EP4229299A1 - Laterne mit stegen - Google Patents

Laterne mit stegen

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Publication number
EP4229299A1
EP4229299A1 EP21791354.0A EP21791354A EP4229299A1 EP 4229299 A1 EP4229299 A1 EP 4229299A1 EP 21791354 A EP21791354 A EP 21791354A EP 4229299 A1 EP4229299 A1 EP 4229299A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
lantern
arrangement according
motor
pump arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21791354.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias SECKINGER
Axel Schunk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
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Filing date
Publication date
Application filed by KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP4229299A1 publication Critical patent/EP4229299A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
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    • 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
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/231—Preventing heat transfer

Definitions

  • the invention relates to a pump arrangement with a lantern which connects a pump housing and a motor housing to one another, the lantern having a connection part on the pump side and a connection part on the motor side.
  • Such a pump arrangement can be a centrifugal pump arrangement, for example.
  • Centrifugal pumps are based on the principle of energy transfer to a fluid through a change in swirl as a result of a torque that is triggered by a uniformly rotating impeller on the fluid flowing through it.
  • Centrifugal pumps are mostly driven by electric motors.
  • piston engines are also used as drives in centrifugal pump technology.
  • Electric motors generate a uniform torque.
  • the electric motor is an electromechanical energy converter that converts electrical energy into mechanical energy.
  • DC motors, AC motors or three-phase motors are used. As a rule, the electrical energy is converted into a rotational movement.
  • the electric motor driving a centrifugal pump is usually connected to the pump at a certain distance via a lantern.
  • the lantern acts as a connecting element between the motor and the pump.
  • the motor drive shaft occurs in the middle through openings in the two flanges or covers for attachment to the motor and pump housing. Lanterns are commonly made by casting.
  • the electric motor control may reduce the power consumption and the speed to prevent the electric motor from overheating, which means that the pump can no longer work in the desired operating range.
  • the object of the invention is to provide a lantern as a connecting element between a pump housing and a drive motor.
  • the lantern should conduct the heat that emanates from the pump housing when pumping hot fluids towards the motor as little as possible.
  • the lantern should be characterized by a compact design.
  • the exchange of spare parts should be favored by the construction of the lantern.
  • the lantern should be easy and inexpensive to implement.
  • connection parts can be designed as a pump-side or motor-side connecting flange.
  • connection part on the pump side is designed as a bearing support cover for the pump and the connection part on the motor side is designed as a cover for the engine block.
  • the ring-shaped element is preferably designed as a sleeve which is connected to the connection parts via the holders.
  • the lantern is advantageously designed to be particularly compact and space-saving.
  • the brackets are structurally reinforced in order to be able to carry and hold the mass of the engine block, and on the other hand, they are designed to be as minimal as possible in order to reduce the heat conduction from the pump housing in the direction of the engine housing as far as possible.
  • a bracket is a fastening element that fixes the ring-shaped element to the connection part, and at the same time a connecting element that connects the ring-shaped element to the motor and pump housing or a connecting flange.
  • the holders are designed like struts.
  • the brackets divert the forces emanating from the engine housing or the engine block via the pump housing into the base of the pump.
  • the brackets form a rigid suspension of the ring-shaped element and at the same time almost perfectly decouple the heat conduction from the pump housing in the direction of the motor, thus enabling the use of materials with higher thermal conductivity if necessary.
  • the holders extend from the edge of each connecting part to an inner ring, in particular an annular sleeve, which can be used, for example, as a bearing support for accommodating a radial bearing for the pump shaft.
  • an inner ring in particular an annular sleeve, which can be used, for example, as a bearing support for accommodating a radial bearing for the pump shaft.
  • the lantern is preferably designed in one piece, so that the connection parts, the holders and the ring-shaped element form a component which is preferably designed as a cast component.
  • the lantern is designed as an aluminum die-cast part.
  • the brackets ideally protrude radially inwards from the connecting parts and hold the ring-shaped element.
  • the ring-shaped element is arranged within the base area of at least one connection element.
  • the ring-shaped element has a smaller cross-sectional area due to the reduction in its proportions, realized by protruding inwards, as a result of which the heat conduction from the pump housing in the direction of the motor is reduced.
  • the bracket in the form of a strut is a component that is primarily used to dissipate tensile and compressive forces caused by the mass of the engine.
  • the shape of the brackets which is aligned radially inwards, facilitates the dissipation of forces.
  • the holders are designed in the form of webs. Webs favor the spacing by creating a distance between the connection part and the annular element, as a result of which the heat conduction from the pump housing in the direction of the motor is decoupled in an extremely favorable manner.
  • brackets extend radially inwards from the connection parts towards the annular element, as a result of which the spacing and decoupling with regard to the heat conduction of the pump housing to the motor is promoted.
