EP0664398A1 - Kreiselpumpe mit den Rückfluss verhinderndem Ventil - Google Patents

Kreiselpumpe mit den Rückfluss verhinderndem Ventil Download PDF

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EP0664398A1
EP0664398A1 EP95100590A EP95100590A EP0664398A1 EP 0664398 A1 EP0664398 A1 EP 0664398A1 EP 95100590 A EP95100590 A EP 95100590A EP 95100590 A EP95100590 A EP 95100590A EP 0664398 A1 EP0664398 A1 EP 0664398A1
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EP
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centrifugal pump
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pump
stage
membrane
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Manfred Neuhaus-Melsheimer
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Wilo GmbH
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Wilo GmbH
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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
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0077—Safety measures
    • F04D15/0083—Protection against sudden pressure change, e.g. check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/06—Multi-stage pumps
    • F04D1/063—Multi-stage pumps of the vertically split casing type
    • F04D1/066—Multi-stage pumps of the vertically split casing type the casing consisting of a plurality of annuli bolted together

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump, in particular a multi-stage inline pump with bearings that support the impeller shaft and with a valve that prevents the backflow, the conveying medium emerging from the last stage being pressed into an annular space surrounding the stage (s), from which it flows to the outlet.
  • the object of the invention is to improve a pump of the type mentioned in such a way that, with a simple construction, small construction and simple assembly, only low flow speeds occur within the valve, so that low losses and noises occur.
  • the return valve can be arranged in the flow direction behind the pump, in particular behind the last pump stage and close to the bearing and / or the shaft seal, which faces away from the pump suction and pressure connection.
  • the reflux valve be arranged in the flow direction behind the pump, in particular behind the last pump stage and near or in the annulus outlet, in particular near the first pump stage.
  • Such a diaphragm valve does not require an additional housing and, despite the small external dimensions of the overall pump, can be of relatively oversized design, as a result of which low flow velocities and thus a low resistance arise, so that flow losses and noises remain very low.
  • the reflux valve surrounds a chamber with a ring membrane into which the pump in particular conveys the last pump stage. It is also advantageously proposed that the support surface for the ring membrane is formed by a support part with flow openings lying inside the ring membrane and conically shaped on the outside.
  • a particularly simple and safe construction is provided when the support part forming the support surfaces is attached to the component carrying the shaft seal. A reduction in the number of components is achieved if the support part forming the support surfaces is integral with the component carrying the shaft seal.
  • the support part forming the support surfaces is a deep-drawn sheet metal part or a cast part.
  • the annular membrane simultaneously forms the pump housing seal between the cylinder (housing jacket) surrounding the annular space and the housing part carrying the shaft sealing end.
  • the ring membrane thus has a double function.
  • the conical ring membrane be fastened on the side facing away from the suction and pressure nozzle and movable with the other side, so that the ring membrane can open towards the annular space.
  • a manually operated shut-off valve in particular a flap valve, is arranged in the suction and pressure ports. This means that the pump hydraulics with the integrated backflow preventer can be completely closed for inspection, so that assembly or disassembly and repair are made considerably easier.
  • the flaps are tight when the locking piece, in particular the flap, is surrounded by a sealing sleeve made of flexible material, which at least partially lines the connector.
  • the sealing sleeve be led outwards over the sealing surface of the connecting flange, so that the sealing material serves both to seal the flap and the connection.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 has a package of pump stages 1 which are connected in series and whose impellers 2 are seated on an impeller shaft 3 which is supported by a bearing 4.
  • the bearing 4 close to the suction nozzle 6 and pressure nozzle 7 is located approximately in the area of the first pump stage, and the shaft seal 5 removed from the suction and pressure nozzle is fastened in the area of the rear housing part 8, which is also called "pump lantern".
  • the last pump stage delivers into an annular chamber 9, which is surrounded by a support part 10 in an annular manner and through which the impeller shaft 3 runs coaxially.
