DE4011475C2

DE4011475C2 - Pot housing pump

Info

Publication number: DE4011475C2
Application number: DE4011475A
Authority: DE
Inventors: Herbert Hartmueller; Wolfgang Mock
Original assignee: KSB AG; Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: KSB AG; Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: DE4011475A1; GB9107290D0; NO911005D0; NO173709B; GB2242934B; NO911005L; NO173709C; GB2242934A

Description

Die Erfindung betrifft eine Topfgehäusepumpe gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a pot pump according to the preamble of the main claim.

Diese Pumpenbauart, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 17 03 529 bekannt ist, ist gewöhnlich als mehrstufige, mit senkrecht angeordneter Pumpenwelle ausgestattete Kreiselpumpe ausgebildet, deren erste Stufe möglichst tief innerhalb eines Topfes angeordnet ist. Hier findet eine dreiflutige, einstufige Saugstufe Anwendung. Diese Maßnahme erfolgt aus ansaugtechnischen Gründen, um das Saugverhalten der Pumpe zu verbessern. Oberhalb des Topfes befindet sich die Zu- und Abführung für das Fördermedium, und Schraubverbindungen halten die Stufengehäuse zusammen. Ein sogenanntes Verteilergehäuse, welches oberhalb eines Topfdeckels oder einer Grundplatte angeordnet ist und den Zu- und Abstrom der Pumpe gewährleistet, ist als geschweißtes Inlinegehäuse gestaltet. Das zuströmende Medium tritt in einen Ringraum ein, von dem aus es über Durchtrittsöffnungen in den Topf strömt. Der Druckstutzen durchdringt dabei den Ringraum und mündet in eine mit gefördertem Medium beaufschlagte Innenkammer ein. Diese Ausführungsform weist ein großes Bauvolumen auf. Die Pumpe liegt mit einem Tragflansch auf dem Verteilergehäuse auf.This type of pump, as for example by the DE-OS 17 03 529 is known, is usually known as a multi-stage, with Centrifugal pump equipped with a vertically arranged pump shaft trained, the first stage as deep as possible within a Pot is arranged. Here is a three-flow, single-stage suction stage application. This measure takes place from suction reasons to the suction behavior of the pump improve. The feed and is located above the pot Discharge for the pumped medium and screw connections the stage housing together. A so-called distributor housing, which is above a pot lid or a base plate is arranged and the inflow and outflow of the pump guaranteed, is designed as a welded inline housing. The inflowing medium enters an annular space from which from it flows through openings in the pot. Of the Pressure connection penetrates the annulus and opens into one inner chamber loaded with the conveyed medium. This Embodiment has a large volume. The pump lies on the distributor housing with a support flange.

