EP0013942A2 - Centrifugal pump for liquids containing solids - Google Patents

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EP0013942A2
EP0013942A2 EP80100220A EP80100220A EP0013942A2 EP 0013942 A2 EP0013942 A2 EP 0013942A2 EP 80100220 A EP80100220 A EP 80100220A EP 80100220 A EP80100220 A EP 80100220A EP 0013942 A2 EP0013942 A2 EP 0013942A2
Authority
EP
European Patent Office
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impeller
pump
bearing
housing
drive shaft
Prior art date
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Granted
Application number
EP80100220A
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German (de)
French (fr)
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EP0013942A3 (en
EP0013942B1 (en
Inventor
Hans Beham
Hans-Dieter Beham
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beham Hans
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AT80100220T priority Critical patent/ATE8924T1/en
Publication of EP0013942A2 publication Critical patent/EP0013942A2/en
Publication of EP0013942A3 publication Critical patent/EP0013942A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0013942B1 publication Critical patent/EP0013942B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/049—Roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump according to the preamble of claim 1.
  • Centrifugal pumps of a type deviating from the preamble of patent claim 1 are also known, in which the annular discharge member forming the liquid inlet is arranged on the same housing end face on which the drive shaft also enters the pump housing.
  • the liquid enters the pump housing from above and is discharged via a tangential outlet line.
  • the bearings of the drive shaft are not under the liquid pressure of the conveyor Stream but only under the hydrostatic pressure of the liquid on the pump, which is, however, relatively low compared to the liquid pressure of the flow, so that with these pumps a sealing of the bearing against the liquid with relatively long running times is possible.
  • such pumps cannot be used for a number of applications.
  • the object of the invention is to provide an improved compared to the prior art centrifugal pump, in which the end member, the impeller and the bearing of the impeller forms a hermetically sealed unit against the liquid pressure of the flow, so that in particular the service life of the impeller bearing is not due to corrosion on the part of fluid to be pumped can be affected. This is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
  • the main advantage of the subject matter of the invention is that the annular space formed by the inner surface of the impeller and the bearing journal at its inner end, that is to say the end which faces the driver of the drive shaft, can be absolutely hermetically sealed against the liquid pressure of the feed stream, since one the seal provided for this purpose is not axially penetrated by a component, for example the drive shaft.
  • the development according to claim 5 ensures that the gap between the envelope jacket of the impeller and the envelope jacket defined by the inner surface of the cage web or the inner surfaces of the cage webs can be adjusted depending on the respective state of wear.
  • the development according to claim 6 ensures that the bearing of the impeller on outer end of the journal is relatively insensitive to the ingress of liquid due to the hydrostatic pressure, in contrast to a ball bearing.
  • the eccentricity play of the drive shaft their end facing the bearing pin is reliably limited, which can be particularly important in the event of intermittent radial loads on the impeller by suction of solids and in the limitation of resonance vibration amplitudes of the drive shaft.
  • the embodiment according to claim 11 ensures that the contact surface of the eccentricity limitation bearing can be relatively large, so that its wear can be neglected over the entire service life of the pump.
  • the centrifugal pump illustrated there comprises a four-bladed pump impeller 1 which is mounted in a surrounding pump housing 2 of circular cross section.
  • an annular end member 3 is detachably fastened by means of a plurality of screws 4 distributed over the circumference.
  • the end member 3 comprises at its outer end facing away from the pump housing 2 a receptacle 5 for a central bearing journal 6.
  • the receptacle 5 is via two diametrical eccentric cage webs 7, which diverge conically towards the pump housing 2, with the circumference of a component of the end member 3 forming base ring flange 8 connected.
  • the edges 9 of the webs 7 opposite the jacket envelope of the impeller 1 can be provided with hard metal build-up welding beads to form tear edges. This also applies to the outer edges of the impeller 1 that define a jacket envelope.
  • the bearing pin 6 is clamped in the receptacle 5 by means of centering screws 10 and can be adjusted axially for adjustment purposes, around the annular gap between the edges 9 of the webs 7 and the imaginary envelope of the impeller 1 Set a predetermined favorable value, without prejudice to possible wear on the edges of the blades of the impeller 1 or the edges 9 of the webs 7 cooperating therewith.
  • the bearing journal 6 takes a radial / axial ball bearing 11, which is held axially immovable by means of a snap ring 12.
  • the outer ring of the ball bearing 11 is pressed into an axial bore at the inner end of the impeller 1 and secured there against axial displacement by a snap ring 13.
  • the impeller 1 is mounted by means of a plain bearing 14. Downstream of the slide bearing in the direction of the outer end of the journal 6 is an axial seal or stuffing box seal 15, on which only the hydrostatic pressure of the liquid on the pump acts.
  • the inner cross section of the axial bore of the impeller 1 adjacent to the end face of the inner end of the bearing journal 6 or adjacent to the ball bearing 11 is hermetically sealed against the liquid pressure of the delivery flow of the pump by means of a cap-like plastic plug 16.
  • the annular space 17 formed by the bearing journal 6 and the inner surface of the impeller 1 g surrounding it is filled with bearing grease from the plain bearing 14 to the stopper 16.
  • a casing tube 20 is fastened, which serves to encapsulate a drive shaft 21 which runs essentially centrally therein.
  • a flange-like driver 23 is fastened on the drive shaft 21 by means of a heavy-duty spring pin 22, which engages with corresponding end-side incisions of the impeller 1 via a plurality of axial driver claws 24 distributed over the circumference.
