EP1597483A1 - Schwingungsoptimierte rohrgehäusepumpe - Google Patents

Schwingungsoptimierte rohrgehäusepumpe

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EP1597483A1
EP1597483A1 EP04709130A EP04709130A EP1597483A1 EP 1597483 A1 EP1597483 A1 EP 1597483A1 EP 04709130 A EP04709130 A EP 04709130A EP 04709130 A EP04709130 A EP 04709130A EP 1597483 A1 EP1597483 A1 EP 1597483A1
Authority
EP
European Patent Office
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pump
base plate
pipe
lantern
housing
Prior art date
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EP04709130A
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English (en)
French (fr)
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EP1597483B1 (de
Inventor
Wolfgang Kochanowski
Holger Lutz
Peter Hartmann
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KSB AG
Original Assignee
KSB AG
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Publication date
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Publication of EP1597483A1 publication Critical patent/EP1597483A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1597483B1 publication Critical patent/EP1597483B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • 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
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a tubular housing pump, the running and guiding device of which is connected to a riser pipe, a shaft arranged inside the riser pipe driving the running device being connected to a drive arranged above the riser pipe, a multi-part lantern transmitting the weight of the drive into a foundation, an outer bearing element known per se is provided on the riser pipe and / or on the manifold and the riser pipe opens into a pressure-tight manifold housing.
  • tubular casing pumps are known, for example, from the KSB centrifugal pump lexicon, page 262, 3rd edition, July 1989. They are usually designed in one stage and serve to convey large quantities of liquid, an axial or semi-axial wheel often being used as the impeller.
  • a guide device is arranged downstream of the impeller, which opens into one or more risers, with the aid of which a conveyed fluid is removed.
  • a shaft driving the impeller is arranged within the risers.
  • a multi-part lantern arranged on an upper first foundation level absorbs the forces of the drive. The weight of manifolds,
  • the riser pipe, riser pipe parts, the shaft and the weight of a suspension pipe enveloping the shaft and carrying the running and guiding device are received on a lower second foundation level.
  • a manifold inlet flange with a larger diameter and resting on a crossbeam is formed in the transition area between the riser pipe and the manifold.
  • supports for the guide bearings of the shaft are arranged therein.
  • the tubular casing pump is designed with a pull-out running gear.
  • the lantern and possibly a device for an adjustable impeller the entire running gear is lifted out of the riser pipe. This saves opening pipes that are attached to the pump connection on the pressure side.
  • Page 222 of the KSB centrifugal pump lexicon shows an embodiment of a tubular casing pump in which an inlet nozzle is used instead of a suction line.
  • the tubular casing pump is suspended swinging freely in an inlet chamber or in an inlet basin.
  • their vibration behavior can sometimes lead to unfavorable resonance vibrations, which adversely affect the running behavior of the tubular casing pump.
  • the pump components are designed as cast structures that have good internal damping with regard to vibrations.
  • JP 62-107299 Another measure to solve such vibration problems is shown in JP 62-107299.
  • a so-called borehole pump with several stages is disclosed therein.
  • Such borehole pumps are very long and thin. In comparison to tubular casing pumps, they can only deliver small amounts to very high delivery heights. 4 and 5, known solutions are shown which provide support in the region of the pump stages with the aid of crossbeams or intermediate decks.
  • the invention is based on the problem of improving the vibration behavior of tubular housing pumps with the simplest of means and with reduced manufacturing expenditure.
  • the solution to this problem provides that a force-transmitting receptacle, guide and seal for the outer bearing element is provided in a base plate of a pressure-tight manifold housing. With this solution, the entire weight of the riser pipe is introduced via the bearing element in the shortest possible way into the bottom plate of the manifold housing, which creates the possibility of pulling out the pump part together with the riser pipes through the manifold housing. If the tubular casing pump is installed on only one foundation level, this is also the level that also absorbs the forces of the drive.
  • the length of the pump part to the outer bearing element and the length of the structure above the outer bearing element are only taken into account for the vibration calculation of the tubular housing pump, starting from the bearing level of the bearing element in the base plate.
  • the non-rotating pump part including the connected riser pipe and elbow parts form a pendulum system from a vibration point of view
  • the rotating part consisting of impeller with shaft
  • these two pendulum systems are primarily to be evaluated mathematically.
  • the base plate is a component of the multi-part lantern or that the base plate is a component of a pressure-tight manifold housing integrated in the lantern.
  • the vibration length of the stationary pump part can be defined in a simple manner.
  • the pendulum length is assumed to be the length up to the bearing for the absorption of the axial forces.
