WO1992018775A1

WO1992018775A1 - Selbstansaugende kreiselpumpe

Info

Publication number: WO1992018775A1
Application number: PCT/EP1992/000842
Authority: WO
Inventors: Manfred Stute
Original assignee: Sihi Gmbh & Co Kg
Priority date: 1991-04-20
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1992-10-29
Also published as: AU1582792A; DE4113029A1

Abstract

Eine mehrstufige Kreiselpumpe weist eine erste normalsaugende Kreiselpumpenstufe und nachfolgende selbstansaugende Kreiselpumpenstufen auf. Zur Verbesserung der Selbstansaugefähigkeit und Abfallsicherheit der Pumpe, insbesondere bei der Förderung von Medien nahe an ihrem Siedepunkt, ist zwischen zwei Pumpenstufen ein Flüssigkeitsvorratsraum (13) ausreichender Größe angeordnet, dessen Verbindung zur vorhergehenden Kreiselpumpenstufe in seinem geodätisch oberen Teil angeordnet ist. Die druckseitige Gehäusewand (22) der vor dem Vorratsraum (13) angeordneten Pumpenstufe ist gleichzeitig die den Vorratsraum (13) zur Niederdruckseite hin begrenzende Trennwand. Auf diese Weise wird eine in Axialrichtung kurze Baulänge der Pumpe erreicht. Zwischen dem Flüssigkeitsvorratsraum (13) und der vorhergehenden Kreiselpumpenstufe ist eine Dichtung (16) zur Abdichtung des Wellenspaltes angeordnet.

Description

Selbstansaugende Kreiselpumpe

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit horizontaler Welle, mit einer saugseitig angeordneten ersten, normalsaugen¬ den Kreiselpumpenstufe, die eine an der Bildung der drucksei¬ tigen Leitvorrichtung dieser Stufe beteiligte Gehäusewand umfaßt, mit mindestens einer nachgeschalteten, aufgrund von Hilfsflüssigkeit selbstansaugenden Kreiselpumpenstufe und mit einem zwischen der ersten und der zweiten Kreiselpumpenstufe angeordneten Flüssigkeitsvorratsraum, dessen Größe hinsicht¬ lich der für den Ansaugvorgang erforderlichen Hilfsflüssig- keitsmenge ausreichend bemessen ist und der von der ersten Kreiselpumpenstufe durch eine über die Welle hochgezogene und dieser gegenüber abgedichtete Wand getrennt ist. Eine Pumpe dieser Art ist aus EP 45 483 A2 bekannt. Sie dient insbesondere zur Förderung von Medien nahe an ihrem Siede¬ punkt, so z. B. Flüssiggasen, bei deren Förderung jeder Strömungsverlust auf der Pumpensaugseite vermieden werden muß, um Kavitation in der ersten Pumpenstufe zu verhindern. Der axial auf Wellenhöhe liegende Saugstutzen soll scharfe Umlei¬ tungen des einströmenden Mediums innerhalb der Pumpe vor der ersten Stufe vermeiden. Die vom Saugstutzen zu dem leer zu pumpenden Behälter oder Tank führende Saugleitungen sollte ebenfalls keine großen Richtungsänderungen aufweisen, um auch hier in der Zuführung die Strömungsverluste möglichst klein zu halte .

Da bei der Lagerung und Förderung von Flüssiggasen hohe Anforderungen an die Sicherheit gestellt werden, werden Behälter bzw. Tanks für Flüssiggase häufig unterirdisch verlegt. Will man eine Pumpe im Saugbetrieb oberhalb des Behälters aufstellen, muß diese entsprechend selbstansaugend und abfallsicher ausgeführt sein. Eine weitere Anforderung bei der Förderung insbesondere von Flüssiggasen ist häufig die Abgabe blasen- bzw. gasfreien Mediums. Insbesondere wenn Pumpen im Saugbereich unter schwierigen Saugbedingungen arbeiten müssen, läßt sich eine zumindest teilweise Verdamp¬ fung des Fördermediums im Saugbereich der Pumpe nicht verhin¬ dern, auch wenn diese Pumpen hinsichtlich des Saugvermögens optimal gestaltet sind. Durch den Druckanstieg in der Pumpe wird zwar ein Teil des in der Saugleitung bzw. im Ansaugbe¬ reich der Pumpe ausgegasten Mediums wieder verflüssigt, sicherheitshalber muß jedoch noch ein Gasabscheider nachge¬ schaltet werden, um zu gewährleisten, daß blasen- und gasfrei¬ es Medium von der Pumpe geliefert wird.