  • the driver 23 is received at an end portion with radial play in the central bore of the impeller 1, in which the ball bearing 11 is also seated.
  • the driver 23 and indirectly also the drive shaft 21 is assigned an eccentricity limiting bearing 25 which is held with centering projections 26 in the associated end face of the pump housing 2 and is held in position by means of the screws 19 by the segments of the clamping flange 18.
  • the central bore of the eccentricity limitation bearing 25 has a larger diameter than the outer diameter of the surrounding assigned section of the driver 23, so that the drive shaft 21 has a total of a radial clearance both with respect to the eccentricity limitation bearing 25 and against the impeller 1.
  • the centrifugal pump is arranged below a liquid level S.
  • the liquid to be pumped reaches both Webs 7 according to the curved arrows Pf in the area of the impeller and is conveyed by this upward into the pump housing 2, where it emerges through a tangential outlet pipe 27.
  • the fluid pressure specific to the pump is only reached in the pump housing 2, so that, as has already been mentioned in the introduction, the plain bearing 14 is only under the hydrostatic pressure of the fluid.
  • the plug 16 is under the full liquid pressure of the flow, but a hermetic seal is achieved because the plug 16 is neither penetrated by the journal 6 nor by the drive shaft 21.
  • liquid standing under the liquid pressure of the delivery flow can enter the jacket tube 20 from the annular space formed between the eccentricity limiting bearing 25 and the driver 23, but this does not damage bearings, since the drive shaft 21 only on its (not shown) the upper end is mounted far above the liquid level S.
  • the entire structural unit consisting of the impeller 1, the end member 3, the bearing journal 6 together with bearings 11, 14 can be dismantled by loosening the screws 4 from the pump housing 2 and by another unit to be replaced. This replacement can be done either for repair purposes or for the purpose of converting the pump to other pump parameters. In the latter case, a structural unit with other parameters of the impeller 1 is attached.

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Abstract

1. A centrifugal pump for liquids mixed with solids and more specially for liquids mixed with fibrous substances, comprising, a pump impeller (1) bearinged in a pump housing (2) placed round it, a driving shaft (21), that is positively joined to the pump impeller (1) and is guided in said pump housing (2), said driving shaft (21) running through an end face of the pump housing (2), and sealing elements for sealing off the space inside said housing from the bearing means of the impeller, and to make it possible for the pump impeller to be dismounted a termination member (3) is fixed to, and may be taken off, the end face of the housing furthest from the drive shaft, and on the outer end of the member (3) is fixed to, and may be taken off, the end face of the housing furthest from the drive shaft, and on the outer end of the member (3) there is fixed take-up means (5) for a middle turnpin (6), pointing towards the pump housing, for bearing the pump impeller (1), characterized in that the high pressure side of the pump is at the end, nearest the driving shaft (21), of the turnpin (6), and the low pressure side is at the termination member (3), and the termination member (3) has the function of the liquid inlet and in that on the high pressure side the ring-like space (17) walled off by the inner face of the pump impeller (1) and by the turnpin (6) is fluid-tightly shut off from the pump housing (2) by way of a stopper (16) and the drive motor is placed higher up than the level (S) of the liquid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a centrifugal pump according to the preamble of claim 1.

Bei bekannten Kreiselpumpen der erwähnten Art durchsetzt die Antriebswelle das Pumpengehäuse auf seiner gesamten axialen Länge und ist an beiden Stirnflächen des Pumpengehäuses gelagert. Auf der Antriebswelle sitzt das Laufrad. Bei derartigen Pumpen ist es nur unter Inkaufnahme eines unvertretbar hohen Aufwandes möglich, die Lager der Antriebswelle bzw. des Laufrades gegenüber dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes abzudichten- Eine Abdichtung mit üblichen Stopfbüehsen, die naturgemäß dem Verschleiß unterliegen, ist nicht dauerhaft. Wenn die zu fördernden Flüssigkeiten aggressiv sind, beispielsweise im Falle von Gülle; werden beim Eindringen der Flüssigkeit die Lager in kurzer Zeit durch Korrosion zerstört. Dies erfcrdert eine Grundüberholung der Pumpe beim Herstellen oder in einer spezialisierten Werkstatt.In known centrifugal pumps of the type mentioned, the drive shaft passes through the pump housing over its entire axial length and is mounted on both end faces of the pump housing. The impeller sits on the drive shaft. With pumps of this type, it is only possible to accept an unacceptably high outlay to seal the bearings of the drive shaft or the impeller against the liquid pressure of the delivery flow. Sealing with conventional stuffing boxes, which are naturally subject to wear, is not permanent. If the liquids to be pumped are aggressive, for example in the case of liquid manure; When the liquid penetrates, the bearings are destroyed by corrosion in a short time. This requires a thorough overhaul of the pump during manufacture or in a specialized workshop.

