EP3673178A1 - Rohr-axialpumpe - Google Patents

Rohr-axialpumpe

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EP3673178A1
EP3673178A1 EP18758843.9A EP18758843A EP3673178A1 EP 3673178 A1 EP3673178 A1 EP 3673178A1 EP 18758843 A EP18758843 A EP 18758843A EP 3673178 A1 EP3673178 A1 EP 3673178A1
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pump
impeller
motor
liquid
axial
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00Axial-flow pumps
    • F04D3/005Axial-flow pumps with a conventional single stage rotor

Definitions

  • the present invention relates to a pipe axial pump for installation in a pipe system.
  • the inventor has set itself the task of specifying a tube Axialpupe that can be integrated without major structural changes to the existing system structure in an existing pipe or tunnel system.
  • the pipe axial pump according to the invention is characterized by freedom from maintenance and environmental friendliness, since the pipe axial pump according to the invention is free of water polluting substances.
  • the inventor has recognized that the stated object can be achieved by a tubular axial pump with the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims of claim 1. The solution according to the invention is explained below with reference to figures. The following is shown in detail:
  • FIG. 1 pipe axial-flow pump according to the invention
  • Figure 2 pipe axial-flow pump according to the invention in section.
  • Figure 1 shows a pipe-axial pump according to the invention.
  • the pump housing which is designated 3, cut to share the view of the underlying pump.
  • the pump comprises an impeller designated by 1.
  • the impeller 1 is arranged in an impeller chamber which surrounds it and which is denoted by 2.
  • the impeller chamber 2 is part of the pump housing and may be spherical or cylindrical. In the first case, the impeller chamber 2 is divided.
  • the pump further comprises a motor, which is denoted by 4 and enclosed by a motor housing.
  • the impeller 1 is connected to the motor 4 so as to be driven thereby, and includes a hub and a plurality of blades.
  • the blades can be rigidly or rotatably mounted connected to the hub of the impeller 1.
  • the motor 4 may be configured to rotate at a constant or variable speed.
  • the unit of motor 4 and impeller 1 is held centrally by a plurality of so-called traverses in the pump housing 3, wherein one of the trusses is denoted by 5.
  • the pump housing 3, which wraps around the pump, is substantially tubular, the diameter of this tube need not be constant, and has a first opening for receiving the liquid to be pumped, which is in the vicinity of the impeller 1, and a second opening for discharging the liquid to be pumped, which is located in the vicinity of the motor 4.
  • the trusses 5 are supported on the outside of the pump housing 3 and inside of the motor housing.
  • the liquid flowing into the pump during operation from the first opening receives a certain amount of twist when passing through the impeller.
  • the trusses are designed so that they can reduce the swirl of the liquid.
  • the motor housing is flowed around during operation of the liquid to be pumped.
  • the two openings of the pump housing 3 may be circular, which facilitates the integration of the axial pump in an existing tube system. In other installation situations, the However, openings also have other cross-sectional shapes.
  • the pump housing 3 may include means for supporting the pump on the ground or suspending the pump on suitable supporting structures.
  • Figure 3 shows a pipe-axial pump according to the invention in longitudinal section, which allows insight into the motor housing.
  • the engine 4 has two bearings.
  • a first bearing which is designated 61, is designed as a combined track and guide bearing and arranged between the impeller 1 and the rotor of the motor 4.
  • a second bearing which is designated 62, is designed as a guide bearing and arranged at the end facing away from the impeller 1 of the motor housing.
  • Both bearings 61 and 62 are lubricated by the liquid to be pumped, which is made possible by the fact that the motor housing is not sealed against the liquid flowing around the motor housing, so that the motor housing is filled by the liquid to be pumped. This avoids oil lubrication that could potentially contaminate the fluid being pumped.
  • the axial tube pump according to the invention can also be used for pumping drinking water.
  • the motor 4, which drives the impeller 1 is disposed within the liquid-conducting region, an outwardly guided pump shaft, including the associated sealing of the rotary feedthrough becomes superfluous. Only the control and power cables have to be led to the outside. Also, no arcuate arrangement of the liquid-carrying part of the pump is required, whereby the pump according to the invention is designed substantially smaller and more compact than comparable classic axial pumps.
  • the pump according to the invention can thus be easily integrated into an existing pipe or tunnel system without major structural changes. By lubrication with the liquid to be pumped, the pump is largely maintenance-free and environmentally friendly. For the maintenance case The entire pump can be removed and overhauled in one piece or in parts.
  • the pump according to the invention can be installed at any angle in an existing or new pipe or tunnel system. It is possible to adjust the liquid inlet and outlet from the axial pipe pump according to the application (flange connection, direct connection to the existing pipe or tunnel system, etc.). As a possible application of the tube-axial pump according to the invention, the installation of the pump in a horizontal design in a drinking water pumping plant to increase the suction pressure of the main pump is called.