  • connection of the ring-shaped element and the connection parts can additionally be reinforced with at least one stabilization element.
  • the cross-sectional area of a stabilization element is designed to be particularly small, with the correct positioning of even a stabilization element with a small cross-section achieving a high degree of reinforcement.
  • the suspension of the ring-shaped element is particularly stable, while the conduction of heat from the pump housing in the direction of the motor is virtually decoupled.
  • the holders on the pump-side connection part are offset from the holders on the engine-side connection part.
  • the path for the thermal conduction through the brackets is also lengthened, as a result of which the thermal conduction from the pump housing in the direction of the motor housing is additionally reduced.
  • the cross-sectional area of the mounts is significantly reduced compared to the cross-sectional area of the annular member to reduce heat conduction.
  • the smallest cross-sectional area of a radial section in the connection area of the brackets is more than 70%, preferably more than 80%, in particular more than 90% smaller than the cross-sectional area of the end faces of the ring-shaped element. Due to the special design of the lantern, in particular the brackets, the heat conduction in the direction of the motor is advantageously decoupled.
  • a radial cut in the connection area of the holders preferably means that existing stabilization elements are also cut at the same time and form a proportion of the cross-sectional area in the connection area of the holders.
  • the sum of the cross-sectional area of the brackets and the cross-sectional area of the stabilization elements of a radial section in the connection area of the brackets is more than 65%, preferably more than 75%, in particular more than 85% smaller than the cross-sectional area of the end faces of the ring-shaped element.
  • the ring-shaped element has additional material recesses, which are preferably designed like windows.
  • the ring-shaped element has at least one window-like material recess.
  • the ring-shaped element has at least four window-like material recesses.
  • the cross-sectional area of the ring-shaped element is partially significantly reduced, as a result of which the heat conduction from the pump housing in the direction of the motor is significantly reduced.
  • the window-like material cutouts not only lead to a reduced cross-sectional area, but at the same time lengthen the heat conduction path through the existing cross-sectional area of the ring-shaped element.
  • the ring-shaped element has at least one formation that serves to stiffen the lantern. As a result, engines with a greater mass can also be hung on the lantern.
  • the ring-shaped element preferably has two, preferably three, in particular four reinforcements.
  • the number of holders on which the ring-shaped element is suspended can be adapted to the mass of the electric motor on the one hand to form sufficient load-bearing capacity and on the other hand to reduce heat conduction to the temperatures of the centrifugal pump.
  • the ring-shaped element is suspended on exactly three holders, each on a connection part.
  • the ring-shaped element has four holders on each connection part. Due to the strut-like brackets, the ring-shaped element is suspended in a particularly stable manner while at the same time the brackets have a minimal cross-section, which reduces heat conduction from the pump housing in the direction of the motor.
  • the annular element is suspended at each end by five or six or seven or eight brackets.
  • the suspension of the ring-shaped element can be reinforced with the aid of stabilizing elements.
  • the ring-shaped element is reinforced with four stabilization elements each on a connection part.
  • the ring-shaped element preferably has more than two, in particular more than three, and/or fewer than six, in particular fewer than five, stabilization elements on each connection part.
  • a stabilization element is arranged centrally between each of two holders, as a result of which the ring-shaped element is suspended in a particularly robust and efficient manner.
  • brackets are each offset by 90°, while another four stabilization elements are also offset by 90° to one another.
  • the stabilizing elements are each offset by 45° relative to the holders.
  • the lantern connects the pump housing and the motor housing directly.
  • the pump arrangement is very compact and reduced to the essentials.
  • the lantern is preferably designed in the shape of a cylinder and/or a trumpet funnel. This spatial configuration is particularly advantageous in order to achieve additional cooling of the lantern by the flow of cooling air that is generated by the motor fan and flows over the lantern.
  • the lantern can also be designed in the shape of a cone and/or cuboid and/or as a body with a polygonal base.
  • the lantern is designed in one piece with the motor-side pressure cover of the pump housing and/or in one piece with the pump-side motor cover.
  • the lantern can thus advantageously be made particularly compact and enables a pump arrangement with dimensions that can also be used at installation sites with limited space.
  • the lantern is preferably designed as a bearing support on the pump side and/or on the motor side. This leads to a particularly compact design of the lantern and at the same time to a reduction in the assembly effort due to the reduction in the number of parts.
  • the lantern according to the invention is characterized by a compact, axial design, in which the conduction of heat from the pump housing in the direction of the motor housing is decoupled by the spacing using brackets.
  • the lantern as a one-piece component is cheap to manufacture and advantageous in terms of assembly.
