EP0813655A1 - Pumpe zur förderung heisser medien - Google Patents

Pumpe zur förderung heisser medien

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EP0813655A1
EP0813655A1 EP96907351A EP96907351A EP0813655A1 EP 0813655 A1 EP0813655 A1 EP 0813655A1 EP 96907351 A EP96907351 A EP 96907351A EP 96907351 A EP96907351 A EP 96907351A EP 0813655 A1 EP0813655 A1 EP 0813655A1
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EP
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housing
pump
seal housing
seal
fan wheel
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Ralf Mann
Hauke Kuhrt
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Sterling Fluid Systems Germany GmbH
Sterling Fluid Systems GmbH
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Sterling Fluid Systems Germany GmbH
Sterling Fluid Systems GmbH
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    • 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
    • F04D7/06—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being hot or corrosive, e.g. liquid metals
    • 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
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/588—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps cooling or heating the machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/5893—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps heat insulation or conduction

Definitions

  • the invention is based on the object of improving a pump of the type mentioned in the preamble of claim 1 with regard to the cooling of the seal housing.
  • the solution according to the invention consists in the features of claim 1 and preferably the features of the subclaims.
  • the invention is characterized in that the conveying direction of the fan wheel runs from the pump to the bearing housing and that the air flow cross sections formed by the mudguard are arranged in the axial region of the seal housing and / or on the pump side thereof in such a way that the air has a radial directional component on the seal housing and / or the connection between the sealing housing and the pump housing meets and is deflected on the sealing housing towards the fan wheel.
  • the thermal insulation device can simply be formed by a sheet metal disk, which is placed in front of the pump housing and encloses a heat-insulating air space with the latter.
  • the seal housing can be expedient for the seal housing to be connected to the pump housing via a tube of small cross-section (DE-A 26 30 513) in order to reduce the heat flow to the seal housing. Furthermore, for the same reason, it may be expedient to provide the seal housing with circumferential grooves which at the same time enlarge the heat-emitting surface of the seal housing.
  • the bearing housing in such a way that it shields the motor from the fan.
  • the housing of the pump 1 comprises a cover 2, which forms a bearing 3 for the shaft 4 and is tightly connected to the rest of the pump housing in the region of an axially advanced collar 5.
  • the connection is brought about by screw bolts 6 which engage a ring 7 which is appropriately attached to the collar 5.
  • the housing hub 8 containing the bearing 3 is also opposite the housing wall connecting it to the collar 5 axially extended, and even further than the collar 5.
  • the space 9 in between is closed by a sheet metal plate 10, which acts in conjunction with the air space 9 as a thermal insulation device, because it releases the uninhibited heat from the cover 5 the ambient air prevents.
  • a flange 11 is attached to the housing hub 8 and carries the seal housing via a tube 12 of small cross-section, which is composed of a part 13 on the pump side and a part 14 remote from the pump.
  • the part 13 of the seal housing close to the pump contains circumferential grooves 15 which narrow the housing cross section which is available for the heat conduction from the pump to the seal 16.
  • the ring 7 connected to the pump housing bears a number (for example two to four) of longitudinal struts 17 which connect it to the flange 18 of the seal housing 19.
  • the parts 7, 17 and 18 form a lantern which connects the bearing housing 19 which is integrally connected to the pump housing.
  • a plurality of support projections 26 extend radially inward from the longitudinal struts 17 of the lantern to the sealing housing 13, 14 for the purpose of centering the same.
  • a roller bearing 20 for the shaft 4 is contained, which is designed here as a coupling bush 21 for receiving the stub shaft of a drive motor, which can be attached to the flange 18.
  • a protective plate 23 which encloses the one enclosed by the lantern 7, 17, 18 Encloses area and extends from the ring 7 to the flange 18. It contains supply and exhaust air cross sections in the form of holes 24, 25. The supply and exhaust air cross sections could also be designed differently.
  • the air inlet openings 24 are at an axial distance from the fan 22. Since the air enters through them with a mainly radial flow direction, it is directed onto the seal housing 13, 14 and onto the pipe section 12 before it is deflected axially and through the fan 22 is supplied to the outflow openings 25 via the surface of the bearing housing 19.
  • the mudguard 23 is designed to be non-interrupted in the area of the fan wheel 22 up to some axial distance on the pump side thereof in order to ensure an axial inflow of the cooling air to the fan wheel 22. Furthermore, the axial inflow is secured by the struts 17 of the lantern, which run parallel to the axis and act practically as guide devices.