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Abstract

Rohr-Axialpumpe zum Pumpen einer Flüssigkeit, wobei der Motor (4) der Pumpe von der zu pumpenden Flüssigkeit umströmt angeordnet ist, so dass keine aufwändigen Drehdurchführungen der Pumpenwelle durch das Rohrsystem notwendig sind. Ferner werden die Lager (61, 62) des Motors durch die zu pumpende Flüssigkeit geschmiert, sodass eine riskante Ölschmierung unterbleiben kann. Dadurch ist die Rohr-Axialpumpe für den Einsatz in Trinkwasserleitungen geeignet.

Description

Rohr-Axialpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohr-Axialpumpe für den Einbau in ein Rohr- bzw. Stollensystem.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Rohr-Axialpumpen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Pumpenlaufrades außerhalb des wassergeführten Bereichs angeordnet ist. Eine solche Rohr-Axialpumpe geht beispielsweise aus der CH 150076 hervor. Dies macht eine gedichtete Durchführung der Pumpenwelle und ein Winkelgetriebe oder eine bogenförmige Anordnung des wasserführenden Teiles der Pumpe notwendig.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, eine Rohr-Axialpupe anzugeben, die ohne größere bauliche Veränderungen der bestehenden Anlagenstruktur in ein bestehenden Rohr- bzw. Stollensystem integriert werden kann. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Rohr-Axialpumpe durch Wartungsfreiheit und Umweltfreundlichkeit aus, da die erfindungsgemäße Rohr-Axialpumpe frei von wassergefährdenden Stoffen ist. Der Erfinder hat erkannt, dass die gestellte Aufgabe durch eine Rohr-Axialpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst werden kann. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen. Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
Figur 1 Erfindungsgemäße Rohr-Axialpumpe; Figur 2 Erfindungsgemäße Rohr-Axialpumpe im Schnitt. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Rohr-Axial pumpe. Dabei ist das Pumpengehäuse, welches mit 3 bezeichnet ist, angeschnitten, um den Blick auf die darunter liegende Pumpe freizugeben. Die Pumpe umfasst ein Laufrad, welches mit 1 bezeichnet ist. Das Laufrad 1 ist in einer dasselbe umschlingenden Laufradkammer angeordnet, welche mit 2 bezeichnet ist. Die Laufradkammer 2 ist Teil des Pumpengehäuses und kann kugelförmig oder zylinderförmig sein. Im ersten Fall ist die Laufradkammer 2 geteilt. Die Pumpe umfasst ferner einen Motor, welcher mit 4 bezeichnet und von einem Motorgehäuse umschlossen ist. Das Laufrad 1 ist so mit dem Motor 4 verbunden, dass es von diesem angetrieben werden kann, und umfasst eine Nabe und eine Vielzahl von Laufschaufeln. Die Laufschaufeln können starr oder drehbar gelagert mit der Nabe des Laufrades 1 verbunden sein. Der Motor 4 kann so ausgebildet sein, dass er mit konstanter oder variabler Drehzahl rotieren kann. Die Einheit aus Motor 4 und Laufrad 1 wird durch eine Vielzahl von sogenannten Traversen zentrisch im Pumpengehäuse 3 gehalten, wobei eine der Traversen mit 5 bezeichnet ist. Das Pumpengehäuse 3, welches die Pumpe umschlingt, ist im Wesentlichen röhrenförmig, wobei der Durchmesser dieser Röhre nicht konstant sein muss, und hat eine erste Öffnung zur Aufnahme der zu pumpenden Flüssigkeit, welche sich in der Nähe des Laufrades 1 befindet, und eine zweite Öffnung zur Abgabe der zu pumpenden Flüssigkeit, welche sich