Es sind auch Kreiselpumpen einer vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 abweichenden Art bekannt, bei denen das den Flüssigkeitseinlaß bildende ringförmige Absehlußglied an der gleichen Gehäusestirnfläche angeordnet ist, an welcher auch die Antriebswelle in das Pumpengehäuse eintritt. Bei vertikaler Anordnung der Antriebswelle tritt also die Flüssigkeit von oben her in das Pumpengehäuse ein und wird über eine tangentiale Auslaßleitung abgegeben. Bei derartigen Kreiselpumpen stehen die Lager der Antriebswelle nicht unter dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes sondern lediglich unter dem hydrostatischen Druck der auf der Pumpe lastenden Flüssigkeit, der indessen gegenüber dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes verhältnismäßig gering ist, so daß bei diesen Pumpen eine Abdichtung der Lager gegenüber der Flüssigkeit mit verhältnismäßig langen Laufzeiten möglich ist. Jedoch sind derartige Pumpen für eine Reihe von Anwendungsfällen nicht verwendbar.Centrifugal pumps of a type deviating from the preamble of patent claim 1 are also known, in which the annular discharge member forming the liquid inlet is arranged on the same housing end face on which the drive shaft also enters the pump housing. When the drive shaft is arranged vertically, the liquid enters the pump housing from above and is discharged via a tangential outlet line. In such centrifugal pumps, the bearings of the drive shaft are not under the liquid pressure of the conveyor Stream but only under the hydrostatic pressure of the liquid on the pump, which is, however, relatively low compared to the liquid pressure of the flow, so that with these pumps a sealing of the bearing against the liquid with relatively long running times is possible. However, such pumps cannot be used for a number of applications.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Kreiselpumpe, bei welcher das Abschlußglied, das Laufrad und die Lagerung des Laufrades eine gegen den Flüssigkeitsdruck des Förderstromes hermetisch abgeschlossene Baueinheit bildet, so daß insbesondere die Standzeit der Laufradlagerung nicht durch Korrosion seitens der zu fördernden Flüssigkeit beeinträchtigt werden kann. Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.The object of the invention is to provide an improved compared to the prior art centrifugal pump, in which the end member, the impeller and the bearing of the impeller forms a hermetically sealed unit against the liquid pressure of the flow, so that in particular the service life of the impeller bearing is not due to corrosion on the part of fluid to be pumped can be affected. This is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Der wesentliche Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der durch die Innenfläche des Laufrades sowie den Lagerzapfen gebildete Ringraum an dessen innerem Ende, d.h. demjenigen Ende, welches dem Mitnehmer der Antriebswelle zugewendet ist, absolut hermetisch gegen den Flüssigkeitsdruck des Förderstromes abgedichtet werden kann, da eine hierzu vorgesehene Dichtung nicht von einem Bauelement, beispielsweise der Antriebswelle, axial durchsetzt ist. Das äußere Ende des Ringraumes, welches dem Mitnehmer abgewendet ist, kann zwar nicht hermetisch gegenüber der Flüssigkeit abgedichtet werden, sondern es kann hier lediglich eine übliche Stopfbüchsdichtung verwendet'werden, da das äußere Ende des Lagerzapfens den Ringraum hier durchsetzt, jedoch steht der Ringraum an diesem äußeren Ende des Lagerzapfens nicht unter dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes sondern lediglich unter dem hydrostatischen Druck der auf der Pumpe lastenden Flüssigkeitssäule, der gegenüber dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes in den praktischen Anwendungsfällen als vernachlässigbar gering zu betrachten ist. Darüber hinaus ergibt sich als herstellungstechnischer Vorteil, daß die Baueinheit bestehend aus Abschlußglied, Laufrad, Lagerzapfen und Lagerung einerseits in unterschiedlichen Größen und Auslegungen hergestellt, andererseits aber ein und demselben Pumpengehäuse nebst Antriebswelle und Mitnehmer zugeordnet werden kann. Es ist also möglich, an ein und demselben Pumpengehäuse Baueinheiten bestehend aus Abschlußglied, Laufrad, Lagerzapfen und Lagerung von unterschiedlicher Förderleistung und sogar unterschiedlichen Laufradarten anzubringen, ohne daß hierzu Spezialwerkzeuge, insbesondere Abzieher, erforderlich sind. Auch der Reparaturaustausch wird auf diese Weise erleichtert, weil in den meisten Fällen das Pumpengehäuse nebst Antriebswelle und Mitnehmer an Ort und Stelle verbleiben kann und lediglich die Baueinheit umfassend das Abschlußglied, das Laufrad, den Lagerzapfen und die Lagerung abgebaut werden muß. Dieser Abbau kann durch den Benutzer selbst, beispielsweise einen Landwirt, erfolgen und erfordert kein spezialisiertes Personal. Außerdem kann der Benutzer selbst durch Einsatz unterschiedlicher Baueinheiten die Pumpe auch an unterschiedliche Aufgaben anpassen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Antriebswelle nur an dem vom Pumpengehäuse abgewendeten Ende gelagert werden muß, während sie an ihrem in das Pumpengehäuse verlaufenden Ende durch den Lagerzapfen des Laufrades über den Mitnehmer zentriert wird.The main advantage of the subject matter of the invention is that the annular space formed by the inner surface of the impeller and the bearing journal at its inner end, that is to say the end which faces the driver of the drive shaft, can be absolutely hermetically sealed against the liquid pressure of the feed stream, since one the seal provided for this purpose is not axially penetrated by a component, for example the drive shaft. The outer end of the annular space, which faces away from the driver, cannot be hermetically sealed from the liquid, but only one Conventional stuffing box seals are used because the outer end of the bearing pin penetrates the annular space here, however the annular space at this outer end of the bearing pin is not under the liquid pressure of the delivery flow but only under the hydrostatic pressure of the liquid column on the pump, which is opposite the liquid pressure the flow rate in practical applications is negligible. In addition, there is a manufacturing advantage that the assembly consisting of end member, impeller, bearing journal and bearing manufactured on the one hand in different sizes and designs, but on the other hand, one and the same pump housing can be assigned together with the drive shaft and driver. It is therefore possible to attach units consisting of a terminating member, impeller, bearing journal and bearing of different delivery rates and even different types of impellers to one and the same pump housing without the need for special tools, in particular pullers. The exchange of repairs is also facilitated in this way, because in most cases the pump housing together with the drive shaft and driver can remain in place and only the structural unit comprising the end member, the impeller, the bearing journal and the bearing must be removed. This dismantling can be done by the user himself, for example a farmer, and does not require specialized personnel. In addition, the user can adapt the pump to different tasks by using different components. Another The advantage is that the drive shaft only has to be supported at the end facing away from the pump housing, while it is centered at its end running into the pump housing by the bearing journal of the impeller via the driver.