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Description

Pumpe zur Förderung heißer Medien
Die Lebensdauer der Abdichtung und der Wälzlagerung einer Pum¬ penwelle ist temperaturabhängig. Mit steigender Temperatur des von der Pumpe zu fördernden Mediums - beispielsweise Heißöl von 350°C - werden steigende Anforderungen an die Tempera¬ turbeständigkeit bzw. Kühlung der Dichtungs- und Lagergehäuse gestellt. Es ist bekannt (EP-A 535365), das Dichtungsgehäuse einer Kreiselpumpe zur Förderung heißer Medien in axialem Ab¬ stand von dem Pumpengehäuse anzuordnen, das antriebseitige Wellenlager mit Abstand von dem Lagergehäuse anzuordnen und in dem Zwischenraum zwischen dem Wellenlager und dem Dich¬ tungsgehäuse einen Lüfter auf der Welle vorzusehen, der Umge¬ bungsluft ansaugt und in Richtung zur Pumpe hin axial über die Oberfläche des Dichtungsgehäuses treibt, um dieses zu kühlen. Diese Strömungsrichtung ist deshalb plausibel, weil der vom Lüfterrad ausgehende Strom höhere Geschwindigkeit als der An¬ saugstrom aufweist und weil der vom Dichtungsgehäuse und der Pumpenoberfläche erwärmte Luftstrom von dem temperatur¬ empfindlichen, jenseits des Lagergehäuses angeordneten An¬ triebsmotor weggeführt wird. Da es unerwünscht ist, durch den Luftstrom auch die Pumpe zu kühlen, ist bei der bekannten Pum¬ pe eine Wärmedämmeinrichtung auf der den Luftstrom zugewandten Seite der Pumpe vorgesehen.
Bei einer anderen bekannten Pumpe (GB-B-998313) wird durch das zwischen der Dichtung und dem Antriebsmotor befindliche Geblä¬ se Luft einem Wärmetauscher zugeführt, der die Dichtung mit gekühlter Flüssigkeit versorgt. Die vom Gebläse angesaugte Luft streicht an der dem Motor zugewendeten Stirnseite des Dichtungsgehäuses entlang und kühlt dieses . Da die Kühlwirkung hauptsächlich auf der unmittelbar der Dichtung zugeführten Kühlflüssigkeit beruht, sind keine Einrichtungen vorgesehen, die für eine intensive Luftkühlung des Dichtungsgehäuses sor¬ gen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der ein¬ gangs und im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art hin¬ sichtlich der Kühlung des Dichtungsgehäuses zu verbessern. Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie vorzugsweise den Merkmalen der Unteransprüche.
Demgemäß ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung des Lüfterrads von der Pumpe zum Lagergehäuse verläuft und daß die von dem Schutzblech gebildeten Luftzu¬ strömquerschnitte im Axialbereich des Dichtungsgehäuses und/oder pumpenseits davon derart angeordnet sind, daß die Luft mit radialer Richtungskomponente auf das Dichtungsgehäuse und/oder die Verbindung zwischen Dichtungsgehäuse und Pumpen¬ gehäuse trifft und am Dichtungsgehäuse zum Lüfterrad hin umge¬ lenkt wird.
Es ist überraschend, daß dadurch eine Intensivierung der Kühl¬ wirkung erreicht wird. Dies geht zum einen darauf zurück, daß die Wirkung des Lüfterrads verbessert wird, weil seine Ansaug¬ verhältnisse aufgrund der ihm axial zuströmenden Luft verbes¬ sert werden. Zum anderen beruht die Verbesserung darauf, daß die unmittelbar an der Oberfläche des Dichtungsgehäuses oder kurz davor stattfindende Umlenkung der Luftströmung den Wärme¬ übergang an der Oberfläche des Dichtungsgehäuses verbessert. Dabei sorgt die zwischen dem Pumpengehäuse und dem Dichtungs¬ gehäuse befindliche Wärmedämmeinrichtung dafür, daß der ange¬ saugte Luftstrom nicht unnötigerweise erwärmt wird, bevor er das Dichtungsgehäuse erreicht.
Die Wärmedämmeinrichtung kann einfach von einer Blechscheibe gebildet sein, die dem Pumpengehäuse vorgesetzt ist und mit diesem einen wärmedämmenden Luftraum einschließt.
Wie an sich bekannt, kann es zweckmäßig sein, daß das Dich¬ tungsgehäuse über ein Rohr geringen Querschnitts mit dem Pum- pengehäuse verbunden ist (DE-A 26 30 513), um den Wärmestrom zum Dichtungsgehäuse zu reduzieren. Ferner kann es aus demsel¬ ben Grund zweckmäßig sein, das Dichtungsgehäuse mit Umfangsnu- ten zu versehen, die gleichzeitig die wärmeabgebende Oberflä¬ che des Dichtungsgehäuses vergrößern.