in der Nähe des Motors 4 befindet. Die Traversen 5 stützen sich außen am Pumpengehäuse 3 und innen am Motorgehäuse ab. Die während dem Betrieb von der ersten Öffnung in die Pumpe einströmende Flüssigkeit erhält beim Passieren des Laufrades einen gewissen Drall. Die Traversen sind dabei so ausgebildet, dass sie den Drall der Flüssigkeit reduzieren können. Das Motorgehäuse wird während dem Betrieb vom der zu pumpenden Flüssigkeit umströmt. Die beiden Öffnungen des Pumpengehäuses 3 können kreisförmig ausgebildet sein, was die Integration der Axialpumpe in ein bestehendes Röhrensystem erleichtert. Bei anderen Einbausituationen, können die Öffnungen jedoch auch andere Querschnittsformen aufweisen. Das Pumpengehäuse 3 kann Einrichtungen aufweisen, die eine Abstützung der Pumpe auf dem Untergrund oder ein Aufhängen der Pumpe an geeigneten Tragstrukturen ermöglichen.
Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Rohr-Axial pumpe im Längsschnitt, welcher den Einblick in das Motorgehäuse ermöglicht. Der Motor 4 weist zwei Lager auf. Ein erstes Lager, welches mit 61 bezeichnet ist, ist als kombiniertes Spur- und Führungslager ausgebildet und zwischen dem Laufrad 1 und dem Läufer des Motors 4 angeordnet. Ein zweites Lager, welches mit 62 bezeichnet ist, ist als Führungslager ausgebildet und am vom Laufrad 1 abgewandten Ende des Motorgehäuses angeordnet. Beide Lager 61 und 62 werden durch die zu pumpende Flüssigkeit geschmiert, was dadurch ermöglicht wird, dass das Motorgehäuse nicht gegen die das Motorgehäuse umströmende Flüssigkeit gedichtet ist, so dass das Motorgehäuse von der zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt ist. Dadurch wird eine Schmierung durch Öl vermieden, das potentiell die zu pumpende Flüssigkeit kontaminieren könnte. Dadurch kann die erfindungsgemäße Axial-Rohrpumpe auch zum Pumpen von Trinkwasser benutzt werden. Dadurch dass der Motor 4, der das Laufrad 1 antreibt, innerhalb des die Flüssigkeit führenden Bereiches angeordnet ist, wird eine nach außen geführte Pumpenwelle samt der damit verbundenen Abdichtung der Drehdurchführung überflüssig. Es müssen lediglich die Steuer- und Leistungskabel nach außen geführt werden. Auch wird keine bogenförmige Anordnung des flüssigkeitsführenden Teiles der Pumpe benötigt, wodurch die erfindungsgemäße Pumpe wesentlich kleiner und kompakter ausgebildet ist als vergleichbare klassische Axialpumpen. Die erfindungsgemäße Pumpe kann dadurch leicht in ein bestehendes Rohr- bzw. Stollensystem ohne große bauliche Veränderungen integriert werden. Durch die Schmierung mit der zu pumpenden Flüssigkeit ist die Pumpe weitestgehend wartungsfrei und umweltfreundlich. Für den Wartungsfall kann die gesamte Pumpe in einem Stück oder in Teilen ausgebaut und überholt werden.
Je nach Anwendungsfall kann die erfindungsgemäße Pumpe in jedem beliebigen Winkel in ein bestehendes oder neues Rohr- bzw. Stollensystem eingebaut werden. Dabei ist es möglich den Flüssigkeitsein- bzw. austritt aus der Rohr- Axialpumpe entsprechend dem Einsatzfall anzupassen (Flanschverbindung, Direktanbindung zum bestehendem Rohr- bzw. Stollensystem, etc.). Als eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Rohr-Axial pumpe sei der Einbau der Pumpe in horizontaler Ausführung in ein Trinkwasserpumpenwerk zum Erhöhen des Ansaugdruckes der Hauptpumpen genannt.