  • the drive is removed from the lantern in a manner known per se and then, after opening a pressure cover arranged on the manifold housing, the entire pump part including the manifold, riser pipe, shaft, impeller and all other internals are lifted out of the manifold housing.
  • a further embodiment provides that the shaft, which is connected to the running gear to transmit forces, is mounted in the lantern and above the pressure opening of the pump part. This results in a length to be taken into account when calculating the vibration behavior of the rotating parts, which is greater than the length of the riser pipe with the connected pump part.
  • Fig. 1 shows a tubular casing pump in section
  • Fig. 2 + 3 is an enlarged view of the storage of the pump part and the Fig. 4 shows an embodiment in a multi-stage design.
  • the multi-part lantern 2 consists of a motor lantern 2.1, which surrounds an axial bearing 5 of a shaft 6 and its shaft coupling 7.
  • the motor lantern 2.1 is supported by an intermediate lantern 2.2 on a manifold housing 2.3 that is pressure-tight in the lantern 2.
  • the weight forces of the motor 1 are guided into the foundation 3 from its base plate 2.4.
  • the motor lantern 2.1 can also be designed as a so-called slip-on lantern, which is placed over the intermediate lantern 2.2 and the manifold housing 2.3 and surrounds it with a larger diameter.
  • slip-on lantern also transfers the forces of the motor 1 directly into the foundation 3 in the plane of the base plate 2.4.
  • the pressure-tight manifold housing 2.3 and the intermediate lantern 2.2 are relieved of the weight of the engine.
  • the liquid-carrying pump part 4 consists of two interconnected riser pipes 9, in which the bearings 11 of the shaft 6 are held by means of guide elements 10.
  • an impeller 12 is arranged in the riser pipe 9 at the beginning of the pump part 4 seen in the flow direction.
  • the riser pipe 9 also partially takes on the function of a pump housing 8, since the flow-carrying internals 13 of the pump part 4 are also arranged therein.
  • Impeller 12, shown here in a semi-axial design, and flow-carrying internals 13 can also be part of a separate pump housing, which is connected to a riser pipe 9.
  • the shaft 6 As a result of the formation of the shaft 6 as a force-transmitting component for the illustrated impeller 12, its weight is also held by the shaft 6.
  • the pump part 4 is fastened to a pressure cover 14 of the manifold housing 2.3 and to the base plate 2.4.
  • a fluid conveyed by the impeller 12 through the riser pipes 9 flows through a manifold 15 connected to the riser pipes 9, which is removably arranged in the manifold housing 2.3.
  • the elbow 15 directs the fluid into a pipeline to be connected to the elbow - not shown here.
  • Such a pipeline is fastened in a liquid-tight manner to a flange arranged on the right-hand side of the manifold housing 2.4 in the drawing.
  • the manifold 15 is arranged free-standing in the manifold housing 2.4. There is a gap between an outlet opening of the manifold 15 and the inside diameter of the manifold housing 2.4. This decouples the manifold 15 from the manifold housing 2.4 and facilitates assembly or disassembly work by simply lifting out the pump part 4. No seal is required at the outlet of the manifold 15, since the interior of the manifold housing 2.3 is designed to be pressure-tight and filled with fluid.
  • An outer bearing element 17 is attached to the manifold 15, by means of which the weight of the non-rotating or stationary pump parts is transferred into the base plate 2.4.
  • the bearing element 17 can also be fastened to the riser pipe 9 when it protrudes into the manifold housing 2.3.
  • the location of the attachment depends on the selected size of the manifold 15, the manifold housing 2.4 or an adjacent riser pipe 9.
  • the manifold housing 2.3 is closed in a pressure-tight manner by the pressure cover 14.
  • a short support element 18 connects the manifold 15 to the pressure cover 14 in a force-transmitting manner the pressure cover 14.
  • a shaft seal known per se is arranged for the passage of the shaft 6.
  • the pump part 4 is designed as a welded construction. This even represents an advantage over a vibration-damping cast construction, since the formation of a defined vibration node in the area of the bearing element 17 resting on the base plate 2.4 results in a more controllable vibration behavior.
  • the motor 1 is lifted off the motor lantern 2.1 when the shaft coupling 7 is open. Then the pressure cover 14 is released from the liquid-tight manifold housing 2.3. Due to the support element 18 fastened to the elbow 15, which can also be designed as a tubular element, the weight of the pump part 4 bears on the pressure cover 14 during assembly or disassembly Bearing element 17 passed directly into the base plate 2.4. As a result of the storage, guidance and sealing on the bearing element 17, a decoupling takes place at this force-absorbing point of the base plate 2.4 from a static point of view, as a result of which a vibration node is simultaneously formed for the pipe housing pump.
