbereich zumindest weitgehend ausschließt.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher be schrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer Inline-Kreiselpumpe in teilweisem Schnitt und

Fig. 2 ein Mantelrohrende.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, tritt das Wasser durch den Saugstutzen 1 in das Fußstück 2 der Pumpe ein. Durch die Saugöffnung 3 des Stufengehäuses 4 gelangt das Wasser zunächst in das untere Laufrad 5 der ersten Pumpenstufe, von dem es in den Ringraum 6 des Gehäuses 4 gedrückt wird. Aus diesem strömt das Wasser dann weiter durch die Kanäle der Rückführ-Beschaufelung 7 zum Laufrad der nächsten Pumpen stufe. Je nach gewünschter Druckdifferenz werden entspre chend viele Stufen hintereinander geschaltet, die dann in ihrer Gesamtheit den nach außen geschlossenen Pumpenkörper bilden.

Das zum Kopfstück 8 der Pumpe geförderte Wasser fließt durch Löcher des Stützringes 9 in den vom Mantelrohr 10 und dem Pumpenkörper gebildeten Ringraum 10b und wird dort zum Fußstück 2 zurückgeleitet, wo das Wasser durch den Druckstutzen 11 austritt. Die Pumpenwelle 12 wird durch eine Gleitringdichtung zur Umgebung hin abge dichtet.

Fußstück 2, Kopfstück 8 und Mantelrohr 10 werden durch die Stehbolzen 13 über die Flachdichtungen 14a und 14b gegen einander gezogen. Diese Dichtungen liegen gemäß Fig. 1 in den beiden Flächenpressungszonen.

In Fig. 2 erkennt man einen Teil des Kopf stückes 8 und die zwischen diesem Kopfstück und dem ver formten Mantelrohrende 10a liegende Flachdichtung 14b. Man sieht, daß das Ende des Mantelrohres 10 durch Stauchen erfindungsgemäß auf das Maß b gebracht worden ist, das wesentlich größer ist als die Wandstärke s des sonstigen Mantelrohres. Beide Mantelrohr enden sind asymmetrisch und radial nach innen verformt worden.

Dabei kann der Außendurchmesser des Mantelrohres 10 im Bereich der Verformung an den Mantelrohrenden 10a erhal ten bleiben. Im Hinblick auf eine exakte Zentrierung der Mantelrohrenden im Fußstück 2 und Kopfstück 8 wird es aber meist zweckmäßiger sein, wenn an beiden Mantelrohrenden bei spielsweise gleichzeitig mit der radial nach innen gerich teten Verformung zumindest eine radial nach außen gerich tete Verformung 10c geschaffen wird, die einen geschlosse nen, außen umlaufenden Zentrierring bildet, mit dem sich das Mantelrohr in den entsprechenden Aufnahmen des Kopf- und Fußstückes abstützt. Im übrigen braucht die Verformung 10c nicht unbedingt in Form eines geschlossenen Ringes ausgebildet zu sein, da es für den vorgesehenen Zweck genügen kann, anstelle eines Ringes einzelne Vorsprünge auszuformen. Um das System statisch be stimmt und ausreichend stabil zu machen, sind in die sem Fall jeweils zumindest drei Vorsprünge am oberen und unteren Mantelrohrende vorzusehen.

Die Wandstär ke b an den Mantelrohrenden 10a sollte sich im Verhältnis zur Wandstärke s des Mantelrohres 10 in den Grenzen

1,5 b/s 3,0

bewegen.

Claims

1. Mehrstufige Inline-Kreiselpumpe, bestehend aus einem geschlossenen Pumpenkörper, einem mit dem Saug- und Druckstutzen versehenen Fußstück und einem Kopfstück, wobei der Pumpenkörper zur Bildung eines Rückführ-Ringraumes mit Abstand von einem zylindrischen Mantelrohr umgeben ist, das mittels Stehbolzen über Flachdichtungen zwischen Fuß- und Kopfstück eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (10a) des Mantelrohres (10) durch Stauchen asymmetrisch radial nach innen auf eine Wandstärke (b) verformt sind, die größer ist als die Wandstärke (s) des übrigen Mantelrohres (10).

2. Inline-Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wandstärke (b) an den Mantelrohrenden (10a) im Verhältnis zur Wandstärke (s) des Mantelrohres (10) in folgenden Grenzen bewegt: 1,5 b/s 3,0.

3. Inline-Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (h) der verformten Mantelrohrenden (10a) im Verhältnis zur Wandstärke (s) des Mantelrohres (10) in folgenden Grenzen liegt: 2 h/s 5.

4. Inline-Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (10) über seine gesamte Länge und auch im Bereich seiner Verformungen an den Mantelrohrenden (10a) einen gleichbleibenden Außendurchmesser hat.

5. Inline-Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (10) am Außenumfang seiner beiden Enden (10a) jeweils zumindest eine radial nach außen vorspringende, vorzugsweise einen umlaufenden Zentrierring bildende Verformung (10c) aufweist.