Claims

Patentansprüche
1. Rohr-Axialpumpe zum Pumpen einer Flüssigkeit umfassend ein drehbar gelagertes Laufrad (1), ein rohrförmiges Pumpengehäuse (3), eine Vielzahl von Traversen (5) und einen im einem Gehäuse angeordneten Motor (4), wobei das Laufrad (1) eine Nabe und eine Vielzahl mit der Nabe verbundene Laufschaufeln umfasst, und wobei das Pumpengehäuse (3) eine Laufradkammer (2), eine erste Öffnung zur Aufnahme der zu pumpenden Flüssigkeit und eine zweite Öffnung zur Abgabe der zu pumpenden Flüssigkeit umfasst, und wobei die Laufradkammer (2) das Laufrad (1) umschlingt, die erste Öffnung in der Nähe des Laufrads (1) und die zweite Öffnung in der Nähe des Motors (4) angeordnet ist, und wobei der Motor (4) so mit dem Laufrad (1) verbunden ist, dass er dasselbe antreiben kann, und der Motor (4) ein kombiniertes Spur- und Führungslager (61) und ein Führungslager (62) umfasst, und wobei das kombinierte Spur- und Führungslager (61) zwischen dem Laufrad (1) und dem Motorläufer, und das Führungslager (62) an dem dem Laufrad (1) gegenüberliegenden Ende des Motorgehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Motor (4) innerhalb des von der Flüssigkeit durchströmten Bereiches der Pumpe befindet, wobei die Einheit aus Motor (4) und Laufrad (1) durch die Traversen (5) zentrisch im Pumpengehäuse (3) gehalten wird, und wobei das Motorgehäuse während dem Betrieb der Pumpe mit der zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt ist, so dass die beiden Lager (61, 62) mit der Flüssigkeit geschmiert werden können, und wobei die Traversen (5) so ausgebildet sind, dass sie einen Drall der während dem Betrieb der Pumpe das Laufrad (1) passierenden Flüssigkeit reduzieren können.
2. Rohr-Axialpumpe nach Anspruch 1, wobei die Laufschaufeln starr mit der Nabe verbunden sind.
3. Rohr-Axialpumpe nach Anspruch 1, wobei die Laufschaufeln drehbar gelagert mit der Nabe verbunden sind.
4. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Laufradkammer zylindrisch geformt ist.
5. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Laufradkammer als Kugel geformt und geteilt ist.
6. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Öffnungen des Pumpengehäuses (3) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
7. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Motor (4) so ausgebildet ist, dass er das Laufrad (1) mit konstanter Drehzahl antreiben kann.
8. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Motor (4) so ausgebildet ist, dass er das Laufrad (1) mit variabler Drehzahl antreiben kann.
9. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Pumpengehäuse (3) Einrichtungen ausweist, die eine Abstützung der Pumpe auf dem Untergrund ermöglichen.
10. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Pumpengehäuse (3) Einrichtungen ausweist, die ein Aufhängen der Pumpe an geeigneten Tragstrukturen ermöglichen.
11. Rohr-Axialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zu pumpende Flüssigkeit Trinkwasser ist.
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