  • this solution eliminates vibratable components, thereby reducing the number of natural frequencies to be taken into account and thus simplifying the calculation of the natural frequencies. Because the storage of the non-rotating pump parts in the base plate and the omission of an additional suspension tube surrounding the shaft, which was previously necessary, reduces the number of vibratable system parts and improves the vibration behavior of the tubular casing pump. This type of pump suspension thus also forms a defined vibration node for the overall system of the tubular casing pump.
  • the tubular casing pump is designed as a welded construction.
  • This allows a standardized design in which a size of a lantern 2 can be used for different riser pipe diameters.
  • the respective lantern 2 is designed for a maximum diameter of the pump part 4.
  • the width of the opening, in the area of which the outer bearing element 17 rests, is chosen to be so large that it is possible to pull out the components to be passed through, that is to say the largest complete pump part 4 for this manifold housing, including the riser pipes 9.
  • the installation of another bearing element 17 is then necessary.
  • FIG. 2 shown as a half-section, the bearing element 17 is shown in an enlarged representation, which transmits the forces in the base plate 2.4 and the foundation 3 in the shortest possible way.
  • the base plate 2.4 has an opening which is designed to receive the bearing element 17.
  • the illustration in FIG. 2 shows in the base plate 2.4 a conical or conical opening in which the bearing element 17 rests with a corresponding contour in a self-centering and force-transmitting manner.
  • additional sealing elements 19 for example sealing rings, are arranged.
  • liquid escape from the manifold housing 2.3 in the area of the base plate 2.4 is prevented.
  • Fig. 3 shows a modified embodiment of the bearing element 17, which is designed in the manner of an angle ring.
  • the transmission of forces is carried out here by an annular surface 20 which extends in the radial direction, while the centering takes place by means of an adjacent, low-tolerance fitting section 21.
  • the multi-stage pump part 4 is shown in two stages and, in contrast to FIG. 1, has separate pump housings 22, 23 which are interconnected by a riser pipe 9 or riser pipe parts 9.1.
  • the pump housing 8.1 of the second pump stage is connected to the elbow 15 by a shorter riser pipe section 9.1. In this design too, all diameters are selected so that the entire pump part 4 can be passed as a part through the base plate 2.4 without any problems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rohrgehäusepumpe, deren Lauf- und Leiteinrichtung mit einem Steigrohr (9) verbunden ist, wobei eine innerhalb des Steigrohres (9) angeordnete, die Laufeinrichtung antreibende Welle (6) mit einem oberhalb des Steigrohres angeordneten Antrieb (1) verbunden ist. Eine mehrteilige Laterne (2) überträgt die Gewichtskraft des Antriebes in ein Fundament (3). Am Steigrohr (9, 9.1) und/oder am Krümmer (15) ist ein an sich bekanntes äusseres Lagerelement (17) vorgesehen und das Steigrohr mündet in ein druckdichtes Krümmergehäuse (2.3) ein. Und in einer Bodenplatte (2.4) eines druckdichten Krümmergehäuses (2.3) ist eine kräfteübertragende Aufnahme, Führung und Dichtung für das äussere Lagerelement (17) vorgesehen.

Description

K S B A k t i e n g e s e l l s c h a f t
Beschreibung
Schwingungsoptimierte Rohrgehäusepumpe
Die Erfindung betrifft eine Rohrgehäusepumpe, deren Lauf- und Leiteinrichtung mit einem Steigrohr verbunden ist, wobei eine innerhalb des Steigrohres angeordnete, die Laufeinrichtung antreibende Welle mit einem oberhalb des Steigrohres angeordneten Antrieb verbunden ist, eine mehrteilige Laterne die Gewichtskraft des Antriebes in ein Fundament überträgt, am Steigrohr und/oder am Krümmer ein an sich bekanntes äuße- res Lagerelement vorgesehen ist und das Steigrohr in ein druckdichtes Krümmergehäuse einmündet.