Bei der aus EP 45 483 A2 bekannten Pumpe wird eine ausrei¬ chende Selbstansaugefähigkeit und Abfallsicherheit dadurch bewirkt, daß zwischen zwei Pumpenstufen ein Flüssigkeitsvor¬ ratsraum angeordnet ist, dessen Verbindung zur niederdruckseitig vorhergehenden Kreiselpumpenstufe im geodä¬ tisch oberen Teil des Vorratsraumes vorgesehen ist. Dadurch erreicht man, daß von der beim Abstellen der Pumpe aus der Druckleitung durch die Pumpe und die Saugleitung in den saugseitigen Behälter zurückströmende Flüssigkeit ein ausrei¬ chender Teil in der Pumpe zurückgehalten wird, der bei der Wiederinbetriebnahme als Hilfsflüssigkeit zur Ansaugung zur Verfügung steht. Dabei ist der Flüssigkeitsvorratsraum in einem besonderen Gehäuseteil hinter der ersten Kreiselpumpen¬ stufe angeordnet. Dieser Gehäuseteil ist als Rückhaltestufe ausgebildet, deren axiale Erstreckung der ersten Kreiselpum¬ penstufe oder einer nachgeschalteten, selbstansaugenden Kreiselpumpenstufe entspricht oder diese sogar übertrifft. Nachteilig bei dieser bekannten Pumpe ist ihre dadurch beding¬ te größere axiale Baulänge mit einem relativ großen Material¬ einsatz und Platzbedarf. Zudem benötigt diese Pumpe eine lange Welle mit entsprechend großen Wellendurchbiegungen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kürzer bauende Pumpe zu schaffen, ohne die Selbstansaugfähigkeit und die günstigen saugseitigen Zulaufbedingungen wesentlich zu verän¬ dern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die den Vorrats¬ raum von der ersten Kreiselpumpenstufe trennende Wand von der an der Bildung der druckseitigen Leitvorrichtung der ersten Kreiselpumpenstufe beteiligten Gehäusewand gebildet ist.

Grundlage der Erfindung ist die Erkenntnis, daß man den sowieso vorhandenen Zwischenraum zwischen zwei Pumpenstufen als Flüssigkeitsvorratsraum nutzen kann. Demgegenüber weist die aus EP 45 483 A2 bekannte Pumpe zur niederdruckseitigen Abgrenzung des Flüssigkeitsvorratsraums eine zusätzliche Trennwand auf, die axial von der vorhergehenden Pumpenstufe beabstandet ist, so daß sich die axiale Baulänge der Pumpe vergrößert. Der Raum zwischen dieser Trennwand und der vorher¬ gehenden Pumpenstufe läuft nach dem Abschalten der Pumpe weitgehend leer, da die Leitvorrichtung der ersten Pumpenstufe Durchtrittsöffnungen auch in ihrem geodätisch unteren Teil aufweist. Somit wird dieser Zwischenraum bei der bekannten Pumpe nicht als Vorratsraum genutzt. Die Erfindung ermöglicht es, diesen Zwischenraum einzusparen.

Da der Flüssigkeitsvorratsraum zwischen der ersten und der zweiten Pumpenstufe angeordnet ist, wird eine möglichst große Flüssigkeitsmenge beim Abfallen der Pumpe, d. h. beim Zurück¬ strömen der Flüssigkeit aus der Druckleitung durch die Pumpe in den saugseitigen Behälter, in der Pumpe selbst zurückgehal¬ ten, da in den dem Vorratsraum nachfolgenden selbstansaugenden Pumpenstufen ebenfalls Flüssigkeit zurückbleibt. Bei der Wiederinbetriebnahme der Pumpe wird die in ihr verbliebene Flüssigkeit binnen kurzer Zeit in die letzte selbstansaugende Stufe gefördert, die bekanntlich allein das Ansaugen übernimmt und steht dieser Stufe als Hilfsflüssigkeit für den Ansaugvor¬ gang zur Verfügung. Der Saugschlitz der dem Flüssigkeitsvor¬ ratsraum folgenden Pumpenstufe ist zweckmäßigerweise im geodätisch unteren Bereich des Flüssigkeitsvorratsraums angeordnet, damit der gesamte Flüssigkeitsvorrat dieses Raumes beim Wiedereinschalten der Pumpe daraus abgesaugt werden kann.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfin¬ dung ist der Flüssigkeitsvorratsraum in demselben Gehäuseteil angeordnet wie die erste Kreiselpumpenstufe. Es ist dann nicht nötig, ein besonderes, den Vorratsraum enthaltendes Gehäuse¬ teil zwischen zwei Pumpenstufen einzusetzen. Der Herstellungs¬ aufwand der Pumpe wird so verringert und die Zahl der Gehäuse¬ teile weiter vermindert, was auch eine noch gewichtssparendere Bauweise der Pumpe erlaubt. Das genannte Gehäuseteil enthält dann auch die den Wellenspalt zwischen dem Vorratsraum und der ersten Kreiselpumpenstufe abdichtende Dichtung sowie vorzugs¬ weise ein Gleitlager für die Pumpenwelle.