  • FIG. 3 is a perspective view of a partially sectioned lantern
  • FIG. 5 is a perspective view of a third section through the lantern.
  • Centrifugal pumps are used to convey fluids that can have high temperatures depending on the area of application.
  • the fluid enters the pump housing 2 of the centrifugal pump through a suction mouth 15 .
  • An impeller not shown, is arranged inside the pump housing 2 .
  • the impeller transfers kinetic energy to the fluid, which leaves the centrifugal pump via the pressure port 16 .
  • the space filled with fluid and the impeller is delimited by a pump housing 2 and a housing cover 17 .
  • the impeller is connected in a rotationally fixed manner to a pump shaft 18 which drives the impeller by means of a motor arrangement.
  • the lantern 1 is fixed to the pump housing 2 with four connecting elements 20 .
  • the connecting part 5 is designed in one piece as a motor cover and is fixed to the motor housing 3 with the connecting elements 21 .
  • the lantern 1 is very compact, with the ring-shaped element 6 being suspended from the connecting parts 4 , 5 by means of the holders 7 .
  • Fig. 2 is a perspective view of the lantern 1 is shown.
  • the ring-shaped element 6 is suspended from the connection parts 4 and 5 by means of four holders 7 each.
  • the brackets 7 are designed like struts and are therefore able to securely suspend the mass of an engine design to be carried.
  • the ring-shaped element 6 is reinforced by two formations 14 in the embodiment shown.
  • the mounts 7 are aligned radially inwards and are designed to be as minimal as possible in order to conduct heat conduction from the hot pump housing 2 into the motor housing 3 as little as possible.
  • the ring-shaped element 6 has four window-like material recesses 13 in this embodiment variant.
  • Lantern 1 is made in one piece from die-cast aluminum.
  • the cuboid connecting element 4 is designed with rounded corners, with the brackets 7 each starting in the middle and extending radially inward in the manner of struts. stretch.
  • the ring-shaped element 6 has a significantly smaller cross-sectional area than the connection part 4 .
  • the ring-shaped element 6 is thus arranged within the base area of the connection element 4 with a reduced cross-sectional area, as a result of which the heat conduction in the direction of the motor housing 3 is significantly reduced.
  • FIG 3 shows a perspective representation of a partially sectioned lantern 1 .
  • the ring-shaped element 6 is suspended from the connecting part 5 with four holders 7 and is additionally reinforced with four stabilization elements 25 .
  • Fig. 3 shows a radial section in the connection area of the holders 7 with their cross-sectional area 10 and the cross-sectional area 8 of the stabilization elements 25.
  • the sum of the cross-sectional areas 8 and 10 is more than 80% smaller than the cross-sectional area 11 of the annular element 6 in 4. This results in an enormous reduction in heat conduction from the pump housing 2 in the direction of the motor housing 3, since the heat conduction surface is reduced to four minimally designed holders 7 and four stabilizing elements 25.
  • material recesses 22 are formed on the side of the connection part 4 and on the side of the connection part 5 between the brackets 7, into which the cooling air flow, which is generated by the motor fan (not shown), can flow in to dissipate a heat flow.
  • the flow of cooling air dissipates heat by flowing over the outer surface of the lantern 1 .
  • FIG. 5 shows a perspective representation of a third section through the lantern 1, in which the window-like material recesses 13 of the ring-shaped element 6 are also sectioned.
  • the cross-sectional area 23 is reduced by 40% due to the window-like material recesses 13 compared to the cross-sectional area 11 of the ring-shaped element 6 in FIG.
  • the cooling air flow of the motor fan can also flow through the window-like material recesses 13 and dissipate heat.
  • the four strut-like mounts 7 extend from the edge of the connecting part 5 to the cylindrical bearing sleeve 24, which serves to accommodate a radial bearing, not shown.
  • the connecting part 5 is designed in one piece as a bearing support cover of the motor housing 3 and supports a radial bearing of the pump shaft 18.
  • the continuation of the brackets 7 on the inside of the annular element 6 advantageously strengthens and stiffens the bearing sleeve 24.
  • the stabilization elements 25 are arranged for suspending the ring-shaped element 6 .
  • the stabilization elements 25 with a very small cross-sectional area are arranged centrally between each two holders 7 in order to reduce heat conduction.
  • the four brackets 7 are each offset by 90°, while the four stabilization elements 25 are also offset by 90° to one another, with the stabilization elements 25 being offset by 45° to the brackets 7 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung mit einer Laterne (1), die ein Pumpengehäuse (2) und ein Motorgehäuse (3) miteinander verbindet. Die Laterne (1) weist ein pumpenseitiges Anschlussteil (4) und ein motorseitiges Anschlussteil (5) auf. Zwischen den Anschlussteilen (4, 5) ist ein ringförmiges Element (6) über Halterungen (7) aufgehängt.