Solche Rohrgehäusepumpen sind beispielsweise durch das KSB-Kreiselpumpen- lexikon, Seite 262, 3. Auflage, Juli 1989, bekannt. Sie sind gewöhnlich einstufig ausge- bildet und dienen zur Förderung großer Flüssigkeitsmengen, wobei als Laufrad häufig ein Axial- oder Halbaxialrad Verwendung findet. Dem Laufrad ist eine Leiteinrichtung nachgeordnet, die in ein oder mehrere Steigrohre einmündet, mit deren Hilfe ein gefördertes Fluid abtransportiert wird. Innerhalb der Steigrohre ist eine das Laufrad antreibende Welle angeordnet. Eine auf einer oberen ersten Fundamentebene angeordnete mehrteilige Laterne nimmt die Kräfte des Antriebes auf. Das Gewicht von Krümmer,
Steigrohr, Steigrohrteilen, der Welle und das Gewicht eines die Welle umhüllenden und die Lauf- und Leiteinrichtung tragenden Aufhängerohres wird auf einer unteren zweiten Fundamentebene aufgenommen. Dazu ist im Übergangsbereich zwischen Steigrohr und Krümmer ein im Durchmesser vergrößerter, auf einer Traverse aufliegender Krüm- mer-Eintrittsflansch ausgebildet. In Abhängigkeit von der Länge der Steigrohre sind darin Abstützungen für die Führungslager der Welle angeordnet. Für Wartungszwecke ist die Rohrgehäusepumpe mit ausziehbarem Laufzeug ausgebildet. Dazu wird nach Entfernen des Antriebes, der Laterne und gegebenenfalls einer Einrichtung für ein verstellbares Laufrad, das gesamte Laufzeug aus dem Steigrohr herausgehoben. Dies erspart ein Öffnen von Rohrleitungen, die am druckseitigen Pum- penanschluss befestigt sind.
Die Seite 222 des KSB-Kreiselpumpenlexikons zeigt eine Ausführungsform einer Rohrgehäusepumpe, bei der eine Einlaufdüse anstelle einer Saugleitung Anwendung findet. Bei dieser Ausführungsform ist die Rohrgehäusepumpe frei schwingend in einer Ein- laufkammer oder in einem Einlaufbecken aufgehängt. In Abhängigkeit von der Länge solcher frei aufgehängten Rohrgehäusepumpen kann deren Schwingungsverhalten mitunter zu ungünstigen Resonanzschwingungen führen, welche das Laufverhalten der Rohrgehäusepumpe nachteilig beeinflussen. Aus diesem Grunde werden die Pumpenbauteile als Gusskonstruktionen ausgeführt, die im Hinblick auf Schwingungen eine gute Eigendämpfung aufweisen.
Eine andere Maßnahme zur Lösung solcher Schwingungsprobleme zeigt die JP 62- 107299. Darin ist eine sogenannte Bohrlochpumpe mit mehreren Stufen offenbart. Solche Bohrlochpumpen sind sehr lang und dünn ausgeführt. Im Vergleich zu Rohrge- häusepumpen können sie nur geringe Fördermengen auf sehr große Förderhöhen fördern. In den Fig. 4 und 5 sind bekannte Lösungen gezeigt, die mit Hilfe von Traversen oder Zwischendecks eine Abstützung im Bereich der Pumpenstufen vorsehen. Dagegen wird als Verbesserung vorgeschlagen, mit Hilfe von mehreren und über den Umfang des Pumpenteils verteilt angeordneten Spannseilen eine Stabilisierung der Bohrlochpumpe zu erhalten. Zu diesem Zweck werden die Spannseile bis zur Motorlaterne hochgeführt und dort verankert.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, das Schwingungsverhalten von Rohrgehäusepumpen mit einfachsten Mitteln bei reduziertem Herstellungsaufwand zu verbes- sern. Die Lösung dieses Problems sieht vor, dass in einer Bodenplatte eines druckdichten Krümmergehäuses eine kräfteübertragende Aufnahme, Führung und Dichtung für das äußere Lagerelement vorgesehen ist. Mit dieser Lösung wird das gesamte Gewicht des Steigrohres über das Lagerelement auf kürzestem Wege in die Bodenplatte des Krümmergehäuses eingeleitet, wodurch die Möglichkeit zum Herausziehen des Pumpenteiles mitsamt den Steigrohren durch das Krümmergehäuse geschaffen wird. Bei einer Aufstellung der Rohrgehäusepumpe auf nur einer Fundamentebene ist dies gleichzeitig auch diejenige Ebene, die zusätzlich die Kräfte des Antriebes mit aufnimmt. Durch die Abstützung des äußeren Lagerelementes direkt in der Bodenplatte des Krümmergehäuses ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass in der Lagerebene des Lagerelementes gewissermaßen ein definierter Schwingungsknoten für das aus Antrieb und Pumpe bestehende schwingungsfähige System geschaffen wird. Dies trifft auch bei einer an sich bekannten Aufstellung der Rohrgehäusepumpe über zwei Fundamentebenen zu. Die dann obere Fundamentebene nimmt die Kräfte des Antriebes auf und die untere Fundamentebene nimmt die Kräfte des Pumpenteiles mit Steigrohrteilen und Krümmer auf, wobei für das Gesamtsystem der Rohrgehäusepumpe der Schwingungsknoten in der Bodenplatte des Krümmergehäuses bestehen bleibt.