  • the support part 10 is conically shaped, and closer to the supports 6, 7 it has a smaller diameter than in the area further away.
  • the support member 10 has numerous flow openings 11, and on its outside there is a correspondingly conically shaped flexible membrane 12 when the pump is not delivering. This membrane is lifted outwards from the support part 10 when the pump is pumping, so that the pumped medium can enter an annular space 13 which coaxially surrounds all pump stages on the outside.
  • the outer surface of the annular space 13 is formed by a cylindrical housing jacket 14, which can consist of a thin-walled tube.
  • the pumped liquid flows from the annular space 13 to the pressure port 7, which, like the suction port 6, is formed by a connection housing 15.
  • Suction nozzle 6 and pressure nozzle 7 are aligned with each other in the connection housing, so that the multi-stage centrifugal pump is an inline pump.
  • the annular membrane 12 With its outer annular end, the annular membrane 12 simultaneously forms the pump housing seal between the cylindrical housing jacket 14 surrounding the annular space 13 and the rear housing part 8.
  • the component or support part 10 forming the support surface is embodied in one piece with the housing part 8 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 and can be cast together with this from metal.
  • the support part 10 consists of a deep-drawn sheet metal part which is mounted between the last pump stage and the housing part 8.
  • a rotatable flap 16, 17 is mounted in the suction port 6 and in the pressure port 7, a rotatable flap 16, 17 is mounted.
  • the rotary flap can be actuated via a shaft 18, 19 by a hand lever 20 or 21.
  • the inside of the respective nozzle 6, 7 is lined in the area of the flap 16, 17 by a sealing sleeve 22, 23 which is correspondingly cylindrical.
  • the outer end of the two sleeves 22, 23 extends so far outward over the sealing surface of the flange of each connecting piece that the sleeve forms an annular sealing surface 24, 25 there.
  • the last pump stage in particular forms the support surface for the ring membrane, so that the support part 10 is formed by this pump stage.
  • the annular membrane is arranged at the end of the annular space which is close to the suction and pressure nozzle 6, 7.
  • an intermediate part (flange part) 28 to which the housing part 8 and the housing part 27 are screwed on opposite sides.
  • the flange part 28 forms with its support part 10 on the inside a coaxial conical support surface for the ring membrane 12, the ring membrane resting against the support part 10 in the closed state.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere mehrstufige Inlinepumpe mit die Laufradwelle tragenden Lagern 4, bzw. Dichtungen 5 und mit einem den Rückfluß verhindernden Ventil 10-12, wobei das aus der letzten Stufe austretende Fördermedium in einen die Stufe(n) umgebenden Ringraum 13 gedrückt wird, von dem es zum Auslaß hin strömt, wobei das Rückflußventil 10-12 im Ringraum insbesondere angrenzend an den Ringraum angeordnet ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe insbesondere mehrstufige Inlinepumpe mit die Laufradwelle tragenden Lagern und mit einem den Rückfluß verhindernden Ventil, wobei das aus der letztzen Stufe austretende Fördermedium in einen die Stufe(n) umgebenden Ringraum gedrückt wird, von dem es zum Auslauf strömt.
  • Es ist bekannt, bei einer mehrstufigen Kreiselpumpe ein den Rückfluß verhinderndes Ventil in demjenigen Pumpengehäuseteil anzuordnen, das den Saug- und Druckstutzen bildet, siehe US-Patent 5 201 633. Der Einbau eines solchen Ventils ist verhältnismäßig aufwendig und platzraubend.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfacher Konstruktion, kleiner Bauweise und einfacher Montage innerhalb des Ventils nur geringe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten, so daß geringe Verluste und Geräusche entstehen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rückflußventil im Ringraum insbesondere angrenzend an dem Ringraum angeordnet ist.