Description

Beschreibung
Laterne mit Stegen
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung mit einer Laterne, die ein Pumpengehäuse und ein Motorgehäuse miteinander verbindet, wobei die Laterne ein pumpenseitiges Anschlussteil und ein motorseitiges Anschlussteil aufweist.
Eine solche Pumpenanordnung kann beispielsweise eine Kreiselpumpenanordnung sein. Kreiselpumpen beruhen auf dem Wirkprinzip der Energieübertragung an ein Fluid durch Dralländerung infolge eines Drehmoments, das von einem gleichförmig rotierenden Laufrad auf das durch dieses strömende Fluid ausgelöst wird.
Meistens werden Kreiselpumpen durch Elektromotoren angetrieben. Neben diesem elektrischen Antrieb werden in der Kreiselpumpentechnik auch Kolbenkraftmaschinen als Antrieb verwendet. Dabei erzeugen Elektromotoren ein gleichförmiges Drehmoment. Der Elektromotor ist ein elektromechanischer Energiewandler, der elektrische in mechanische Energie wandelt. Je nachdem, in welcher Form die elektrische Energie verfügbar ist, kommen Gleichstrommotoren, Wechselstrom- oder Drehstrommotoren zum Einsatz. In der Regel wird die elektrische Energie hierbei in eine Rotationsbewegung umgewandelt.
Der eine Kreiselpumpe antreibende Elektromotor wird meist über eine Laterne in einem bestimmten Abstand mit der Pumpe verbunden. Die Laterne fungiert hierbei als Verbindungselement zwischen Motor und Pumpe. Die Motorantriebswelle tritt dabei mittig durch Öffnungen in den beiden Flanschen bzw. Deckeln zur Befestigung am Motor und am Pumpengehäuse hindurch. Laternen werden üblicherweise durch Gießen hergestellt.
Eine solche Laterne und ein entsprechendes Herstellungsverfahren sind beispielsweise in der EP 1 038 611 A2 beschrieben. Die Art der Verbindung ermöglicht eine besonders stabile Ausführung einer Laterne.
Bei Pumpenanordnungen, die zur Förderung von Fluiden mit hohen Temperaturen eingesetzt werden, kann es zu einem hohen Wärmeeintrag ausgehend vom Pumpengehäuse in Richtung Elektromotor kommen. Das kann zu mehreren Problemen am Elektromotor führen. Hohe Temperaturen reduzieren den Wirkungsgrad der Energieumwandlung. Die Bauteile des Motors, insbesondere die Wicklungen des Stators und des Rotors, werden thermisch belastet, wodurch deren Lebensdauer verkürzt werden kann.
Möglicherweise reduziert die Elektromotorregelung die Leistungsaufnahme sowie die Drehzahl, um eine Überhitzung des Elektromotors zu verhindern, wodurch die Pumpe nicht mehr im gewünschten Betriebsbereich arbeiten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Laterne als Verbindungselement zwischen einem Pumpengehäuse und einem Antriebsmotor bereitzustellen. Die Laterne soll die Wärme, die beim Fördern von heißen Fluiden vom Pumpengehäuse ausgeht, möglichst geringfügig in Richtung Motor leiten. Weiterhin soll sich die Laterne durch eine kompakte Bauform auszeichnen. Der Austausch von Ersatzteilen sollte durch die Konstruktion der Laterne begünstigt sein. Die Laterne sollte einfach und kostengünstig realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpenanordnung mit einer Laterne gelöst. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Erfindungsgemäß ist zwischen den Anschlussteilen ein ringförmiges Element über Halterungen aufgehängt.
Die Anschlussteile können als pumpenseitiger bzw. motorseitiger Verbindungsflansch ausgeführt sein. In einer besonders kompakten Ausführung der Erfindung sind das pumpenseitige Anschlussteil als Lagerträgerdeckel der Pumpe und das motorseitige Anschlussteil als Deckel des Motorblocks ausgeführt.
Das ringförmige Element ist vorzugsweise als Hülse ausgeführt, die über die Halterungen mit den Anschlussteilen verbunden ist. Vorteilhafterweise ist dadurch die Laterne besonders kompakt und platzsparend ausgeführt. Dabei sind die Halterungen einerseits konstruktiv verstärkt, um auch die Masse des Motorblocks tragen und halten zu können, und anderseits so minimal als möglich ausgeführt, um die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motorgehäuse weitestgehend zu reduzieren.