Dadurch wird zur Schwingungsberechnung der Rohrgehäusepumpe nur noch, ausgehend von der Lagerebene des Lagerelementes in der Bodenplatte, die Länge des Pumpenteiles bis zum äußeren Lagerelement und die Länge des Aufbaues oberhalb des äußeren Lagerelementes berücksichtigt. Somit bildet der nichtrotierende Pumpenteil inklusive der angeschlossenen Steigrohr- und Krümmerteile aus schwingungstechni- scher Sicht ein Pendelsystem, während der rotierende Teil, bestehend aus Laufrad mit Welle, aus schwingungstechnischer Sicht ein weiteres Pendelsystem bildet. Für die Schwingungsberechnung der Rohrgehäusepumpe sind primär diese zwei Pendelsysteme rechnerisch auszuwerten. Ausgestaltungen sehen hierzu vor, dass die Bodenplatte ein Bestandteil der mehrteiligen Laterne ist oder dass die Bodenplatte ein Bestandteil eines in die Laterne integrierten druckdichten Krümmergehäuses ist. Somit kann durch die Integration in die Bodenplatte in einfacher Weise die Schwingungslänge des stillstehenden Pumpenteiles definiert bestimmt werden. Und für die Berechnung der Schwingungen des rotierenden Pumpenteiles wird als Pendellänge dessen Länge bis zum Lager für die Aufnahme der Axialkräfte angenommen.
Für Wartungszwecke wird in an sich bekannter Art der Antrieb von der Laterne entfernt und dann nach Öffnen eines am Krümmergehäuse angeordneten Druckdeckels der komplette Pumpenteil mitsamt Krümmer, Steigrohr, Welle, Laufrad und allen weiteren Einbauten aus dem Krümmergehäuse gehoben. Diese Lösung hat den Vorteil, dass auf ein langes Aufhängerohr, welches zur Übertragung der Gewichtskräfte des Laufzeuges und der Einbauten bisher erforderlich ist, vollständig verzichtet werden kann. Dies redu- ziert in weiterer vorteilhafter Weise die Anzahl der schwingungsfähigen Komponenten. Somit ist eine einfachere und gleichzeitig präzisere Schwingungsberechnung möglich.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die mit dem Laufzeug kräfteübertragend verbundene Welle in der Laterne und oberhalb der Drucköffnung des Pumpenteiles gelagert ist. Somit ergibt sich für die Berechnung des Schwingungsverhaltens der rotierenden Teile eine zu berücksichtige Länge, die größer als die Länge des Steigrohres mit dem angeschlossenen Pumpenteil ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
Fig. 1 eine Rohrgehäusepumpe im Schnitt, die
Fig. 2 + 3 eine vergrößerte Darstellung der Lagerung des Pumpenteiles und die Fig. 4 eine Ausführungsform in mehrstufiger Bauform.
Die in Fig. 1 dargestellte, frei aufgehängte Rohrgehäusepumpe verfügt über einen Motor 1 , dessen Gewichts- und Reaktionskräfte eine Laterne 2 in ein Fundament 3 leitet, welches auch die Kräfte eines Pumpenteiles 4 aufnimmt. Die mehrteilig ausgebildete Laterne 2 besteht aus einer Motorlaterne 2.1 , welche eine Axiallagerung 5 einer Welle 6 und deren Wellenkupplung 7 umgibt. Die Motorlaterne 2.1 stützt sich über eine Zwischenlaterne 2.2 auf einem in der Laterne 2 druckdicht ausgebildeten Krümmergehäuse 2.3 ab. Von dessen Bodenplatte 2.4 werden die Gewichtskräfte des Motors 1 in das Fundament 3 geleitet.
Für diejenigen Anwendungsfälle, bei denen das Gewicht des Motors 1 zu groß ist, kann die Motorlaterne 2.1 auch als eine sogenannte Überstülplaterne ausgebildet sein, welche über die Zwischenlaterne 2.2 und das Krümmergehäuse 2.3 gestülpt ist und diese auf größeren Durchmesser umgibt. Auch eine solche Überstülplaterne leitet die Kräfte des Motors 1 direkt in der Ebene der Bodenplatte 2.4 ins Fundament 3 ab. Somit wird das druckdichte Krümmergehäuse 2.3 und die Zwischenlaterne 2.2 vom Gewicht des Motors entlastet.