Vorteilhafterweise hat der den Flüssigkeitsvorratsraum und die diesem niederdruckseitig unmittelbar vorausgehende Kreiselpumpenstufe enthaltende Gehäuseteil die gleiche axiale Erstreckung, wie eine nachgeschaltete selbstansaugende Krei¬ selpumpenstufe. Dies ergibt zum einen eine extrem kurze Bauart und zum anderen den Vorteil, daß alle verwendeten Pumpenstu¬ fen, einschließlich der dazugehörigen Hilfsräume, die gleiche axiale Baulänge aufweisen.

Die Leitvorrichtung der ersten Kreiselpumpenstufe ist zweckmä¬ ßigerweise eine Leitspirale, deren Auslaßöffnung im oberen Teil des Vorratsraums mündet, so daß die Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsvorratsraum und der ersten Pumpenstufe sich ausschließlich im geodätisch oberen Teil des Vorratsraums bzw. der Trennwand befindet.

Zweckmäßigerweise ist der Flüssigkeitsvorratsraum mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Kontrolle des Flüssigkeitsstan¬ des im Vorratsraum versehen, die ein Signal abgibt, oder die Inbetriebnahme der Pumpe verhindert, wenn der Vorratsraum keine ausreichende Flüssigkeitsmenge enthält. Es kann ein Zeitrelais vorgesehen sein, das die Pumpe nach dem Einschalten automatisch wieder abschaltet, wenn innerhalb einer bestimmten vorgegebenen Zeitspanne das Ansaugen nicht stattgefunden hat. Sollte aus irgendeinem Grund der Flüssigkeitsstand zu tief absinken und ein Wiederansaugen der Pumpe nicht gesichert sein, kann so eine Wiederinbetriebnahme und damit ein mögli¬ cher Trockenlauf mit nachfolgender Beschädigung der Pumpe vermieden werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pumpe;

Fig. 2 eine Draufsicht von der Zulaufseite her auf das

Gehäuseteil, das das vollbeaufschlagte Kreiselrad und den Flüssigkeitsvorratsraum enthält;

Fig. 3 einen Schnitt durch dieses Gehäuseteil entlang der Schnittlinie A-A; und Fig. 4 einen Schnitt durch dieses Gehäuseteil entlang der Schnittlinie B-B.

Am Pumpengehäuse sind Füße 24 in solcher Weise vorgesehen, daß die Pumpe mit horizontaler Pumpenwelle 1 angeordnet ist. Das Sauggehäuse 4 bildet den Saugstutzen 5 und den Pumpeneinlauf 6, die axial auf Wellenhöhe angeordnet sind.

An das Sauggehäuse 4 schließt sich das Gehäuse 7 der ersten Pumpenstufe an, die auf der Pumpenwelle 1 das vollbeauf¬ schlagte, normalsaugende Kreiselrad 2 enthält, das speziell für ein optimales Saugvermögen, d.h. für einen möglichst niedrigen NPSH-Wert der Pumpe ausgelegt ist, während auf Wirkungsgrad und Förderhöhe bei diesem ersten Kreiselrad weniger Wert gelegt ist. Das Gehäuse 7 der ersten Pumpenstufe enthält ferner eine Wand 22, die an der Bildung der Leitspira¬ le 14 der ersten Pumpenstufe beteiligt ist, indem sie diese druckseitig begrenzt und deren AuslaufÖffnung 15 enthält. Darauf wird weiter unten näher eingegangen. Das Gehäuse 7 der ersten Pumpenstufe enthält ferner den Vorratsraum 13.

Es folgen vier selbstansaugende Kreiselpumpenstufen, die als Seitenkanalstufen mit Flügelrädern 3 in Gehäusegliedern 8 bzw. 9 ausgebildet sind.

An die letzte selbstansaugende Pumpenstufe schließt sich das Druckgehäuse 10 mit dem Druckstutzen 11 an. Anschließend folgt noch das Dichtungsgehäuse 12, der die Füße 24 tragende Gehäu¬ seteil und das als Wälzlager ausgebildete Wellenlager 21.