Eine Halterung ist ein Befestigungselement, das das ringförmige Element am Anschlussteil fixiert, und gleichzeitig ein Verbindungselement, das das ringförmige Element mit dem Motor- sowie Pumpengehäuse bzw. einem Verbindungsflansch verbindet.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die Halterungen strebenartig ausgebildet. Dadurch leiten die Halterungen die vom Motorgehäuse bzw. vom Motorblock ausgehenden Kräfte über das Pumpengehäuse in den Standfuss der Pumpe ab.
Die Halterungen bilden eine starre Aufhängung des ringförmigen Elements und entkoppeln gleichzeitig nahezu perfekt die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motor und somit ggf. den Einsatz von Werkstoffen mit höherer Wärmeleitfähigkeit ermöglicht.
In einer besonders günstigen Variante der Erfindung erstrecken sich die Halterungen vom Rand je eines Anschlussteils bis zu einem inneren Ring, insbesondere einer ringförmigen Hülse, die beispielsweise als Lagerträger zur Aufnahme eines radialen Lagers für die Pumpenwelle dient. Dadurch wird besonders vorteilhaft die Lagerträgerhülse stabilisiert und das Bauteil Laterne effizient auf die erforderlichen Merkmale reduziert ausgebildet.
Die Laterne ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, so dass die Anschlussteile, die Halterungen und das ringförmige Element ein Bauteil bilden, das bevorzugt als Gussbauteil ausgeführt ist. In einer besonders günstigen Variante ist die Laterne als Aluminium-Druckgussteil ausgebildet.
Die Halterungen ragen idealerweise von den Anschlussteilen radial nach innen und halten das ringförmige Element. Dabei ist das ringförmige Element innerhalb der Grundfläche von mindestens einem Anschlusselement angeordnet. Das ringförmige Element weist durch die Verkleinerung seiner Proportionen, realisiert durch das nach innen Ragen, eine kleinere Querschnittsfläche auf, wodurch die Wärmeleitung von dem Pumpengehäuse in Richtung Motor vermindert wird.
Die Halterung in Form einer Strebe ist ein Bauelement, das vornehmlich dazu dient, Zug- und Druckkräfte, hervorgerufen durch die Masse des Motors, abzuleiten. Die radial nach innen ausgerichtete Form der Halterungen begünstigt die Ableitung der Kräfte.
In einer günstigen Variante der Erfindung sind die Halterungen in Form von Stegen ausgeführt. Stege begünstigen die Beabstandung durch die Bildung einer Entfernung zwischen dem Anschlussteil und dem ringförmigen Element, wodurch die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motor äußerst günstig entkoppelt wird.
Vorteilhafterweise erstrecken sich die Halterungen von den Anschlussteilen radial nach innen zum ringförmigen Element, wodurch die Beabstandung und Entkopplung hinsichtlich der Wärmeleitung des Pumpengehäuses zum Motor begünstigt wird.
Vorzugsweise kann die Verbindung des ringförmigen Elements und der Anschlussteile zusätzlich mit mindestens einem Stabilisationselement verstärkt ausgebildet sein. Dabei ist die Querschnittsfläche eines Stabilisationselements besonders klein ausgeführt, wobei durch die richtige Positionierung auch eines Stabilisationselements mit kleinem Querschnitt ein hohes Maß an Verstärkung erzielt wird. Dadurch ist die Aufhängung des ringförmigen Elements besonders stabil ausgeführt, während die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motor nahezu entkoppelt wird.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung sind die Halterungen am pumpenseitigen Anschlussteil versetzt zu den Halterungen am motorseitigen Anschlussteil angeordnet. Dadurch wird zusätzlich zur Entkopplung durch die Halterungen auch der Weg für die Wärmeleitung durch die Halterungen verlängert, wodurch die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motorgehäuse zusätzlich vermindert wird.
Die Querschnittsfläche der Halterungen ist im Vergleich zur Querschnittfläche des ringförmigen Elements zur Reduktion der Wärmeleitung deutlich verringert. In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist die kleinste Querschnittfläche eines Radialschnitts im Verbindungsbereich der Halterungen um mehr als 70 %, vorzugsweise um mehr als 80 %, insbesondere mehr als 90 %, kleiner ausgebildet als die Querschnittfläche der Stirnseiten des ringförmigen Elements. Durch die besondere Konstruktion der Laterne, insbesondere der Halterungen, ist die Wärmeleitung in Richtung Motor vorteilhaft entkoppelt.