Eine Topfgehäusepumpe mit zweiflutiger, einstufiger Ausbildung der Saugstufe zeigt die DE-AS 24 33 054. Auch hierbei ist das in Inline-Bauart gestaltete Verteilergehäuse als Schweiß konstruktion ausgebildet. Eine Besonderheit dieses Gehäuses stellt die Verwendung von jeweils zwei Saug- und Druckstutzen dar. Die Saugstutzen münden hierbei in auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnete Ringraumkammern, während der eine Druckstutzen in den die Pumpe aufnehmenden Innenraum und der andere Druckstutzen in eine Ringraumkammer einmündet. Mit dieser Lösung wird die Möglichkeit geschaffen, daß nach Passieren der ersten Pumpenstufe das Fördermedium aus dem Topfgehäuse herausgeführt und an anderer Stelle der nächsten Pumpenstufe zugeführt wird. Mittels dieser Maßnahme soll der in axialer Richtung benötigte Platz zwischen zwei Pumpenstufen erheblich verkürzt werden. Die Pumpe ist so ausgebildet, daß sie als Paket von außen in das mit Zuström- und Abflußräumen versehene Innengehäuse eingeschoben wird und mit einem Tragflansch auf dem Verteilergehäuse aufliegt. Das aufwendig gestaltete, strömungsungünstige Verteilergehäuse liegt mit einem angeschweißten Bund auf dem Flansch des Topfes auf.A pot housing pump with double-flow, one-stage training the suction level shows the DE-AS 24 33 054. Here too, that is Inline design of the distributor housing as welding construction trained. A specialty of this housing represents the use of two suction and pressure ports represents. In this case, the suction nozzle in different Diameters arranged annulus chambers, during the one Pressure port in the interior of the pump and the other discharge ports open into an annulus. With this solution creates the possibility that after Pass the pumped medium from the first pump stage Pot casing led out and the next one elsewhere Pump stage is supplied. By means of this measure the Space required between two pump stages in the axial direction be significantly shortened. The pump is designed so that them as a package from the outside into the inflow and outflow spaces provided inner housing is inserted and with a Support flange rests on the distributor housing. The complex designed, low-flow distributor housing is included a welded collar on the flange of the pot.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine mehrstufige gattungsgemäße Kreiselpumpe ein strömungsgünstiges Topfgehäuse zu entwerfen.The invention is based, for a multi-stage task Generic centrifugal pump a streamlined pot housing to design.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Mit dieser Lösung ist die Entwicklung eines kompakten und stabilen Topfgehäuses möglich. Die Ausbildung des Verteilergehäuses als Guß- oder Schmiedeteil ermöglicht dessen Verwendung als Fixpunkt für ein damit ausgestattetes Topfgehäusepumpenaggregat. Die gesamten, auf dieses Aggregat einwirkenden Kräfte können damit vom Verteilergehäuse aufgenommen und abgeleitet werden. Die Ausbildung der kanalartig gestalteten Austrittsöffnung und deren gegenüber der Pumpenachse geneigt verlaufenden Anordnung ermöglicht eine Optimierung der Zuströmverhältnisse durch Reduzierung der Strömungsverluste beim Eintritt in das Topfgehäuse. Die bisher bekannten, aus einzelnen Blechen zusammengeschweißten Verteilergehäuse weisen einen äußerst ungünstigen Strömungsübergang vom Saugstutzen in das Topfgehäuse auf. Dadurch werden gerade die bei Topfgehäuse pumpen sehr wichtigen Zulaufverhältnisse in negativer Weise beeinflußt. Dem wird erfindungsgemäß durch die gegenüber der Pumpenachse geneigte Anordnung sowie die kanalartige Ausbildung der Austrittsöffnung des Verteilergehäuses in äußerst wirkungsvoller Weise entgegengewirkt. Das den Saugstutzen verlassende Fördermedium kann somit in strömungsgünstiger Weise in den Topf eintreten und dort der in dem Bodenbereich befindlichen Saugstufe zuströmen. Mittels dieser Maßnahme wird der für das Kavitationsverhalten der Pumpe maßgebliche NPSH-Wert auf ein Minimum reduziert. Als Folge hiervon wird das Kavitationsverhalten der Kreiselpumpe erheblich verbessert.This problem is solved according to the characteristic Part of the main claim. With this solution, the Development of a compact and stable pot housing possible. The formation of the distributor housing as a cast or Forging enables its use as a fixed point for a equipped pot housing pump unit. The whole, forces acting on this unit can therefore be from Distribution housing can be recorded and derived. The Formation of the channel-like outlet opening and their arrangement inclined with respect to the pump axis enables an optimization of the inflow conditions by Reduction of flow losses when entering the Pot housing. The previously known, from individual sheets welded-together distributor housings have an extreme unfavorable flow transition from the suction nozzle into the Pot housing on. This is precisely the case with pot housings pump very important inlet conditions in a negative way influenced. According to the invention, this is compared to that of Pump axis inclined arrangement and the channel-like Formation of the outlet opening of the distributor housing in counteracted extremely effectively. That the Conveying medium leaving the suction port can thus be in fluidly enter the pot and there the in flow to the floor area. Means This measure is used for the cavitation behavior of the Pump relevant NPSH value reduced to a minimum. When The consequence of this is the cavitation behavior of the centrifugal pump significantly improved.

