EP0664398B1 - Kreiselpumpe mit den Rückfluss verhinderndem Ventil - Google Patents

Kreiselpumpe mit den Rückfluss verhinderndem Ventil Download PDF

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EP0664398B1
EP0664398B1 EP95100590A EP95100590A EP0664398B1 EP 0664398 B1 EP0664398 B1 EP 0664398B1 EP 95100590 A EP95100590 A EP 95100590A EP 95100590 A EP95100590 A EP 95100590A EP 0664398 B1 EP0664398 B1 EP 0664398B1
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EP
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centrifugal pump
pump according
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last
annular
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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 in particular to a multi-stage centrifugal pump multi-stage inline pump with the impeller shaft Storage and with a backflow preventing valve, the medium emerging from the last stage is pressed into an annular space surrounding the steps, from which it flows to the outlet.
  • Inline pumps are in the prior art from DE 93 10 091, US 4,244,675 known.
  • the object of the invention is a pump of the beginning to improve the type mentioned so that at simple Construction, small size and simple assembly only slight within the valve Flow velocities occur so that low Losses and noises arise.
  • the return valve can flow in the direction of flow behind the pump, especially behind the last one Pump stage and close to the bearing and / or the Shaft seal can be arranged that the pump suction and discharge nozzle is facing away.
  • the check valve in Flow direction behind the pump, especially behind the last pump stage and near or in that Annulus outlet, especially near the first pump stage is arranged.
  • Such a diaphragm valve does not need an additional one Housing and can despite the small external dimensions Overall pump be designed relatively oversized, which means low flow rates and thus a low resistance arises, so that flow losses and noises remain very low.
  • Reflux valve with a ring membrane surrounding a chamber in which the pump in particular the last pump stage promotes. It is also advantageously proposed that the support surface for the ring membrane from within the ring membrane, conically shaped on the outside Support part is formed with flow openings.
  • the ring membrane at the same time the pump housing seal between the Annulus surrounding cylinder (casing) and that Shaft-sealing supporting housing part forms. With that comes the ring membrane has a double function.
  • each a manually operated shut-off valve in particular one flap valve is arranged.
  • the pump hydraulics with the integrated Check valve completely closed for revision be so that assembly or disassembly and repair are greatly relieved.
  • the flaps are reached when the locking piece especially the flap from a sealing sleeve flexible material is surrounded, at least the nozzle partially lined.
  • the sealing sleeve outwards beyond the sealing surface of the connection flange be guided so that the sealing material of both Sealing the flap and the connection serves.
  • FIG. 1 and 2 has a package of pump stages 1, one after the other are switched and the wheels 2 on one Impeller shaft 3, which are supported by a bearing 4 is.
  • the close to the suction port 6 and pressure port 7 bearing 4 is located approximately in the area of the first pump stage, and the one removed from the suction and discharge port Shaft seal 5 is in the area of the rear housing part 8 attached, which is also called "pump lantern".
  • the last pump stage pumps into an annular chamber 9, which is surrounded by a support member 10 and through which the impeller shaft 3 runs coaxially.
  • the Support member 10 is conically shaped, being closer to the Stub 6.7 has a smaller diameter than in more distant area.
  • the support member 10 has numerous flow openings 11, and at its On the outside there is a non-pump correspondingly conically shaped flexible membrane 12. This membrane is from the support part when the pump is pumping 10 lifted outwards, so that the pumped medium in can enter an annular space 13, all pump stages outside coaxially surrounds.
  • the outer surface of the annulus 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 Pressure port 7, like the suction port 6 of one Terminal housing 15 is formed.
  • Suction nozzle 6 and Pressure port 7 are in the connection housing to each other aligned, so that the multi-stage centrifugal pump one In-line pump is.
  • the ring membrane 12 forms with its outer annular At the same time end the pump housing seal between the the cylindrical housing jacket 14 surrounding the annular space 13 and the rear housing part 8.
  • the support surface forming component or support member 10 is in Embodiment according to Figures 1 and 2 in one piece with the Housing part 8 executed and can be made together with this Cast metal.
  • the support member 10 consists of a Deep-drawn sheet metal part that is between the last pump stage and the housing part 8 is mounted.
  • each rotatable flap 16, 17 stored in each case a rotatable flap 16, 17 stored.
  • the inside of each socket 6,7 is in the area of the flap 16,17 Sealing sleeve 22.23 lined accordingly is cylindrical.
  • the outer end of the two Cuffs 22,23 is so far outwards over the Sealing surface of the flange led each nozzle that the Cuff there an annular sealing surface 24.25 forms.
  • Embodiment is particularly the last Pump stage the support surface for the ring membrane, so that the support part 10 is formed by this pump stage.
  • the suction and Pressure port 6.7 is close.
  • an intermediate part (flange part) 28 which the housing part 8 and the housing part 27 opposite sides are screwed.
  • the Flange part 28 forms an inside with its support part 10 coaxial conical support surface for the ring membrane 12, the ring membrane in the closed state on the Support part 10 rests.

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Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige 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 Stufen umgebenden Ringraum gedrückt wird, von dem es zum Auslauf strömt.
Inline-Pumpen sind im Stand der Technik aus DE 93 10 091, US 4,244,675 bekannt.
Ein-Wege-Ventile, in denen Membranflächen zur Dichtung verwendet werden, sind darüber hinaus aus der WO 86/04399 bekannt.
Es ist außerdem bekannt, bei derartigen mehrstufigen Kreiselpumpen ein den Rückfluß verhinderndes Ventil in demjenigen Pumpengehäuseteil anzuordnen, das den Saug- und Druckstutzen bildet, siehe z.B. US-Patent 5 201 633 und GB 1,066,594. 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 den Rückfluß verhindernde Ventil eine in Strömungsrichtung hinter der letzten Pumpstufe im Ringraum koaxial zur Pumpwelle angeordnete konische Ringmembran aufweist, deren dem Saug- und Druckstutzen abgewandte Seite befestigt und deren andere Seite beweglich ist.
Hierdurch wird in besonders strömungsfähiger Weise erreicht, daß sich die Ringmembran in Strömungsrichtung öffnen kann.
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.
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 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 Stutzen 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 (16)

  1. Mehrstufige Kreiselpumpe mit die Laufradwelle tragenden Lagern (4) und mit einem den Rückfluß verhindernden Ventil (10-12), wobei das aus der letzten Stufe austretende Fördermedium in einen die Stufen umgebenden Ringraum (13) gedrückt wird, von dem es zum Auslaß hin strömt, dadurch gekennzeichnet, daß das den Rückfluß verhindernde Ventil (10-12) eine in Strömungsrichtung hinter der letzten Pumpstufe im Ringraum koaxial zur Pumpwelle angeordnete konische Ringmembran aufweist, deren dem Saug- und Druckstutzen (6, 7) abgewandte Seite befestigt und deren andere Seite beweglich ist.
  2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückflußventil (10-12) in Strömungsrichtung 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 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) gleichzeitig die Pumpengehäusedichtung zwischen dem den Ringraum umgebenden Zylinder (Gehäusemantel (14)) und dem die Wellendichtung tragenden Gehäuseteil (8) bildet.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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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