Vorzugsweise bedeutet ein Radialschnitt im Verbindungsbereich der Halterungen das gleichzeitig auch vorhandene Stabilisationselemente geschnitten werden und einen Anteil an der Querschnittfläche im Verbindungsbereich der Halterungen bilden. Idealerweise ist die Summe der Querschnittsfläche der Halterungen und der Querschnittsfläche der Stabilisationselemente eines Radialschnitts im Verbindungsbereich der Halterungen um mehr als 65 %, vorzugsweise um mehr als 75 %, insbesondere mehr als 85 %, kleiner ausgebildet als die Querschnittfläche der Stirnseiten des ringförmigen Elements. Zur Reduktion der Wärmeleitung innerhalb des ringförmigen Elements weist das ringförmige Element zusätzliche Materialaussparungen auf, die vorzugsweise fensterartig ausgebildet sind. Dazu weist das ringförmige Element mindestens eine fensterartige Matenalaussparung auf. In einer besonders günstigen Variante der Erfindung weist das ringförmige Element mindestens vier fensterartige Matenalaussparungen auf. Dadurch wird partiell die Querschnittsfläche des ringförmigen Elements deutlich reduziert, wodurch die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motor deutlich vermindert wird.
Die fensterartigen Matenalaussparungen führen nicht nur zu einer verminderten Querschnittsfläche, sondern verlängern gleichzeitig den Weg der Wärmeleitung durch die bestehende Querschnittsfläche des ringförmigen Elements.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist das ringförmige Element mindestens eine Ausformung auf, die zur Aussteifung der Laterne dient. Hierdurch können auch Motoren mit größerer Masse an der Laterne aufgehängt werden. Vorzugsweise weist das ringförmige Element zwei, vorzugsweise drei, insbesondere vier, Aussteifungen auf.
Die Anzahl der Halterungen, an denen das ringförmige Element aufgehängt ist, kann einerseits zur Ausbildung einer ausreichenden Tragfähigkeit an die Masse des Elektromotors und andererseits zur Reduktion der Wärmeleitung an die Temperaturen der Kreiselpumpe angepasst sein. In einer besonders günstigen Variante der Erfindung ist das ringförmige Element an exakt drei Halterungen an je einem Anschlussteil aufgehängt.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist das ringförmige Element je vier Halterungen an je einem Anschlussteil auf. Durch die strebenartigen Halterungen ist das ringförmige Element besonders stabil aufgehängt bei gleichzeitig minimalem Querschnitt der Halterungen, wodurch die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung Motor reduziert wird.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist das ringförmige Element an jedem Ende über fünf oder sechs oder sieben oder acht Halterungen aufgehängt. Vorteilhafterweise kann die Aufhängung des ringförmigen Elements mithilfe von Stabilisationselementen verstärkt werden. In einer günstigen Variante ist das ringförmige Element mit je vier Stabilisationselementen an einem Anschlussteil verstärkt.
Vorzugsweise weist das ringförmige Element an je einem Anschlussteil mehr als zwei, insbesondere mehr als drei, und/oder weniger als sechs, insbesondere weniger als fünf, Stabilisationselemente auf.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist zwischen zwei Halterungen mittig je ein Stabilisationselement angeordnet, wodurch die Aufhängung des ringförmigen Elements besonders robust und effizient erfolgt.
Idealerweise sind vier Halterungen jeweils um 90 ° versetzt angeordnet, während weitere vier Stabilisationselemente ebenso jeweils um 90 ° versetzt zueinander angeordnet sind. In einer besonders günstigen Variante der Erfindung sind dabei die Stabilisationselemente zu den Halterungen jeweils um 45 ° versetzt positioniert.
In einer besonders günstigen Variante der Erfindung verbindet die Laterne das Pumpengehäuse und das Motorgehäuse unmittelbar. Dadurch ist die Pumpenanordnung sehr kompakt und auf das Wesentliche reduziert ausgeführt.
Die Laterne ist vorzugsweise zylinderförmig und/oder trompetentrichterförmig ausgebildet. Diese räumliche Ausbildung ist besonders vorteilhaft, um eine zusätzliche Kühlung der Laterne durch den Kühlluftstrom, der vom Motorlüfter erzeugt wird und die Laterne überströmt, zu erzielen. In einer alternativen Variante der Erfindung kann die Laterne auch konusförmig und/oder quaderförmig und/oder als Körper mit vieleckiger Grundfläche ausgebildet sein.
In einer Variante der Erfindung ist die Laterne einstückig mit dem motorseitigen Druckdeckel des Pumpengehäuses und/oder einstückig mit dem pumpenseitigen Motordeckel ausgebildet. Vorteilhafterweise kann somit die Laterne besonders kompakt ausgeführt werden und ermöglicht eine Pumpenanordnung mit Abmaßen, die auch an Aufstellorten mit eingeschränkten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann.
Die Laterne ist vorzugsweise pumpenseitig und/oder motorseitig als Lagerträger ausgebildet. Dies führt zu einer besonders kompakten Bauweise der Laterne und gleichzeitig zur Reduktion des Montageaufwands durch Verringerung der Teileanzahl.