Der hinter der ersten vollbeaufschlagten Kreiselpumpenstufe in dem Gehäuseteil 7 angeordnete Vorratsraum 13 wird zur Druck¬ seite hin von dem saugseitigen Zwischenstück 8 der ersten nachfolgenden, selbstansaugenden Kreiselpumpenstufe begrenzt. Seine ihn zur Niederdruckseite hin begrenzende Trennwand wird von der druckseitigen Gehäusewand 22 der ersten Kreiselpumpen¬ stufe gebildet. Diese Trennwand 22 weist in ihrem geodätisch oberen Teil eine Durchtrittsöffnung 15 zur Verbindung des Vorratsraums 13 mit der ersten Pumpenstufe auf. Diese Durch¬ trittsöffnung ist, wie aus Fig.2 bis 4 im einzelnen hervor¬ geht, die Austrittsöffnung 15 der Leitspirale 14. An deren Bildung ist die Wand 22 insofern beteiligt, als sie die Leitspirale druckseitig begrenzt. Außerdem erkennt man aus diesen Figuren, daß sie die axiale und die radial nach innen gerichtete Querschnittserweiterung der Leitspirale bildet. Diese Durchtrittsöffnung wird nach unten (im geodätischen Sinne) von der Kante 17 begrenzt, die deutlich oberhalb der Welle 1 liegt. Sie bestimmt den Spiegel des beim Abschalten der Pumpe im Vorratsraum 13 zurückgehaltenen Flüssigkeitsvor¬ rats. Die Wand 22 geht in ihrem der Pumpenwelle 1 zugewandten Bereich einstückig in die die Welle radial umschließende Nabe 23 über, die ein flüssigkeitsumspültes Gleitlager 20 sowie eine Dichtung 16 zur Abdichtung des Wellenspalts zwischen der Pumpenstufe und dem Flüssigkeitsvorratsraum 13 enthält. Wenn nur mit kurzen Pumpenstillstandszeiten zu rechnen ist, kann die Dichtung 16 ggf. entfallen, wenn die durch die Lagerbuchse 20 oder eine sonstige Vorrichtung hervorgerufene Drosselung des Flüssigkeitsabflusses für die Abdichtung der Welle in der Wand 22 in Hinblick auf die Erhaltung eines ausreichenden Flüssigkeitsvorrats ausreicht.

Zwei Anschlüsse 18 (Fig. 3) dienen der Niveauüberwachung des Flüssigkeitsstandes im Vorratsraum 13 der Pumpe. Die Bohrung 19 dient als Spülbohrung für die Gleitlagerbuchse.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die erste vollbeaufschlagte Pumpenstufe den gleichen Durchmesser aufweist, wie die nach¬ folgenden Seitenkanalstufen. Das Radialrad 2 ist dazu im Durchmesser kleiner ausgebildet als die Flügelräder 3 der Seitenkanalstufen. Dieser Durchmesserunterschied entspricht der notwendigen radialen Erstreckung des Spiralraums 14 der ersten Pumpenstufe.

Claims

Patentansprüche

1. Kreiselpumpe mit horizontaler Welle (1), mit einer saug¬ seitig angeordneten ersten, normalsaugenden Kreiselpum¬ penstufe (2, 7), die eine an der Bildung der druckseitigen Leitvorrichtung (14) dieser Stufe beteiligten Gehäusewand (22) umfaßt, mit mindestens einer nachgeschalteten, aufgrund von Hilfsflüssigkeit selbstansaugenden Kreisel¬ pumpenstufe (3, 8, 9) und mit einem zwischen der ersten und der zweiten Kreiselpumpenstufe angeordneten Flüssig¬ keitsvorratsraum (13), dessen Größe hinsichtlich der für den Ansaugvorgang erforderlichen Hilfsflüssigkeitsmenge ausreichend bemessen ist und der von der ersten Kreisel¬ pumpenstufe durch eine über die Welle (1) hochgezogene und dieser gegenüber abgedichteten Wand getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Vorratsraum (13) von der ersten Kreiselpumpenstufe trennende Wand von der an der Bildung der druckseitigen Leitvorrichtung (14) der ersten Kreiselpumpenstufe beteiligten Gehäusewand gebildet ist und die Austrittsöffnung der Leitvorrichtung (15) im oberen Teil des Vorratsraums (13) mündet.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsvorratsraum (13) in demselben Gehäuseteil (7) angeordnet ist wie die erste Kreiselpumpenstufe.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der den Flüssigkeitsvorratsraum (13) und die erste Krei¬ selpumpenstufe enthaltende Gehäuseteil (7) die gleiche axiale Erstreckung aufweist, wie eine nachgeschaltete selbstansaugende Kreiselpumpenstufe.

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die druckseitige Leitvorrichtung der ersten Kreiselpumpenstufe von einer Leitspirale (14) gebildet ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Flüssigkeitsvorratsraum (13) Kontrolleinrichtungen zur Überwachung des Flüssigkeits¬ standes vorgesehen sind.