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 2 wird einerseits ein unbehinderter Flüssigkeitszutritt zu dem Laufrad ermöglicht, während andererseits an dem Steg auch noch eine aus verschleißfestem Hartmetall bestehende Reißkante angebracht werden kann, die mit der oder den Umfangskanten des Laufrades zusammenwirkt, um Feststoffe und Faserstoffe in der Flüssigkeit zu zerreissen oder zerkleinern. Durch die Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 3 wird über die Merkmale des Patentanspruchs 2 hinausgehend ein besonders stabiler Aufbau mit einer Mehrzahl von Reißkanten erreicht. Durch die weitere Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 4 wird eine Anpassung der Form des Abschlußgliedes an die Enveloppenfläche der normalerweise verwendeten Laufräder erzielt.Through the development according to claim 2, on the one hand, an unhindered liquid access to the impeller is made possible, while on the other hand, a tear edge made of wear-resistant hard metal can also be attached to the web, which cooperates with the peripheral edge or edges of the impeller to remove solids and fibrous materials in the Tear or crush liquid. As a result of the configuration according to claim 3, a particularly stable structure with a plurality of tear edges is achieved in addition to the features of claim 2. Due to the further embodiment according to claim 4, an adaptation of the shape of the end member to the envelope surface of the normally used impellers is achieved.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 5 wird erreicht, daß der Spalt zwischen dem Enveloppenmantel des Laufrades und dem durch die Innenfläche des Käfigsteges bzw. die Innenflächen der Käfigstege definierten Enveloppenmantel in Abhängigkeit vom jeweiligen Abnutzungszustand justiert werden kann.The development according to claim 5 ensures that the gap between the envelope jacket of the impeller and the envelope jacket defined by the inner surface of the cage web or the inner surfaces of the cage webs can be adjusted depending on the respective state of wear.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 6 wird erreicht, daß die Lagerung des Laufrades am äußeren Ende des Lagerzapfens gegenüber dem Eindringen von Flüssigkeit aufgrund des hydrostatischen Druckes verhältnismäßig unempfindlich wird, im Gegensatz zu einem Kugellager.The development according to claim 6 ensures that the bearing of the impeller on outer end of the journal is relatively insensitive to the ingress of liquid due to the hydrostatic pressure, in contrast to a ball bearing.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 7 wird eine besonders sichere hermetische Abdichtung des Ringraumes zwischen der Innenfläche des Laufrades und der Außenfläche des Lagerzapfens gegenüber dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes erzielt.Through the development according to claim 7, a particularly secure hermetic seal of the annular space between the inner surface of the impeller and the outer surface of the journal against the liquid pressure of the flow is achieved.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 8 wird erreicht, daß selbst beim Undichtwerden einer Dichtung am äußeren Ende des Lagerzapfens Flüssigkeit aufgrund des hydrostatischen Druckes nicht eindringen kann, da sich die praktisch inkompressible Fettfüllung in dem Ringraum gegen den Steifen am inneren Ende des Lagerzapfens abstützen kann.The development according to claim 8 ensures that even if a seal at the outer end of the bearing journal leaks, liquid cannot penetrate due to the hydrostatic pressure, since the practically incompressible grease filling in the annular space can be supported against the stiffener at the inner end of the bearing journal.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 9 wird eine günstige Zentrierung der Antriebswelle an ihrem in das Pumpengehäuse verlaufenden Ende erreicht, so daß es einer besonderen Lagerung der Antriebswelle an der zugeordneten Gehäusestirnfläche nicht bedarf. Dies ist deshalb wiederum günstig, weil sonst dieses Lager ebenfalls gegen das Eindringen von Flüssigkeit gekapselt werden müßte und einem beschleunigten Verschleiß aufgrund des Eindringens von Flüssigkeit unterliegen könnte.Through the development according to claim 9, a favorable centering of the drive shaft is achieved at its end extending into the pump housing, so that a special mounting of the drive shaft on the associated housing end face is not required. This is again favorable because otherwise this bearing would also have to be encapsulated against the penetration of liquid and could be subject to accelerated wear due to the penetration of liquid.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 10 wird das Exzentrizitätsspiel der Antriebswelle an ihrem dem Lagerzapfen zugewendeten Ende zuverlässig begrenzt, was insbesondere bei stoßweisen radialen Belastungen des Laufrades durch Einsaugen von Feststoffen und bei der Begrenzung von Resonanzschwingungsamplituden der Antriebswelle von Wichtigkeit sein kann. Durch die Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 11 wird erreicht, daß die Berührungsfläche des Exzentrizitätsbegrenzungslagers verhältnismäßig groß sein kann, so daß dessen Abnützung über die gesamte Standzeit der Pumpe vernachlässigt werden kann.Through the development according to claim 10, the eccentricity play of the drive shaft their end facing the bearing pin is reliably limited, which can be particularly important in the event of intermittent radial loads on the impeller by suction of solids and in the limitation of resonance vibration amplitudes of the drive shaft. The embodiment according to claim 11 ensures that the contact surface of the eccentricity limitation bearing can be relatively large, so that its wear can be neglected over the entire service life of the pump.