Die erfindungsgemäße Laterne zeichnet sich durch eine kompakte, axiale Bauweise aus, bei der die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse in Richtung des Motorgehäuses durch die Beabstandung mithilfe von Halterungen entkoppelt wird. Gleichzeitig ist die Laterne als einstückiges Bauteil günstig in der Herstellung und vorteilhaft hinsichtlich der Montage.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Pumpenanordnung,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Laterne,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer teilgeschnittenen Laterne,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Schnitts durch die Laterne,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines dritten Schnitts durch die Laterne.
Fig. 1 zeigt eine Pumpenanordnung mit einer Laterne 1 , die ein Pumpengehäuse 2 und ein Motorgehäuse 3 miteinander verbindet. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Kreiselpumpe wird zum Fördern von Fluiden eingesetzt, die abhängig vom Einsatzbereich hohe Temperaturen aufweisen können.
Durch einen Saugmund 15 tritt das Fluid in das Pumpengehäuse 2 der Kreiselpumpe ein. Innerhalb des Pumpengehäuses 2 ist ein nicht dargestelltes Laufrad angeordnet. Das Laufrad überträgt kinetische Energie auf das Fluid, das über den Druckstutzen 16 die Kreiselpumpe verlässt. Der mit Fluid und dem Laufrad gefüllte Raum wird von einem Pumpengehäuse 2 und einem Gehäusedeckel 17 begrenzt. Das Laufrad ist drehfest mit einer Pumpenwelle 18 verbunden, die das Laufrad mittels einer Motoranordnung antreibt.
Die Laterne 1 ist mit vier Verbindungselementen 20 am Pumpengehäuse 2 fixiert. In dieser Ausführungsvariante ist das Anschlussteil 5 einstückig als Motordeckel ausgeführt und mit den Verbindungselementen 21 am Motorgehäuse 3 fixiert. Die Laterne 1 ist sehr kompakt ausgeführt, wobei an den Anschlussteilen 4, 5 das ringförmige Element 6 über die Halterungen 7 aufgehängt ist.
In Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Laterne 1 gezeigt. Das ringförmige Element 6 ist über jeweils vier Halterungen 7 an den Anschlussteilen 4 und 5 aufgehängt. Die Halterungen 7 sind strebenartig ausgebildet und dadurch in der Lage, auch die Masse einer zu tragenden Motorausführung sicher aufhängen zu können. Dazu ist das ringförmige Element 6 in der gezeigten Ausführung um zwei Ausformungen 14 verstärkt. Gleichzeitig sind die Halterungen 7 radial nach innen ausgerichtet und so minimal als möglich ausgeführt, um eine Wärmeleitung von dem heißen Pumpengehäuse 2 möglichst gering in das Motorgehäuse 3 einzuleiten. Zur Minimierung der Wärmeleitung weist das ringförmige Element 6 in dieser Ausführungsvariante vier fensterartige Materialaussparungen 13 auf. Die Laterne 1 ist einstückig aus einem Aluminium-Druckguss ausgebildet.
Das quaderförmige Anschlusselement 4 ist mit abgerundeten Ecken ausgebildet, wobei die Halterungen 7 jeweils mittig ansetzen und sich strebenartig, radial nach innen er- strecken. Dadurch weist das ringförmige Element 6 eine deutlich kleinere Querschnittsfläche als das Anschlussteil 4 auf. Das ringförmige Element 6 ist somit innerhalb der Grundfläche des Anschlusselements 4 mit verkleinerter Querschnittsfläche angeordnet, wodurch die Wärmeleitung in Richtung Motorgehäuse 3 deutlich reduziert wird.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer teilgeschnittenen Laterne 1 . Das ringförmige Element 6 ist in dieser Ausführungsvariante mit vier Halterungen 7 am Anschlussteil 5 aufgehängt und zusätzlich mit vier Stabilisationselementen 25 verstärkt.
Weiterhin zeigt die Fig. 3 einen Radialschnitt im Verbindungsbereich der Halterungen 7 mit deren Querschnittsfläche 10 und der Querschnittsfläche 8 der Stabilisationselemente 25. Dabei ist die Summe der Querschnittsflächen 8 und 10 um mehr als 80 % kleiner ausgebildet als die Querschnittsfläche 11 des ringförmigen Elements 6 in Fig. 4. Dadurch wird eine enorme Reduktion der Wärmeleitung vom Pumpengehäuse 2 in Richtung Motorgehäuse 3 erzielt, da die Wärmeleitungsfläche auf vier minimal ausgebildete Halterungen 7 und vier Stabilisationselemente 25 reduziert ausgebildet ist.