Der Flüssigkeit führende Pumpenteil 4 besteht aus zwei miteinander verbundenen Steigrohren 9, in denen mit Hilfe von Führungselementen 10 die Lager 11 der Welle 6 gehalten sind. Gleichzeitig ist in dem Steigrohr 9 an dem in Strömungsrichtung gesehenen Anfang des Pumpenteiles 4 ein Laufrad 12 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel übernimmt das Steigrohr 9 teilweise auch die Funktion eines Pumpengehäuses 8, da darin auch die strömungsführenden Einbauten 13 des Pumpenteiles 4 angeordnet sind. Dabei handelt es sich um Energie umwandelnde Leiteinrichtungen in Form von Leitschaufeln, Leitkanälen oder Leiträdern. Laufrad 12, hier dargestellt in Halbaxialbauweise, und strömungsführende Einbauten 13 können auch Bestandteil eines separaten Pumpengehäuses sein, welches mit einem Steigrohr 9 verbunden ist. In Folge der Ausbildung der Welle 6 als kräfteübertragendes Bauteil für das dargestelltes Laufrad 12 wird dessen Gewicht ebenfalls von der Welle 6 gehalten. Das Gewicht der rotierenden Pumpenteile, also Welle 6 und Laufrad 12 sowie eventueller Wellenkupplungen 7.1 bei Verwendung einer mehrteiligen Welle, wird von dem Axiallager 5 aufgenommen.
Befestigt ist der Pumpenteil 4 an einem Druckdeckel 14 des Krümmergehäuses 2.3 und an der Bodenplatte 2.4. Ein vom Laufrad 12 durch die Steigrohre 9 gefördertes Fluid durchströmt einen mit den Steigrohren 9 verbundenen Krümmer 15, der herausnehm- bar im Krümmergehäuse 2.3 angeordnet ist. Der Krümmer 15 leitet das Fluid in eine an den Krümmer anzuschließende - hier nicht dargestellte - Rohrleitung. Eine solche Rohrleitung wird an einem in der Zeichnung rechtsseitig vom Krümmergehäuses 2.4 angeordneten Flansch flüssigkeitsdicht befestigt.
Der Krümmer 15 ist im Krümmergehäuse 2.4 freistehend angeordnet. Zwischen einer Austrittsöffnung des Krümmers 15 und dem Innendurchmesser des Krümmergehäuses 2.4 existiert ein Spalt. Dieser entkoppelt den Krümmer 15 vom Krümmergehäuses 2.4 und erleichtert die Montage- oder Demontagearbeiten durch einfaches Herausheben des Pumpenteiles 4. Am Austritt des Krümmers 15 ist keine Dichtung erforderlich, da der Innenraum des Krümmergehäuses 2.3 druckdicht ausgebildet und mit Fluid gefüllt ist.
Am Krümmer 15 ist ein äußeres Lagerelement 17 angebracht, mit dem das Gewicht der nichtrotierenden oder stillstehenden Pumpenteile in die Bodenplatte 2.4 übertragen wird. Das Lagerelement 17 kann auch am Steigrohr 9 befestigt sein, wenn dieses in das Krümmergehäuse 2.3 hineinragt. Der Ort der Anbringung ist abhängig von der gewählten Größe des Krümmers 15, des Krümmergehäuses 2.4 oder eines daran angrenzenden Steigrohres 9. Druckdicht verschlossen ist das Krümmergehäuse 2.3 durch den Druckdeckel 14. Ein kurzes Tragelement 18 verbindet den Krümmer 15 kräfteübertragend mit dem Druckdeckel 14. Dieses Tragelement 18 dient weiterhin als Führung für den Krümmer 15 im Druckdeckel 14 und als Dichtung im Bereich der Durchführung der Welle 6 durch den Druckdeckel 14. Im Bereich des Druckdeckels 14 ist für die Durchführung der Welle 6 eine an sich bekannte Wellenabdichtung angeordnet. Aus Gründen einer vereinfachten Fertigung und Gewichtsreduzierung ist der Pumpenteil 4 als Schweißkonstruktion ausgebildet. Dies stellt gegenüber einer schwingungsdämpfenden Gusskonstruktion sogar einen Vorteil dar, da sich infolge der Ausbildung eines definierten Schwingungsknotens im Bereich der Auflage des Lagerelementes 17 an der Bodenplatte 2.4 ein besser beherrschbares Schwingungsverhalten ergibt.
Für Demontagezwecke des Pumpenteiles 4 wird der Motor 1 bei geöffneter Wellenkupplung 7 von der Motorlaterne 2.1 abgehoben. Danach wird vom flüssigkeitsdichten Krümmergehäuse 2.3 der Druckdeckel 14 gelöst. Durch das am Krümmer 15 befestigte Tragelement 18, welches auch als ein Rohrelement ausgebildet sein kann, lastet während einer Montage oder Demontage das Gewicht des Pumpenteiles 4 am Druckdeckel 14. Dagegen wird im montierten Zustand und während des Betriebes das Gewicht des nichtrotierenden Pumpenteiles über das äußere Lagerelement 17 direkt in die Boden- platte 2.4 geleitet. Infolge der Lagerung, Führung und Abdichtung am Lagerelement 17 findet an dieser kräfteaufnehmenden Stelle der Bodenplatte 2.4 aus statischer Sicht eine Entkoppelung statt, wodurch gleichzeitig für die Rohrgehäusepumpe ein Schwingungsknoten gebildet wird.