Wegen der zuverlässigen Begrenzung der Exzentrizitätsamplitude der Antriebswelle an ihrem in das Pumpengehäuse verlaufenden Ende wird die Weiterbildung gemäß dem Patentanspruch 12 möglich, deren wesentlicher Vorteil wiederum darin liegt, daß das Mantelrohr für die Antriebswelle in Anpassung an verschiedene Anwendungszwecke nicht in verschiedenen Längen bereitgehalten werden muß, da es beliebig ablängbar ist, während gemäß dem Stand der Technik, bei welchem beide Enden der Antriebswelle in dem Mantelrohr gelagert sind, dieses mit der Antriebswelle eine Baueinheit bildet, so daß für die verschiedenen Anwendungszwecke eine Anzahl unterschiedlich langer Baueinheiten bereitgehalten werden muß.Because of the reliable limitation of the eccentricity amplitude of the drive shaft at its end running into the pump housing, the further development according to claim 12 is possible, the main advantage of which is again that the casing tube for the drive shaft does not have to be kept in different lengths to accommodate different applications, since it can be cut to any length, while according to the prior art, in which both ends of the drive shaft are mounted in the casing tube, this forms a structural unit with the drive shaft, so that a number of differently long structural units must be kept ready for the various applications.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe mit einem mehrere Flügel aufweisenden Pumpenlaufrad im Axialschnitt,
  • Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpe mit einem als konische Schnecke gestalteten Pumpenlaufrad in perspektivischer Darstellung.
The invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
  • Fig. 1 shows an embodiment of a centrifugal pump according to the invention with a plurality of blades having pump impeller in axial section,
  • Fig. 2 shows a modified embodiment of a pump according to the invention with a pump impeller designed as a conical screw in a perspective view.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die dort veranschaulichte Kreiselpumpe ein vierflügeliges Pumpenlaufrad 1, welches in einem umgebenden Pumpengehäuse 2 von Kreisquerschnitt gelagert ist. An der unteren Gehäusestirnfläche ist ein ringförmiges Abschlußglied 3 mittels mehrerer über den Umfang verteilter Schrauben 4 lösbar befestigt. Das Abschlußglied 3 umfaßt an seinem von dem Pumpengehäuse 2 abgewandten äußeren Ende eine Aufnahme 5 für einen zentralen Lagerzapfen 6. Die Aufnahme 5 ist über zwei diametrale exzentrische Käfigstege 7, die zu dem Pumpengehäuse 2 hin konisch divergieren, mit dem Umfang eines einen Bestandteil des Abschlußgliedes 3 bildenden Basisringflansches 8 verbunden. Die der Mantelenveloppe des Laufrades 1 gegenüberstehenden Kanten 9 der Stege 7 können zur Bildung von Reißkanten mit Hartmetall-Auftragsschweißraupen versehen sein. Dies gilt auch für die eine Mantelenveloppe definierenden Außenkanten des Laufrades 1.1, the centrifugal pump illustrated there comprises a four-bladed pump impeller 1 which is mounted in a surrounding pump housing 2 of circular cross section. On the lower end face of the housing, an annular end member 3 is detachably fastened by means of a plurality of screws 4 distributed over the circumference. The end member 3 comprises at its outer end facing away from the pump housing 2 a receptacle 5 for a central bearing journal 6. The receptacle 5 is via two diametrical eccentric cage webs 7, which diverge conically towards the pump housing 2, with the circumference of a component of the end member 3 forming base ring flange 8 connected. The edges 9 of the webs 7 opposite the jacket envelope of the impeller 1 can be provided with hard metal build-up welding beads to form tear edges. This also applies to the outer edges of the impeller 1 that define a jacket envelope.