  • Hierbei kann das Rücklaufventil in Strömungsrichtung hinter der Pumpe insbesondere hinter der letzten Pumpenstufe und nahe des Lagers und/oder der Wellendichtung angeordnet sein, das/die den Pumpensaug- und -druckstutzen abgewandt ist.
  • Alternativ wird vorgeschlagen, daß das Rückflußventil in Strömungsrichtung hinter der Pumpe, insbesondere hinter der letzten Pumpenstufe und nahe oder in dem Ringraumauslaß, insbesondere nahe der ersten Pumpenstufe angeordnet ist.
  • Ein solches Menbranventil braucht kein zusätzliches Gehäuse und kann trotz kleiner Außenabmessungen der Gesamtpumpe relativ überdimensioniert ausgeführt sein, wodurch geringe Fließgeschwindigkeiten und damit ein geringer Widerstand entsteht, so daß Strömungsverluste und Geräusche sehr niedrig bleiben.
  • Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Rückflußventil mit einer Ringmembran eine Kammer umgibt, in die die Pumpe insbesondere die letzte Pumpenstufe fördert. Auch wird vorteilhafterweise vorgeschlagen, daß die Stützfläche für die Ringmembran von einem innerhalb der Ringmembran liegenden, außen konisch geformten Stützteil mit Durchströmungsöffnungen gebildet ist.
  • Eine besonders einfache und sichere Konstruktion ist dann gegeben, wenn das die Stützflächen bildende Stützteil an dem die Wellendichtung tragenden Bauteil befestigt ist. Eine Verringerung der Bauteile wird erreicht, wenn das die Stützflächen bildende Stützteil mit dem die Wellendichtung tragende Bauteil einstückig ist.
  • Besonders kleine Außenabmessungen werden geschaffen, wenn die Ringmembran die letzte Pumpenstufe umgibt.
    Auch ist es von Vorteil, wenn das die Stützflächen bildende Stützteil ein Blechtiefziehteil oder ein Gußteil ist.
  • Die Konstruktion wird noch einfacher und mit geringeren Abmessungen, wenn die letzte Pumpenstufe die Stützfläche für die Ringmembran bildet. Auch ist es von Vorteil, wenn die Ringmenbran koaxial zur Pumpenwelle angeordnet ist.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die Ringmembran gleichzeitig die Pumpengehäusedichtung zwischen dem den Ringraum umgebenden Zylinder (Gehäusemantel) und dem das Wellendichtende tragende Gehäuseteil bildet. Damit kommt der Ringmembran eine doppelte Funktion zu.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die konische Ringmembran auf der den Saug- und Druckstutzen abgewandten Seite befestigt und mit der anderen Seite beweglich ist, so daß die Ringmembran sich zum Ringraum hin öffnen kann.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß im Saug- und Druckstutzen je ein von Hand betätigbares Absperrventil, insbesondere je ein Klappenventil angeordnet ist. Damit kann die Pumpenhydraulik mit dem integrierten Rückflußverhinderer komplett zur Revision abgeschlossen werden, so daß Montage oder Demontage und Reparatur erheblich erleichtert sind.
  • Bei einfachster Konstruktion wird eine hohe Dichtigkeit der Klappen dann erreicht, wenn das Sperrstück insbesondere die Klappe von einer Dichtmanschette aus flexiblem Material umgeben ist, die den Stutzen zumindest zum Teil auskleidet. Hierbei kann die Dichtmanschette nach außen bis über die Dichtfläche des Anschlußflansches geführt sein, so daß das Dichtmaterial sowohl der Abdichtung der Klappe als auch des Anschlusses dient.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen in axialen Schnitten dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel in montiertem Zustand,
    Fig. 2
    das erste Ausführungsbeispiel in demontiertem Zustand,
    Fig. 3
    ein zweites Ausführungsbeispiel in montiertem Zustand,
    Fig. 4
    das zweite Ausführungsbeispiel in demontiertem Zustand und
    Fig. 5
    ein drittes Ausführungsbeispiel im unteren Bereich.
  • Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 weist ein Paket von Pumpenstufen 1 auf, die hintereinander geschaltet sind und deren Laufräder 2 auf einer Laufradwelle 3 sitzen, die von einem Lager 4 getragen ist. Das dem Saugstutzen 6 und Druckstutzen 7 nahe Lager 4 befindet sich etwa im Bereich der ersten Pumpenstufe, und die vom Saug- und Druckstutzen entfernte Wellendichtung 5 ist im Bereich des hinteren Gehäuseteils 8 befestigt, das auch "Pumpenlaterne" genannt wird.
  • Die letzte Pumpenstufe fördert in eine ringförmige Kammer 9, die von einem Stützteil 10 ringförmig umgeben ist und durch die die Laufradwelle 3 koaxial verläuft. Das Stützteil 10 ist konisch geformt, wobei es näher zu den Stützen 6,7 einen geringeren Durchmesser aufweist als im weiter entfernten Bereich. Das Stützteil 10 besitzt zahlreiche Durchflußöffnungen 11, und an seiner Außenseite liegt bei nicht fördernder Pumpe eine entsprechend konisch geformte flexible Membran 12 an. Diese Membran wird bei fördernder Pumpe von dem Stützteil 10 nach außen hin abgehoben, so daß das Fördermedium in einen Ringraum 13 treten kann, der alle Pumpenstufen außen koaxial umgibt. Die Außenfläche des Ringraums 13 wird durch einen zylindrischen Gehäusemantel 14 gebildet, der aus einem dünnwandigen Rohr bestehen kann.
  • Vom Ringraum 13 fließt die Förderflüssigkeit zum Druckstutzen 7, der wie auch der Saugstutzen 6 von einem Anschlußgehäuse 15 gebildet wird. Saugstutzen 6 und Druckstutzen 7 liegen im Anschlußgehäuse zueinander fluchtend, so daß die mehrstufige Kreiselpumpe eine Inline-Pumpe ist.
  • Die Ringmembran 12 bildet mit ihrem äußeren ringförmigen Ende gleichzeitig die Pumpengehäusedichtung zwischen dem den Ringraum 13 umgebenden zylindrischen Gehäusemantel 14 und dem hinteren Gehäuseteil 8. Das die Stützfläche bildende Bauteil bzw. Stützteil 10 ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 einstückig mit dem Gehäuseteil 8 ausgeführt und kann mit diesem zusammen aus Metall gegossen sein. Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 besteht das Stützteil 10 aus einem Blechtiefziehteil, das zwischen der letzten Pumpenstufe und dem Gehäuseteil 8 montiert wird.
  • Im Saugstutzen 6 als auch im Druckstutzen 7 ist jeweils eine drehverstellbare Klappe 16,17 gelagert. Über jeweils eine Welle 18,19 ist die Drehklappe durch einen Handhebel 20 bzw. 21 betätigbar. Das Innere des jeweiligen Stutzens 6,7 ist im Bereich der Klappe 16,17 von einer Dichtmanschette 22,23 ausgekleidet, die entsprechend zylindrisch ausgeformt ist. Das äußere Ende der beiden Manschetten 22,23 ist so weit nach außen über die Dichtfläche des Flansches jeden Stutzens geführt, daß die Manschette dort jeweils eine ringförmige Dichtfläche 24,25 bildet.
  • In einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform bildet insbesondere die letzte Pumpenstufe die Stützfläche für die Ringmembran, so daß das Stützteil 10 von dieser Pumpenstufe gebildet wird.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist die Ringmembran an dem Ende des Ringraums angeordnet, das dem Saug- und Druckstutzen 6,7 nahe ist. Zwischen dem Gehäusemantel 14 und dem Gehäuseteil 27, das den Saug- und Druckstutzen 6,7 bildet, liegt ein Zwischenteil (Flanschteil) 28, an dem das Gehäuseteil 8 und das Gehäuseteil 27 auf gegenüberliegenden Seiten angeschraubt sind. Das Flanschteil 28 bildet innen mit seinem Stützteil 10 eine koaxiale konische Stützfläche für die Ringmembran 12, wobei die Ringmembran im geschlossenen Zustand an dem Stützteil 10 anliegt.

