DE4111541C2

DE4111541C2 - Motor pump unit with a centrifugal pump and a canned motor

Info

Publication number: DE4111541C2
Application number: DE19914111541
Authority: DE
Inventors: Erhard Wunderlich
Original assignee: Erhard Wunderlich
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2011-04-10
Also published as: DE4111541A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat mit einer Kreiselpumpe und einem Spaltrohrmotor, dessen beidends gelagerter Läufer mit einem Laufrad versehen ist, wobei der gesamte Förderstrom von einer Saugseite zu einer Druckseite durch ein Spaltrohr zwischen dem Läufer und einem Ständer fließt.The invention relates to a motor pump unit with a centrifugal pump and a canned motor, the rotor mounted on both sides with a Impeller is provided, the total flow of one Suction side to a pressure side through a can between the rotor and a stand flows.

Bei einer solchen Spaltrohrmotorpumpe nach EP 347 533 A2 zum Fördern von Fluiden mit zum Kühlen des Spaltrohrmotors teilweise oder ganz durchflossenem Spaltrohr ist der Motor saugseitig zum Pumpenlaufrad angeordnet. Die Motorverlustwärme wird somit dem Fluid an der Stelle niedrigsten Druckes zugeführt, was bei leicht siedenden Fluiden oder Flüssiggasen ein Verdampfen und so eine Kavitation in der Pumpe zur Folge hat. Ein Lager der zweifach gelagerten Läuferwelle befindet sich zwischen Laufrad und Läufer, das andere Lager am Ende der Läuferwelle. Um eine gute Laufruhe zu erzielen, werden die Läufer gewuchtet und müssen dazu montiert sowie wieder demontiert werden. Dies ist bei hohen Anforderungen an die Laufruhe nachteilig, wobei durch Demontage und Montage zudem die Wuchtgüte des Läufers erheblich leidet. Gleiches gilt bei einer vollständigen Inspektion; dazu ist es erforderlich, nicht nur Motor und Pumpengehäuse zu demontieren, sondern auch den Läufer, um die Lagerung begutachten zu können. Ein Nachwuchten ist im eingebauten Zustand nicht möglich. In such a canned motor pump according to EP 347 533 A2 for delivery of fluids for cooling the canned motor partially or completely flowed through the can, the motor is on the suction side to the pump impeller arranged. The engine heat loss is thus the fluid at the point lowest pressure supplied, what with low-boiling fluids or Liquids evaporation and cavitation in the pump Consequence. There is a bearing for the double-bearing rotor shaft between the impeller and the rotor, the other bearing at the end of the rotor shaft. In order to achieve smooth running, the runners are balanced and have to be assembled and disassembled. This is at high demands on smoothness disadvantageous, whereby by disassembly and assembly also significantly affects the balance quality of the runner. Same thing applies to a full inspection; for this it is necessary not only to dismantle the motor and pump housing, but also the Runner to inspect the storage. A rebalancing is in the installed condition not possible.

Auch die GB 2 042 279 A bietet ein Motorpumpenaggregat der gattungsgemäßen Bauart an, an welchem saugseitig eine ab nehmbare Lagerplatte angeordnet ist; der Läufer des Motors ist mit dem Laufrad vereinigt und befindet sich innerhalb des Ständers.GB 2 042 279 A also offers a motor pump unit from Generic type on which one on the suction side removable bearing plate is arranged; the runner of the engine is united with the impeller and is inside of the stand.

Eine Pumpe nach DE 30 14 103 A1 ist mehrstufig ausgebildet, wobei ein erster Pumpenteil saugseitig angeordnet ist und einen Teilstrom durch einen Spalt zwischen Läufer und Spaltrohr fördert. Bei dieser Konstruktion muss der Läufer mit den beidseitig angeordneten Laufrädern beim Ein- und Ausbau ebenfalls montiert bzw. demontiert werden.A pump according to DE 30 14 103 A1 is designed in several stages, wherein a first pump part is arranged on the suction side and a partial flow through a gap between the rotor and Can promote. With this construction, the runner with the impellers arranged on both sides when entering and leaving Removal can also be assembled or disassembled.

Schließlich offenbart die DE-PS 708 211 zur Verbesserung der Durchströmung und Kühlung im Motorspalt das Pumpen laufrad saugseitig vorzusehen.Finally, DE-PS 708 211 discloses for improvement the flow and cooling in the motor gap, the pumping provide impeller on the suction side.