Der Lagerzapfen 6 ist in der Aufnahme 5 mittels Zentrierschrauben 10 festgeklemmt und kann zu Justierungszwecken axial verstellt werden, um den Ringspalt zwischen den Kanten 9 der Stege 7 und der gedachten Mantelenveloppe des Laufrades 1 auf einen vorgegebenen günstigen Wert einzustellen, unbeschadet von einem eventuellen Verschleiß an den Kanten der Flügel des Laufrades 1 bzw. den hiermit zusammenwirkenden Kanten 9 der Stege 7. An dem in das Pumpengehäuse 2 hinein verlaufenden inneren Ende nimmt der Lagerzapfen 6 ein Radial/Axial-Kugellager 11 auf, das mittels eines Sprengringes 12 axial unverschieblich gehalten ist. Der äussere Ring des Kugellagers 11 ist in eine axiale Bohrung am inneren Ende des Laufrades 1 eingepreßt und dort durch einen Sprengring 13 gegen axiale Verschiebung gesichert. An dem äußeren Ende des Lagerzapfens 6 ist das Laufrad 1 mittels eines Gleitlagers 14 gelagert. Dem Gleitlager in Richtung zum äußeren Ende des Lagerzapfens 6 nachgeordnet ist eine Axialdichtung oder Stopfbüchsendichtung 15, auf welche lediglich der hydrostatische Druck der auf der Pumpe lastenden Flüssigkeit wirkt. Der Innenquerschnitt der axialen Bohrung des Laufrades 1 benachbart der Stirnfläche des inneren Endes des Lagerzapfens 6 bzw. benachbart dem Kugellager 11 ist mittels eines kappenartigen Kunststoffstopfens 16 hermetisch gegenüber dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes der Pumpe abgedichtet. Der durch den Lagerzapfen 6 und die diesen umgebende Innenfläche des Laufrades 1 g.ebildete Ringraum 17 ist von dem Gleitlager 14 bis zu dem Stopfen 16 mit Lagerfett gefüllt.The bearing pin 6 is clamped in the receptacle 5 by means of centering screws 10 and can be adjusted axially for adjustment purposes, around the annular gap between the edges 9 of the webs 7 and the imaginary envelope of the impeller 1 Set a predetermined favorable value, without prejudice to possible wear on the edges of the blades of the impeller 1 or the edges 9 of the webs 7 cooperating therewith. At the inner end extending into the pump housing 2, the bearing journal 6 takes a radial / axial ball bearing 11, which is held axially immovable by means of a snap ring 12. The outer ring of the ball bearing 11 is pressed into an axial bore at the inner end of the impeller 1 and secured there against axial displacement by a snap ring 13. At the outer end of the journal 6, the impeller 1 is mounted by means of a plain bearing 14. Downstream of the slide bearing in the direction of the outer end of the journal 6 is an axial seal or stuffing box seal 15, on which only the hydrostatic pressure of the liquid on the pump acts. The inner cross section of the axial bore of the impeller 1 adjacent to the end face of the inner end of the bearing journal 6 or adjacent to the ball bearing 11 is hermetically sealed against the liquid pressure of the delivery flow of the pump by means of a cap-like plastic plug 16. The annular space 17 formed by the bearing journal 6 and the inner surface of the impeller 1 g surrounding it is filled with bearing grease from the plain bearing 14 to the stopper 16.

An der von dem Abschlußglied 3 abgewendeten Stirnfläche des Pumpengehäuses 2 ist mittels eines diametral geteilten Klemmflansches 18, dessen Segmente mittels Schrauben 19 mit dem Pumpengehäuse 2 verbunden sind, ein Mantelrohr 20 befestigt, welches zur Kapselung einer im wesentlichen zentrisch darin verlaufenden Antriebswelle 21 dient. An ihrem in das Pumpengehäuse 2 verlaufenden, dem Lagerzapfen 6 zugewendeten Ende ist auf der Antriebswelle 21 mittels eines Schwerspannstiftes 22 ein flanschartiger Mitnehmer 23 befestigt, welcher über mehrere über den Umfang verteilte axiale Mitnehmerklauen 24 mit korrespondierenden stirnseitigen Einschnitten des Laufrades 1 in Eingriff steht. Der Mitnehmer 23 ist hierbei an einem Endabschnitt mit radialem Spiel in der zentralen Bohrung des Laufrades 1 aufgenommen, in welcher auch das Kugellager 11 sitzt. Dem Mitnehmer 23 und mittelbar auch der Antriebswelle 21 ist ein Exzentrizitätsbegrenzungslager 25 zugeordnet, welches mit Zentriervorsprüngen 26 in der zugeordneten Stirnfläche des Pumpengehäuses 2 gehalten und mittels der Schrauben 19 durch die Segmente des Klemmflansches 18 in seiner Lage festgehalten ist. Die zentrale Bohrung des Exzentrizitätsbegrenzungslagers 25 weist einen größeren Durchmesser als der Aussendurchmesser des umgebenden zugeordneten Abschnittes des Mitnehmers 23 auf, so daß die Antriebswelle 21 insgesamt ein gewisses Radialspiel sowohl gegenüber dem Exzentrizitätsbegrenzungslager 25 als auch ge- , genüber dem Laufrad 1 hat.On the end face of the pump housing 2 facing away from the closure member 3 is by means of a diametrically divided clamping flange 18, the segments of which are screwed to the pump housing 19 2 are connected, a casing tube 20 is fastened, which serves to encapsulate a drive shaft 21 which runs essentially centrally therein. At its end, which runs into the pump housing 2 and faces the bearing journal 6, a flange-like driver 23 is fastened on the drive shaft 21 by means of a heavy-duty spring pin 22, which engages with corresponding end-side incisions of the impeller 1 via a plurality of axial driver claws 24 distributed over the circumference. The driver 23 is received at an end portion with radial play in the central bore of the impeller 1, in which the ball bearing 11 is also seated. The driver 23 and indirectly also the drive shaft 21 is assigned an eccentricity limiting bearing 25 which is held with centering projections 26 in the associated end face of the pump housing 2 and is held in position by means of the screws 19 by the segments of the clamping flange 18. The central bore of the eccentricity limitation bearing 25 has a larger diameter than the outer diameter of the surrounding assigned section of the driver 23, so that the drive shaft 21 has a total of a radial clearance both with respect to the eccentricity limitation bearing 25 and against the impeller 1.