Die im Anspruch 2 beschriebene Ausgestaltung der Erfindung erlaubt die Verwendung eines äußerst kompakten und somit steifen Verteilergehäuses. Durch die Anordnung der Austritts öffnung nur im Bereich des Saugstutzens und auf einer Breite, welche den den Pumpeneinsatz aufnehmenden Gehäuseaußendurch messer nicht überschreitet, ist eine enorme Platzeinsparung und Gewichtseinsparung möglich. Gerade an Einsatzstellen, bei denen die räumlichen Möglichkeiten sehr beengt sind, wie es beispielsweise auf Förderplattformen im Offshore-Bereich der Fall ist, bei denen diese Pumpenbauart als sogenannte Injektionspumpen Anwendung finden können, bedeutet jede Reduzierung des Bauvolumens einen erheblichen Nutzen für den Plattformbetreiber.The embodiment of the invention described in claim 2 allows the use of an extremely compact and therefore rigid distributor housing. By arranging the outlet opening only in the area of the suction nozzle and over a width, which through the housing receiving the pump insert Knife does not exceed an enormous space saving and weight saving possible. Especially at locations where who are very limited in space, like it is for example on promotional platforms in the offshore area of The case is where this type of pump is known as a Injection pumps can be used means everyone Reduction of the construction volume a considerable benefit for the Platform operator.

Die Ausgestaltung des Anspruches 3 findet in jenen Fällen Anwendung, bei denen im Pumpenteil ein Enddruck vorherrscht, der geeignet wäre, die dem Pumpeneinsatz nächstgelegene Wandfläche der kanalartigen Austrittsöffnung zu verformen. Bei einer derartigen Größenordnung von Druckkräften würde der Druck auf die vorstehend genannte Wandfläche übertragen werden und von dort mit Hilfe der Rippen auf den Außendurchmesser des Topfgehäuses geleitet werden. Von dort können sie dann direkt in die entsprechende steife Fundamentfläche eingeleitet werden. Eine Begrenzung der insbesondere für die Dichtfunktionen schädlichen Gehäusedehnungen ist dadurch ohne wesentlichen Mehreinsatz von Material möglich.The embodiment of claim 3 takes place in those cases Applications where there is a final pressure in the pump section, which would be suitable the one closest to the pump insert Deform wall surface of the channel-like outlet opening. At such a magnitude of pressure forces would Pressure can be transferred to the above wall surface and from there with the help of the ribs to the outside diameter of the Pot housing are directed. From there you can go directly introduced into the corresponding rigid foundation surface become. A limitation of especially for the Sealing functions damaging housing expansion is therefore without substantial additional use of material possible.

Eine Ausgestaltung sieht hierzu vor, daß die Rippen strömungsführend angeordnet sind. Somit kann das in das Innere des Topfgehäuses einströmende Fördermedium, welches gewissermaßen in einen Ringspalt einströmt, der von dem Innendurchmesser des Topfes und dem darin befindlichen Außendurchmesser des Pumpenteiles gebildet wird, wirkungsvoll geleitet und der Saugstufe verlustarm zugeführt werden.One embodiment provides that the ribs are arranged to flow. So that can be inside the inflowing fluid, which flows, so to speak, into an annular gap that is from the Inside diameter of the pot and the inside Outside diameter of the pump part is formed, effectively conducted and fed to the suction stage with little loss.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Topf mit dem Verteilergehäuse verbunden. Diese Verbindung kann mittels bekannter Methoden erfolgen, also durch eine Verschraubung, Schweißung oder auch Flanschverbindung.According to a further embodiment of the invention, the pot connected to the distributor housing. This connection can done by known methods, that is, by a Screw connection, welding or flange connection.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die kanalartige Austrittsöffnung innerhalb oder unterhalb der Befestigungsebene des Topfgehäuses angeordnet ist. Damit besteht die Möglichkeit, das Topfgehäuse so tief wie möglich unterhalb der Aufstellebene anzuordnen, um optimale Zulaufbedingungen für die Pumpe zu erhalten.A further embodiment provides that the channel-like outlet opening inside or below the mounting level of the Pot housing is arranged. This gives you the opportunity the pot housing as deep as possible below the To be arranged at the installation level in order to optimize the inlet conditions for to get the pump.