Damit der Antriebsmotor nicht von der erwärmten Luft in Mit¬ leidenschaft gezogen wird, ist es zweckmäßig, das Lagergehäuse so auszubilden, daß es den Motor vom Lüfter abschirmt.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform in einem schematischen Längsschnitt veranschaulicht.
Das Gehäuse der Pumpe 1 umfaßt einen Deckel 2, der ein Lager 3 für die Welle 4 bildet und im Bereich eines axial vorgezogenen Kragens 5 mit dem übrigen Pumpengehäuse dicht verbunden ist. Die Verbindung wird durch Schraubbolzen 6 bewirkt, die an ei¬ nem auf den Kragen 5 passend angesetzten Ring 7 angreifen.
Die das Lager 3 enthaltende Gehäusenabe 8 ist gleichfalls ge¬ genüber der sie mit dem Kragen 5 verbindenden Gehäusewand axial verlängert, und zwar noch weiter als der Kragen 5. Der dazwischen befindliche Raum 9 ist von einer Blechscheibe 10 verschlossen, die in Verbindung mit dem Luftraum 9 als Wärme¬ dämmeinrichtung wirkt, weil sie die ungehemmte Abgabe von Wär¬ me vom Deckel 5 auf die Umgebungsluft verhindert.
An die Gehäusenabe 8 ist ein Flansch 11 angesetzt, der über ein Rohr 12 von geringem Querschnitt das Dichtungsgehäuse trägt, das sich aus einem pumpenseitigen Teil 13 und einem pumpenfernen Teil 14 zusammensetzt. Der pumpennahe Teil 13 des Dichtungsgehäuses enthält Umfangsnuten 15, die den Gehäuse¬ querschnitt einengen, der für die Wärmeleitung von der Pumpe zur Dichtung 16 zur Verfügung steht. Der mit dem Pumpengehäuse verbundene Ring 7 trägt eine Anzahl (beispielsweise zwei bis vier) von Längsstreben 17, die ihn mit dem Flansch 18 des Dichtungsgehäuses 19 verbinden. Die Teile 7, 17 und 18 bilden eine Laterne, die das einstückig damit verbundene Lagergehäuse 19 mit dem Pumpengehäuse verbindet. Von den Längsstreben 17 der Laterne erstrecken sich mehrere Stützvorsprünge 26 radial nach innen zum Dichtungsgehäuse 13, 14 zwecks Zentrierung des¬ selben.
In dem Lagergehäuse 19 ist ein Wälzlager 20 für die Welle 4 enthalten, die hier als Kupplungsbuchse 21 zur Aufnahme des Wellenstumpfs eines Antriebsmotors ausgebildet ist, der an dem Flansch 18 angebracht werden kann.
Zwischen dem Dichtungsgehäuse 13, 14 und dem Lagergehäuse 19 ist axialer Zwischenraum vorhanden, in welchem ein Lüfterrad 22 auf der Welle drehfest angeordnet ist. Es dient dazu, mit¬ tels aus der Umgebung angesaugter Kühlluft das Lagergehäuse 19 und das Dichtungsgehäuse 13, 14 zu kühlen.
Damit nicht jemand versehentlich zwischen den Längsstreben 17 in das umlaufende Lüfterrad 22 greift, ist ein Schutzblech 23 vorgesehen, das den von der Laterne 7, 17, 18 eingeschlossenen Bereich umschließt und von dem Ring 7 bis zum Flansch 18 reicht. Es enthält Zu- und Abluftquerschnitte in Form von Lö¬ chern 24, 25. Die Zu- und Abluftquerschnitte könnten auch an¬ ders ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß ist die Förderrichtung des Lüfterrads 22 so gewählt, daß die Förderung im Sinne der Pfeile von der Pumpe zur Antriebsseite hin verläuft. Die Lufteintrittsöffnungen 24 befinden sich in axialem Abstand vom Lüfter 22. Da die Luft durch sie mit hauptsächlich radialer Strömungsrichtung ein¬ tritt, wird sie auf das Dichtungsgehäuse 13, 14 sowie auf das Rohrstück 12 gelenkt, bevor sie axial umgelenkt wird und durch den Lüfter 22 über die Oberfläche des Lagergehäuses 19 den Ab¬ strömöffnungen 25 zugeführt wird. Das Schutzblech 23 ist im Bereich des Lüfterrads 22 bis in einigen axialen Abstand pum- penseits davon undurchbrochen ausgeführt, um einen axialen Zu¬ strom der Kühlluft zum Lüfterrad 22 zu gewährleisten. Ferner wird der axiale Zustrom durch die achsparallel verlaufenden Streben 17 der Laterne, die praktisch als Leiteinrichtungen wirken, gesichert.
Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise eine bessere Kühlung des Dichtungsgehäuses 13, 14 und des Lagergehäuses 19 als bei der herkömmlich umgekehrten Strömungsrichtung erreicht wird.