Im Betrieb ist die Kreiselpumpe unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels S angeordnet. Die zu fördernde Flüssigkeit gelangt an den beiden Stegen 7 gemäß den gekrümmten Pfeilen Pf in den Bereich des Laufrades und wird von diesem nach oben in das Pumpengehäuse 2 gefördert, wo sie durch ein tangentiales Auslaßrohr 27 austritt. Der für die Pumpe spezifische Flüssigkeitsdruck wird erst in dem Pumpengehäuse 2 erreicht, so daß, wie dies bereits in der Einleitung erwähnt wurde, das Gleitlager 14 lediglich unter dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit steht. Hingegen steht der Stopfen 16 unter dem vollen Flüssigkeitsdruck des Förderstromes, jedoch wird ein hermetischer Abschluß erzielt, weil der Stopfen 16 weder von dem Lagerzapfen 6 noch von der Antriebswelle 21 durchsetzt ist. Außerdem kann unter dem Flüssigkeitsdruck des Förderstromes stehende Flüssigkeit aus dem zwischen dem Exzentrizitätsbegrenzungslagers 25 und dem Mitnehmer 23 gebildeten Ringraum nach oben in das Mantelrohr 20 eintreten, jedoch wird hierdurch eine Beschädigung von Lagern nicht bewirkt, da die Antriebswelle 21 lediglich an ihrem (nicht veranschaulichten) oberen Ende weit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels S gelagert ist. Bei aufgetretenem Verschleiß an dem Laufrad 1 und/oder den Kanten 9 der Stege 7 kann die gesamte Baueinheit bestehend aus dem Laufrad 1, dem Abschlußglied 3, dem Lagerzapfen 6 nebst Lagern 11, 14 durch Lösen der Schrauben 4 von dem Pumpengehäuse 2 abgebaut und durch eine andere Baueinheit ersetzt werden. Dieser Ersatz kann entweder zu Reparaturzwecken oder auch zum Zwecke eines Umbaues der Pumpe auf andere Pumpenparameter erfolgen. In dem letzteren Fall wird eine Baueinheit mit anderen Parametern des Laufrades 1 angebaut.In operation, the centrifugal pump is arranged below a liquid level S. The liquid to be pumped reaches both Webs 7 according to the curved arrows Pf in the area of the impeller and is conveyed by this upward into the pump housing 2, where it emerges through a tangential outlet pipe 27. The fluid pressure specific to the pump is only reached in the pump housing 2, so that, as has already been mentioned in the introduction, the plain bearing 14 is only under the hydrostatic pressure of the fluid. In contrast, the plug 16 is under the full liquid pressure of the flow, but a hermetic seal is achieved because the plug 16 is neither penetrated by the journal 6 nor by the drive shaft 21. In addition, liquid standing under the liquid pressure of the delivery flow can enter the jacket tube 20 from the annular space formed between the eccentricity limiting bearing 25 and the driver 23, but this does not damage bearings, since the drive shaft 21 only on its (not shown) the upper end is mounted far above the liquid level S. In the event of wear on the impeller 1 and / or the edges 9 of the webs 7, the entire structural unit consisting of the impeller 1, the end member 3, the bearing journal 6 together with bearings 11, 14 can be dismantled by loosening the screws 4 from the pump housing 2 and by another unit to be replaced. This replacement can be done either for repair purposes or for the purpose of converting the pump to other pump parameters. In the latter case, a structural unit with other parameters of the impeller 1 is attached.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind ähnliche Bauelemente wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugsziffern versehen und nicht gesondert beschrieben. Der wesentliche Unterschied besteht lediglich darin, daß ein Laufrad 1a in Form einer konischen Schnecke anstelle eines Laufrades 1 mit achsparallelen Flügeln verwendet wird.In the exemplary embodiment in FIG. 2, similar components to those in FIG. 1 are provided with the same reference numbers and are not described separately. The main difference is that an impeller 1a in the form of a conical screw is used instead of an impeller 1 with axially parallel blades.