Angesichts dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die erkannten Mängel an Motorpumpenaggregaten der eingangs beschriebenen Art zu beseitigen.In view of this state of the art, the inventor has the goal set, the identified defects in motor pump units of the beginning to eliminate the described type.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Lehre des Patentanspruches 1. Es wird erfindungsgemäß ein Läufer geschaffen, der zum Wuchten nicht mehr demontiert bzw. montiert werden muß, um ihn in das Motorpumpengehäuse einbauen zu können. Auch wird ein Aufheizen des Fluids an der Saugseite des Laufrades vermieden; Laufrad und Läufer werden einstückig durch Schweißen oder eine andere form- oder kraftschlüssige Verbindung hergestellt, und die beiden Wellenstümpfe für die Lagerung sind stirnseitig an jedem Ende des Läufers befestigt.The teaching of claim 1 serves to solve this problem According to the invention, a runner is created which is no longer capable of balancing must be disassembled or assembled to place it in the motor pump housing to be able to install. Heating of the fluid on the Avoid suction side of the impeller; Become an impeller and runner in one piece by welding or another positive or non-positive Connection established, and the two stumps for storage are attached to the end of each runner.

Erfindungsgemäß ist der Läufer auf der Druckseite des Laufrades angeordnet, so daß die Motorwärme vom durchfließenden Fluid voll aufgenommen werden kann, ohne daß Verdampfung eintritt; ein Aufheizen des Fluids an der Saugseite des Laufrades unterbleibt.According to the invention, the rotor is on the pressure side of the impeller arranged so that the engine heat from the flowing fluid full can be absorbed without evaporation occurring; a heating up of the fluid on the suction side of the impeller is omitted.

Weitere Merkmale und Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further features and advantages can be found in the subclaims.

Hydraulisch hat die Anordnung einer saugseitigen Hohlwelle den Vorzug, daß ein Vordrall erzeugt wird, der die Einströmverhältnisse von Laufrädern kleiner spezifischer Schnelläufigkeit im Bereich kleiner Förderströme günstig beeinflußt.The hydraulic arrangement of a suction-side hollow shaft has the advantage that a pre-twist is generated, which the inflow conditions of Impellers with a low specific speed in the range smaller Flow influenced favorably.

Von Wichtigkeit ist auch, daß diese Konstruktion nur eine statische, gut zugängliche Abdichtung besitzt, die in Bezug auf Dichtheit nahezu jeder Anforderung - etwa bei radioaktiven Fluiden oder Hochvakuum - gerecht wird. Die Gefahrenquelle von Dichtungen wird auf ein Minimum reduziert. It is also important that this construction is only a static, has easily accessible sealing, which is almost in terms of tightness any requirement - such as radioactive fluids or high vacuum - justice. The source of danger from seals is kept to a minimum reduced.

Die erfindungsgemäß nur aus drei Teilen bestehende kompakte Pumpe ist in jeder Weise servicefreundlich. Zur Reinigung oder zur Inspektion muß lediglich die Saugleitung entfernt und das Pumpengehäuse abgeschraubt werden, um den Läufer herauszuziehen. Motor und Spaltrohr bleiben an der Druckleitung montiert. Auch die Motorhaube kann zurückgeschoben werden. Alle Teile sind dann gut zugänglich.The compact pump according to the invention consisting of only three parts is service-friendly in every way. For cleaning or inspection just remove the suction line and the pump housing unscrewed to pull out the rotor. Motor and can remain mounted on the pressure line. The hood can also be pushed back. All parts are then easily accessible.

Der Einsatz des Motorpumpenaggregats nach der Erfindung ist vor allem dann von großer Bedeutung, wenn an seinen Auflagestellen geringste Beschleunigungskräfte verlangt werden bzw. ein äußerst ruhiger und geräuscharmer Lauf. Dies wird bei Einsatz in schwingungsempfindlichen Meßeinrichtungen oder bei Komponenten für Raumfahrtstationen als erforderlich angesehen.The use of the motor pump unit according to the invention is above all of great importance if the least at its support points Accelerating forces are required or an extremely calm and quiet running. This is when used in vibration sensitive Measuring devices or components for space stations as viewed required.

Die beste Wuchtgüte nach VDI 2060 wird mit Q 0,4 angegeben. Das entspricht einer Restunwucht von etwa 1 µm bei einer Drehzahl von 3000 U/min. Diese Werte sind aber entsprechend den gestellten Anforderungen immer noch unzureichend; es sind Wuchtgüten erforderlich, die deutlich besser liegen, d. h. die zulässige Restunwucht muß sich unter 0,1 µm je nach Drehzahl befinden. Dazu ist erforderlich, daß der Läufer nach der Wuchtung nicht mehr demontierbar bzw. montierbar ist, da ansonsten mit einer Achs-Verschiebung d. h. Restunwuchte von mehreren µm gerechnet werden muß.The best balance quality according to VDI 2060 is given as Q 0.4. The corresponds to a residual unbalance of approximately 1 µm at a speed of 3000 RPM However, these values are in accordance with the requirements still insufficient; balancing grades are required that are clear lie better, d. H. the permissible residual unbalance must be less than 0.1 µm each according to speed. This requires that the runner after the Balancing can no longer be dismantled or assembled, otherwise with an axis shift d. H. Residual unbalance of several µm is calculated must become.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in einer einzigen Figur einen Längsschnitt durch eine Spaltrohrmotorpumpe 10 mit einem Spaltrohr 12, in dem ein beidends gelagerter sowie sich um eine Achse A drehender Läufer 14 mit axial angesetztem Laufrad 16 angeordnet ist. Letzteres bewegt sich in einem unter Zwischenschaltung einer Dichtung 18 verschraubten Pumpengehäuse 20.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing; in a single figure, this shows a longitudinal section through a canned motor pump 10 with a canned pipe 12 , in which a rotor 14, which is mounted on both ends and rotates about an axis A, with an axially attached impeller 16 is arranged. The latter moves in a pump housing 20 which is screwed with the interposition of a seal 18 .