Claims (18)

  1. Kreiselpumpe, insbesondere mehrstufige Inlinepumpe mit die Laufradwelle tragenden Lagern (4), bzw. Dichtungen (5) und mit einem den Rückfluß verhindernden Ventil (10-12), wobei das aus der letzten Stufe austretende Fördermedium in einen die Stufe(n) umgebenden Ringraum (13) gedrückt wird, von dem es zum Auslaß hin strömt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückflußventil (10-12) im Ringraum insbesondere angrenzend an den Ringraum angeordnet ist.
  2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückflußventil (10-12) in Strömungsrichtung hinter der Pumpe insbesondere hinter der letzten Pumpenstufe und nahe des Lagers und/oder der Wellendichtung (5) angeordnet ist, das/die den Pumpensaug- und -druckstutzen (6,7) abgewandt ist.
  3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückflußventil (10-12) in Strömungsrichtung hinter der Pumpe, insbesondere hinter der letzten Pumpenstufe und nahe oder in dem Ringraumauslaß, insbesondere nahe der ersten Pumpenstufe angeordnet ist.
  4. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückflußventil (10-12) mit einer Ringmembran (12) eine Kammer (9) umgibt, in die die Pumpe, insbesondere die letzte Pumpenstufe fördert.
  5. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche für die Ringmembran (12) von einem innerhalb der Ringmembran liegenden, außen konisch geformten Stützteil (10) mit Durchströmungsöffnungen (11) gebildet ist.
  6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützflächen bildende Stützteil (10) an dem die Wellendichtung tragenden Bauteil (8) befestigt ist.
  7. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützflächen bildende Stützteil (10) mit dem die Wellendichtung tragenden Bauteil (8) einstückig ist.
  8. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (12) (12) die letzte Pumpenstufe umgibt.
  9. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützflächen bildende Stützteil (10) ein Blechtiefziehteil oder ein Gußteil ist.
  10. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpenstufe, insbesondere die letzte Pumpenstufe die Stützfläche für die Ringmembran (12) bildet.
  11. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Pumpenkammereinlaß umgebendes Teil (26) die Stützfläche für die Ringmembran (12) bildet.
  12. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (12) koaxial zur Pumpenwelle (3) angeordnet ist.
  13. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (12) gleichzeitig die Pumpengehäusedichtung zwischen dem den Ringraum umgebenden Zylinder (Gehäusemantel (14)) und dem die Wellendichtung tragenden Gehäuseteil (8) bildet.
  14. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Ringmembran (12) auf der den Saug- und Druckstutzen (6,7) abgewandten Seite befestigt und mit der anderen Seite beweglich ist.
  15. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (12) an einem Flanschteil befestigt ist, an dem auf einer Seite das Ein-/Auslaßgehäuse (27) und auf der anderen Seite der die Ringkammer umgebende Gehäusemantel (14) angrenzt.
  16. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Saug- und Druckstutzen (6,7) je ein von Hand betätigbares Klappenventil (16,17) angeordnet ist.
  17. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrstück insbesondere die Klappe von einer Dichtmanschette (22,23) aus flexiblem Material umgeben ist, die den Stutzen (6,7) zumindest zum Teil auskleidet.
  18. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (22,23) nach außen bis über die Dichtfläche (24,25) des Anschlußflansches geführt ist.
EP95100590A 1994-01-21 1995-01-18 Kreiselpumpe mit den Rückfluss verhinderndem Ventil Expired - Lifetime EP0664398B1 (de)

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