Claims (12)

1. Kreiselpumpe für mit Feststoffen, insbesondere Faserstoffen, versetzte Flüssigkeiten umfassend ein Pumpenlaufrad, welches in einem umgebenden Pumpengehäuse gelagert ist, eine mit dem Pumpenlaufrad in Formschlußeingriff stehende sowie in dem Pumpengehäuse geführte Antriebswelle, welche eine Stirnfläche des Pumpengehäuses durchsetzt, und Abdichtelemente zur Abdichtung des Gehäuseinnenraumes gegenüber der Lagerung des Laufrades, wobei zur Entfernung des Laufrades an der von der Antriebswelle abgewendeten Gehäusestirnfläche ein einen Flüssigkeitseinlaß bildendes ringförmiges Abschlußglied lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußglied (3) gegenüber der zugeordneten Gehäusestirnfläche um zumindest die Axiallänge des Laufrades (1) nach außen verlängert ist, daß am äußeren Ende des Abschlußgliedes eine feste Aufnahme (5) für einen zum Pumpengehäuse (2) verlaufenden zentralen Lagerzapfen (6) zur Lagerung des Laufrades vorgesehen ist, daß der durch die Innenfläche des Laufrades sowie den Lagerzapfen gebildete Ringraum (17) gegenüber dem Σumpengehäuse abgedichtet ist und daß die Antriebswelle (21) mit dem zugewendeten Stirnflächenbereich des Laufrades über einen zwischengeordneten Mitnehmer (23) in Formschlußeingriff steht.1.Centrifugal pump for liquids containing solids, in particular fibrous materials, comprising a pump impeller which is mounted in a surrounding pump housing, a drive shaft which is in positive engagement with the pump impeller and is guided in the pump housing and which passes through an end face of the pump housing, and sealing elements for sealing the Housing interior opposite the bearing of the impeller, an annular closure member forming a liquid inlet being detachably fastened to the housing end surface facing away from the drive shaft in order to remove the impeller, characterized in that the closure member (3) is at least axially opposite the associated housing end surface length of the impeller (1) is extended to the outside, that at the outer end of the end member a fixed receptacle (5) for a pump housing (2) extending central bearing journal (6) is provided for mounting the impeller that through the inner surface of the impeller and the journal (17) formed from the bearing housing is sealed and that the drive shaft (21) is in positive engagement with the facing end face region of the impeller via an intermediate driver (23). 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem äußeren Ende des Abschlußgliedes (3) vorgesehene Aufnahme (5) für den Lagerzapfen (6) über zumindest einen exzentrischen Steg (7) mit dem Umfang eines einen Bestandteil des Abschlußgliedes bildenden, an dem Pumpengehäuse (2) befestigten Basisringflansches (8) verbunden ist.2. Pump according to claim 1, characterized in that the receptacle (5) provided on the outer end of the closure member (3) for the bearing journal (6) via at least one eccentric web (7) with the circumference of a component forming the closure member, on the pump housing (2) attached base ring flange (8) is connected. 3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (5) für den Lagerzapfen (6) mit dem Umfang des Basisringflansches (8) über zwei oder mehrere über den Umfang verteilte Stege (7) nach Art eines Käfigs verbunden ist.3. Pump according to claim 2, characterized in that the receptacle (5) for the bearing pin (6) with the circumference of the base ring flange (8) via two or more webs (7) distributed over the circumference is connected in the manner of a cage. 4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigstege (7) von der Aufnahme (5) für den Lagerzapfen (6) konisch divergierend zu dem Umfang des Basisringflansches (8) verlaufen.4. Pump according to claim 3, characterized in that the cage webs (7) from the receptacle (5) for the bearing pin (6) are conically divergent to the circumference of the base ring flange (8). 5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (6) in der Aufnahme (5) des Abschlußgliedes (3) axial verstellbar ist.5. Pump according to one of claims 1- 4, characterized in that the bearing pin (6) in the receptacle (5) of the closure member (3) is axially adjusted is cash. 6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (1) an dem äußeren Ende des Lagerzapfens (6) mittels eines Gleitlagers (14) gelagert ist.6. Pump according to claim 1, characterized in that the impeller (1) is mounted on the outer end of the bearing journal (6) by means of a slide bearing (14). 7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt des Laufrades (1) benachbart der Stirnfläche des inneren Endes des Lagerzapfens (6) mittels eines Stopfens (16) abgedichtet ist.7. Pump according to claim 1, characterized in that the inner cross section of the impeller (1) adjacent to the end face of the inner end of the journal (6) is sealed by means of a plug (16). 8. Pumpe nach einem der Ansprüche 6, 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Lagerzapfen (6) und die diesen umgebende Innenfläche des Laufrades (1) gebildete Ringraum (17) von dem Gleitlager (14) bis zu dem Stopfen (16) mit Fett gefüllt ist.8. Pump according to one of claims 6, 7, characterized in that the annular space (17) formed by the bearing journal (6) and the inner surface of the impeller (1) surrounding it from the slide bearing (14) to the stopper (16) is filled with fat. 9. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (23) an dem in das Pumpengehäuse (2) verlaufenden Ende der Antriebswelle (21) befestigt ist und flanschartig mit zumindest zwei über den Umfang verteilten axialen Mitnehmerklauen (24) ausgebildet ist, welche mit korrespondierenden stirnseitigen Einschnitten des Laufrades (1) in Eingriff stehen.9. Pump according to claim 1, characterized in that the driver (23) is fastened to the end of the drive shaft (21) running in the pump housing (2) and is flange-like with at least two axial driver claws (24) distributed over the circumference, which are in engagement with corresponding end cuts in the impeller (1). 10. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebswelle (21) an ihrem dem Lagerzapfen (6) zugewendeten Ende ein Exzentrizitätsbegrenzungslager (25) zugeordnet ist.10. Pump according to claim 1, characterized in that the drive shaft (21) at its end facing the bearing journal (6) is assigned an eccentricity limiting bearing (25). 11. Pumpe nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzentrizitätsbegrenzungslager (25) dem Umfang des Mitnehmers (23) zugeordnet ist.11. Pump according to claims 9 and 10, characterized in that the eccentricity limitation bearing (25) is assigned to the circumference of the driver (23). 12. Pumpe nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Antriebswelle (21) von einem Mantelrohr (20) umgeben ist, welches an der einen Stirnfläche des Pumpengehäuses (2) dicht befestigt ist, und daß zur Befestigung eines Mantelrohres an dem Pumpengehäuse ein diametral geteilter Klemmflansch (18) vorgesehen ist.12. Pump according to one of claims 9-11, characterized in that in a manner known per se, the drive shaft (21) is surrounded by a casing tube (20) which is tightly attached to one end face of the pump housing (2), and that A diametrically divided clamping flange (18) is provided for fastening a casing tube to the pump housing.
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