Gleichzeitig sind auf der Seite des Anschlussteils 4 und auf der Seite des Anschlussteils 5 zwischen den Halterungen 7 Materialaussparungen 22 ausgebildet, in die der Kühlluftstrom, der vom nicht dargestellten Motorlüfter erzeugt wird, zur Abführung eines Wärmestroms einströmen kann. Zusätzlich führt der Kühlluftstrom durch das Überströmen der Außenfläche der Laterne 1 Wärme ab.
In Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines dritten Schnitts durch die Laterne 1 dargestellt, bei dem auch die fensterartigen Materialaussparungen 13 des ringförmigen Elements 6 geschnitten sind. Die Querschnittsfläche 23 ist durch die fensterartigen Materialaussparungen 13 im Vergleich zur Querschnittsfläche 11 des ringförmigen Elements 6 in Fig. 4 um 40 % reduziert, wodurch die Wärmeleitung vom Pumpengehäuse 2 in Richtung Motorgehäuse 3 enorm reduziert wird. Gleichzeitig kann der Kühlluftstrom des Motorlüfters auch durch die fensterartigen Materialaussparungen 13 strömen und Wärme ableiten. Die vier strebenartigen Halterungen 7 erstrecken sich vom Rand des Anschlussteils 5 bis zur zylinderförmigen Lagerhülse 24, die zur Aufnahme eines nicht dargestellten Radiallagers dient. In dieser Ausführungsvariante der Erfindung ist das Anschlussteil 5 einstückig als Lagerträgerdeckel des Motorgehäuses 3 ausgeführt und stützt ein Radialla- ger der Pumpenwelle 18. Durch die Weiterführung der Halterungen 7 auf der Innenseite des ringförmigen Elements 6 wird die Lagerhülse 24 vorteilhaft verstärkt und ausgesteift.
Zwischen dem ringförmigen Element 6 und dem Anschlussteil 5 sind neben den vier Halterungen 7 weitere vier Stabilisationselemente 25 zur Aufhängung des ringförmigen Elements 6 angeordnet. Dabei sind die Stabilisationselemente 25 mit einer sehr geringen Querschnittsfläche zur Reduktion der Wärmeleitung mittig zwischen je zwei Halterungen 7 angeordnet. Ausgehend von der nicht dargestellten Pumpenwelle 18 sind die vier Halterungen 7 jeweils um 90 ° versetzt angeordnet, während die vier Stabilisations- elemente 25 ebenfalls jeweils um 90 ° versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Stabilisationselemente 25 zu den Halterungen 7 um 45 ° versetzt positioniert sind.

Claims

Patentansprüche
Laterne mit Stegen Pumpenanordnung mit einer Laterne (1 ), die ein Pumpengehäuse (2) und ein Motorgehäuse (3) miteinander verbindet, wobei die Laterne (1 ) ein pumpenseitiges Anschlussteil (4) und ein motorseitiges Anschlussteil (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlussteilen (4, 5) ein ringförmiges Element (6) über Halterungen (7) aufgehängt ist. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (6) innerhalb der Grundfläche von mindestens einem Anschlusselement (4, 5) angeordnet ist. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (7) strebenartig ausgebildet sind. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlussteilen (4, 5) und dem ringförmigen Element (6) Stabilisationselemente (25) angeordnet sind, wobei ein Stabilisationselement (25) vorzugsweise zwischen zwei Halterungen (7) angeordnet ist. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Halterungen (7) radial nach innen zum ringförmigen Element (6) erstrecken. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen (8, 10) eines Radialschnitts im Verbindungsbereich der Halterungen (7) um mehr als 65 %, vorzugsweise um mehr als 75 %, insbesondere mehr als 85 %, kleiner ausgebildet sind als die Querschnittfläche (11 ) der Stirnseiten des ringförmigen Elements (6). Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (6) mindestens eine fensterartige Matenalaussparung (13) aufweist. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (6) mindestens eine Ausformung (14) aufweist. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (6) an jedem Ende über drei oder vier oder fünf o- der sechs oder sieben oder acht Halterungen (7) aufgehängt ist. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des ringförmigen Elements (6) die Anzahl der Stabilisationselemente (25) der Anzahl der Halterungen (7) entspricht. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Laterne (1 ) das Pumpengehäuse (2) und das Motorgehäuse (3) unmittelbar verbindet. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laterne (1 ) zylinderförmig und/oder trompetentrichterförmig und/oder ko- nusförmig und/oder als Körper mit vieleckiger Grundfläche ausgebildet ist. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das pumpenseitige Anschlussteil (4) einstückig mit dem motorseitigen Druckdeckel (17) des Pumpengehäuses (2) ausgebildet ist.
14. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das motorseitige Anschlussteil (5) einstückig mit dem pumpenseitigen Motordeckel des Motorgehäuses (3) ausgebildet ist.
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