Dies erleichtert die Schwingungsberechnung der Rohrgehäusepumpe wesentlich. Für die Berechnung der Eigenfrequenzen des Gesamtsystems werden die Bauteillängen des Pumpenteiles 4 bis zum Schwingungsknoten in dem Lagerelement 17 mit dem jeweiligen Krümmeranteil oder Steigrohranteil und die oberhalb des Schwingungsknoten befindlichen Längen des Motorsl mit den entsprechenden Teilen der Laterne 2 berücksichtigt. Dazu ist in vereinfachender Weise nur die Pendellänge PLP für den Pumpenteil 4 und die Pendellänge PLA für die Laterne mit dem Motor in Ansatz zubringen. Ausgangspunkt für die Bestimmung dieser Pendellängen ist der zwischen dem äußeren Lagerelement 17 und der Bodenplatte 2.4 geschaffene Schwingungsknoten. Eine Pendellänge PLR berücksichtigt dabei das Schwingungsverhalten des rotierenden Systems, wobei dazu der Abstand zwischen dem Laufrad 12 und dem Axiallager 5 benutzt wird.
Gegenüber den bekannten Pumpenausführungen erfolgt mit dieser Lösung die Eliminierung von schwingungsfähigen Bauteilen, wodurch die Anzahl der zu berücksichtigenden Eigenfrequenzen reduziert und damit die Berechnung der Eigenfrequenzen vereinfacht wird. Denn die Lagerung der nichtrotierenden Pumpenteile in der Bodenplatte sowie der Verzicht auf ein bisher notwendiges, die Welle umgebendes zusätzliche Aufhängerohr reduziert die Anzahl schwingungsfähiger Systemteile und verbessert das Schwingungsverhalten der Rohrgehäusepumpe. Diese Art einer Pumpenaufhängung bildet also gleichzeitig für das Gesamtsystem der Rohrgehäusepumpe einen definierten Schwingungsknoten.
Aus Gründen der höheren Festigkeit, einer Gewichtsreduzierung sowie verbesserter Fertigungsmöglichkeiten ist die Rohrgehäusepumpe als Schweißkonstruktionen ausge- bildet. Dies erlaubt eine standardisierte Bauform, bei der eine Baugröße einer Laterne 2 für unterschiedliche Steigrohrdurchmesser Anwendung finden kann. Dazu wird die jeweilige Laterne 2 für einen maximalen Durchmesser des Pumpenteiles 4 ausgelegt. Und in der Bodenplatte 2.4 wird die Weite der Öffnung, in deren Bereich das äußere Lagerelement 17 anliegt, so groß gewählt, dass ein Herausziehen der hindurchzufüh- renden Bauteile, also des für dieses Krümmergehäuse größten kompletten Pumpenteiles 4 inklusive der Steigrohre 9, möglich ist. Für kleinere Baugrößen der Rohrgehäusepumpe ist dann nur der Einbau eines anderen Lagerelementes 17 notwendig. Dieses gleicht dann die Durchmesserunterschiede zwischen der das Lagerelement 17 aufnehmenden Öffnung in der Bodenplatte 2.4 und den Durchmessern von Steigrohr 9 und/oder Krümmer 15 aus. In der als Halbschnitt dargestellten Fig. 2 ist in einer vergrößerten Darstellung das Lagerelement 17 gezeigt, welches auf kürzestem Wege die Kräfte in die Bodenplatte 2.4 und das Fundament 3 übertragt. Die Bodenplatte 2.4 weist eine Öffnung auf, die zur Aufnahme des Lagerelementes 17 ausgebildet ist. Die Darstellung der Fig. 2 zeigt in der Bodenplatte 2.4 eine konisch oder kegelförmig gestaltete Öffnung, in der das Lagerelement 17 mit einer entsprechenden Kontur selbstzentrierend und kräfteübertragend anliegt. Zur Verbesserung der Dichtwirkung zwischen den aneinanderliegenden Teilen sind zusätzliche Dichtelemente 19 , beispielsweise Dichtringe, angeordnet. Somit wird in einfachster Weise ein Flüssigkeitsaustritt aus dem Krümmergehäuse 2.3 im Bereich der Bodenplatte 2.4 verhindert.
Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Lagerelementes 17, welches nach Art eines Winkelringes gestaltet ist. Die Kräfteübertragung übernimmt hier eine sich in Radialrichtung fianschförmig erstreckende Ringfläche 20, während die Zentrierung durch einen angrenzenden, geringe Toleranzen aufweisenden Passungsabschnitt 21 erfolgt. Diese Lösung ermöglicht zwar eine einfachere Fertigung, sie erfordert jedoch eine höhere Sorgfalt bei der Montage. Auch hier unterstützen Dichtelemente 19 die Abdichtung.
Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform. Der mehrstufige Pumpenteil 4 ist zweistufig dargestellt und weist im Unterschied zur Fig. 1 separate Pumpengehäuse 22, 23 auf, die untereinander durch ein Steigrohr 9 oder Steigrohrteile 9.1 miteinander verbunden sind. Die Pumpengehäuse 8.1 der 2. Pumpenstufe ist hierbei durch einen kürzeren Steigrohrabschnitt 9.1 mit dem Krümmer 15 verbunden. Auch bei dieser Bauform sind alle Durchmesser so gewählt, dass der komplette Pumpenteil 4 als ein Teil problemlos durch die Bodenplatte 2.4 hindurchgeführt werden kann.
Somit ist in einfachster Weise durch modulartigen Zusammenbau eine Anpassung einer solchen Rohrgehäusepumpe an größere Baulängen möglich. Durch Hintereinander- schalten solcher für große Fördermengen ausgelegter Laufradhydrauliken können auch Problemfälle mit notwendigen größeren Förderhöhen gelöst werden.
Die notwendige Zentrierung zwischen Pumpengehäusen, Steigrohren oder Steigrohr- teilen mit den darin angeordneten Wellenlagerungen erfolgt durch an sich bekannte Passelemente. Dies sind beispielsweise Passstifte, die in einander zugeordneten Flächen, wie Steigrohrflanschflächen, eingearbeitet sind. Somit ist in einfacher und schneller Weise bei einem eventuellen Wartungsfall eines Lagers 11 durch standardisierte Bauteile ein Austausch möglich, ohne dabei das Schwingungsverhalten des Ge- samtsystems negativ zu beeinflussen.

Claims

Patentansprüche
1. Rohrgehäusepumpe, deren Lauf- und Leiteinrichtung mit einem Steigrohr verbunden ist, wobei eine innerhalb des Steigrohres angeordnete, die Laufeinrichtung antreibende Welle mit einem oberhalb des Steigrohres angeordneten Antrieb verbunden ist, eine mehrteilige Laterne die Gewichtskraft des Antriebes in ein Fundament überträgt, am Steigrohr und/oder am Krümmer ein an sich bekanntes äußeres Lagerelement vorgesehen ist und das Steigrohr in ein druckdichtes Krümmergehäuse einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bodenplatte (2.4) eines druckdichten Krümmergehäuses (2.3) eine kräfteübertragende Aufnahme, Führung und Dichtung für das äußere Lagerelement (17) vorgesehen ist.
2. Rohrgehäusepumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Boden- platte (2.4) ein Bestandteil der mehrteiligen Laterne (2) ist.
3. Rohrgehäusepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2.4) ein Bestandteil eines in die Laterne (2) integrierten druckdichten Krümmergehäuses (2.3) ist.
4. Rohrgehäusepumpe nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Laufzeug kräfteübertragend verbundene Welle (6) in der Laterne (2, 2.1) und oberhalb der Drucköffnung des Pumpenteiles (4) gelagert ist.
5. Rohrgehäusepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bodenplatte(2.4) und äußerem Lagerelement (17) ein Schwingungsknoten für eine Schwingungsberechnung der nichtrotierenden Pumpenteile (4) ausgebildet ist.
6. Rohrgehäusepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich vom Schwingungsknoten in der Bodenplatte (2.4) eine Pendellänge (PLP) des Pumpenteiles (4) und eine Pendellänge (PLA) des Antriebsteiles (1 , 2) erstreckt.
7. Rohrgehäusepumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Bodenplatte (2.4) liegende Schwingungsknoten innerhalb einer Pendellänge (PLR) des von Welle (6) und Laufrad (12) gebildeten rotierenden Pumpenteiles (4) angeordnet ist.
8. Rohrgehäusepumpe nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Axiallager (5) und unterem Laufrad (12) die Pendellänge (PLR) des rotierenden Pumpenteiles (4) bestimmt.
9. Rohrgehäusepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsknoten in einer Öffnung der Bodenplatte (2.4) angeordnet ist.
10. Rohrgehäusepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenteil (4) durch die Bodenplatte (2.4) durchführbar ist.
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