Der Läufer 14 ist unter Bildung eines Spaltes 22 von einem Ständer 24 umgeben, der in einem Ringraum 26 des Spaltrohres 12 festliegt.The rotor 14 is surrounded by a stand 24 , which forms a gap 22 and is fixed in an annular space 26 of the can 12 .

Auf der - in der Zeichnung linken - Saugseite der Spaltrohrmotorpumpe 10 erfolgt die radiale Läuferlagerung mittels einer an der saugseitigen Laufradstirn festgelegten Hohlwelle 28 einerseits sowie einer diese teilweise umgebenden Lagerbüchse 30 anderseits. Am Ende der Hohlwelle 28 ist zudem eine axiale Anlaufscheibe 32 vorgesehen, die sich gegen eine Schulter 34 eines Einlaßstutzens 36 des Pumpengehäuses 20 abstützt.On the suction side of the canned motor pump 10 , which is on the left in the drawing, the radial rotor bearing is carried out by means of a hollow shaft 28 fixed on the suction-side impeller end on the one hand and a bearing bush 30 partially surrounding it. At the end of the hollow shaft 28 there is also an axial thrust washer 32 which is supported against a shoulder 34 of an inlet connection 36 of the pump housing 20 .

Auf der druckseitigen Läuferseite ist ebenfalls am Läufer 14 ein Wellenstumpf 40 festgelegt, der seinerseits in einer Lagerbüchse 30 dreht.In the pressure-side rotor side a shaft stump 40 also is fixed to the rotor 14, which in turn rotates in a bearing bush 30th

Das an jener Dichtung 18 beginnende Spaltrohr 12 ist zur Druckseite hin nach dem Ständerabschnitt 42 zweifach gestuft und endet nach einer Lagerhaube 44 in einem Auslaßstutzen 46. Das andere Ende des Spaltrohres 12 befindet sich im Bereich der beschriebenen Dichtung 18 am Übergang zu dem mit dem Einlaßstutzen 36 einstückigen Pumpengehäuse 20. The can 12 starting at that seal 18 is stepped on the pressure side towards the stator section 42 and ends after a bearing cap 44 in an outlet connection 46 . The other end of the can 12 is located in the area of the seal 18 described at the transition to the pump housing 20 which is integral with the inlet connection 36 .

Der einstückige Läufer 14 ist also mit einem seiner Wellenstümpfe 40 in das ebenfalls einstückige Spaltrohr 12 eingeschoben, das von der dritten Komponente, dem - die saugseitige Hohlwelle 28 aufnehmenden - Pumpengehäuse 20, verschlossen wird.The one-piece rotor 14 is therefore inserted with one of its stub shafts 40 into the likewise one-piece can 12 , which is closed by the third component, the pump housing 20 , which receives the hollow shaft 28 on the suction side.

Claims

1.Motor pump unit with a centrifugal pump and a canned motor, the rotor on both sides of which is provided with an impeller, the entire flow from a suction side to a pressure side flowing through a canned tube between the rotor and a stator of the canned motor, characterized in that the rotor ( 14 ) with the on the suction side angeord Neten impeller ( 16 ) formed in one piece and provided with coaxial shaft sections and with a pressure-side shaft section in a bearing of the stator ( 24 ) holding the can ( 12 ) is inserted, and that the can ( 12 ) with one encompassing the impeller ( 16 ) and a bearing for the suction-side shaft section having a pump housing ( 20 ) is detachably connected.

2. Motor pump unit according to claim 1, characterized in that between the can ( 12 ) and Pumpenge housing ( 20 ) a seal ( 18 ) is arranged.

3. Motor pump unit according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor ( 14 ) with the suction-side and / or the pressure-side shaft section is positively or non-positively connected.

4. Motor pump unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the suction-side Wellenab section as a hollow shaft ( 28 ) is formed and axially supported against a thrust washer ( 32 ) which rests on a shoulder ( 34 ) of the pump housing ( 20 ).

5. Motor pump unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the can ( 12 ) on its circumference receives the stand ( 24 ) in a closed annular space ( 26 ), to which a bearing cap ( 44 ) integrally connects on the pressure side passes into an outlet nozzle ( 46 ).

6. Motor pump unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pump housing ( 20 ), starting from the connection area to the can ( 12 ), the impeller ( 16 ) and the thrust washer ( 32 ) engages over and to an inlet port ( 36 ) tapered.