Claims

Pa en ansprüche
1. Pumpe zur Förderung heißer Medien mit einem Pumpenge¬ häuse, einem vom Pumpengehäuse entfernt angeordneten, mit diesem verbundenen Dichtungsgehäuse (13,14), einem mit Zwischenraum vom Dichtungsgehäuse (13,14) angeordneten Lagergehäuse (19), einem in dem Zwischenraum angeordneten Lüfterrad (22) und einer diese Teile durchziehenden Welle (4) und einem das Lüfterrad (22) umgebenden Schutzblech (23), das beiderseits des Lüfterrads (22) Luftzu- und Ab¬ strömquerschnitte (24, 25) bildet, die so angeordnet sind, daß das Dichtungsgehäuse im Luftstrom des Lüfter¬ rads (22) liegt, und einer Wärmedämmeinrichtung (10) zwi¬ schen dem Pumpengehäuse (2) und dem das Dichtungsgehäuse (13, 14) enthaltenden Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung des Lüfterrads (22) von der Pumpe (1) zum Lagergehäuse (19) verläuft und die Luftzuström¬ querschnitte (24) im Axialbereich des Dichtungsgehäuses (13, 14) und/oder pumpenseits davon derart angeordnet sind, daß die Luft mit radialer Richtungskomponente auf das Dichtungsgehäuse und/oder die Verbindung zwischen Dichtungsgehäuse und Pumpengehäuse trifft und am Dich¬ tungsgehäuse zum Lüfterrad hin umgelenkt wird.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmeinrichung eine dem Pumpengehäuse (2) vorge¬ setzte Blechscheibe (10) umfaßt, die mit dem größeren Teil der von ihr abgedeckten Oberfläche des Pumpengehäu¬ ses (2) einen Luftraum (9) einschließt.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsgehäuse (13,14) über ein Rohr (12) geringen Querschnitts mit dem Pumpengehäuse (2) verbunden ist.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Dichtungsgehäuse (13,14) zumindest in seinem pumpenseitigen Bereich (13) Umfangsnuten (15) auf¬ weist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der jenseits des Lagergehäuses (19) anzu¬ ordnende Antriebsmotor durch das Lagergehäuse (19) von dem Lüfter (22) abgeschirmt ist.
EP96907351A 1995-03-06 1996-03-05 Pumpe zur förderung heisser medien Expired - Lifetime EP0813655B1 (de)

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DE29503806U DE29503806U1 (de) 1995-03-06 1995-03-06 Pumpe zur Förderung heißer Medien
DE29503806U 1995-03-06
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EP0813655A1 true EP0813655A1 (de) 1997-12-29
EP0813655B1 EP0813655B1 (de) 1999-01-27

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EP (1) EP0813655B1 (de)
AT (1) ATE176302T1 (de)
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