Für diejenigen Anwendungsfälle, bei denen infolge der Anlage verhältnisse eine besonders tiefe Anordnung des Topfes erforderlich ist, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß bei vertikaler Anordnung des Topfgehäuses die Saug- und/oder Druckstutzen gegenüber der Pumpenachse geneigt verlaufen und unter Zwischenschaltung von Krümmern mit den Anschlußleitungen verbindbar sind. Damit kann der Topf und die schräg verlaufenden Anschlußstutzen sehr tief abgesenkt werden. An letztere anschließbare, z. B. 45° Rohrbögen, ermöglichen dann eine Verbindung mit den horizontal verlaufenden Verbindungsleitungen der Pumpe.For those applications where as a result of the system conditions a particularly deep arrangement of the pot a further embodiment provides that with vertical arrangement of the pot housing, the suction and / or Pressure pipe run inclined to the pump axis and with the interposition of elbows with the connecting lines are connectable. This allows the pot and the slant running connecting piece can be lowered very deep. At the latter connectable, e.g. B. 45 ° pipe bends, then allow a connection with the horizontal ones Connection lines of the pump.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. DieAn embodiment of the invention is in the drawings shown and is described in more detail below. The

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Topfgehäusepumpe ohne den sie antreibenden Motor, die, Fig. 1 shows a cross section through a pot pump without the motor driving it, the,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II von Fig. 1 und die, Fig. 2 shows a section according to line II-II of Fig. 1 and,

Fig. 3 einen Querschnitt bei einem Topf mit schräger Stutzenstellung. Fig. 3 shows a cross section in a pot with an inclined nozzle position.

Die in der Fig. 1 gezeigte Topfgehäusepumpe besteht aus dem Topfgehäuse (1), welches aus einem Topf (2) und einem damit verbundenen, hier angeschweißten Verteilergehäuse (3) besteht. Das Verteilergehäuse weist einen Saugstutzen (4) sowie einen in Inline-Bauart gegenüberliegenden Druckstutzen (5) auf. Zur Befestigung mit einem Fundament bzw. der Decksebene einer Öl-Förderplattform dient ein am Verteilergehäuse angeformter Bund (6). Das Verteilergehäuse kann, wie hier gezeigt, als Gußkonstruktion ausgebildet sein, es ist aber auch ohne weiteres möglich, es als Schmiedeteil oder als Verbundkonstruktion, Guß- und Schmiedeteil herzustellen. Bei der Schmiedelösung wäre die aus dem Saugstutzen ausmündende Austrittsöffnung (7) durch spanabhebende Bearbeitung herstellbar. Die Pumpe (8) ist hier von oben in das Topfgehäuse eingeschoben und wird an dessen Oberkante mit Hilfe eines Deckels (9) gehalten. Infolge der zur Pumpenachse (10) geneigt verlaufenden Austrittsöffnung (7) ist ein strömungsgünstiger Eintritt des Fördermediums in den Ringraum (11) zwischen Pumpenteil (8) und Topfgehäuse (1) gewährleistet. In der Austrittsöffnung (7) angebrachte Rippen (12) können der besseren Strömungsführung und/oder der Kräfteübertragung dienen. Falls im Bereich des Druckraumes (13) der Pumpe (8) ein derartiger Pumpenenddruck vorherrschen sollte, der eine Verformung der Wandfläche (14) der Austritts öffnung (8) zur Folge haben könnte, dann erfolgt mit Hilfe der Rippen (12) eine sichere Kräfteübertragung in den Bund (6) und von dort eine Ableitung in eine Befestigungsebene (19).The pot housing pump shown in Fig. 1 consists of the pot housing ( 1 ), which consists of a pot ( 2 ) and an associated, here welded on distributor housing ( 3 ). The distributor housing has a suction port ( 4 ) and an inline design opposite pressure port ( 5 ). A collar ( 6 ) molded onto the distributor housing is used for fastening to a foundation or the deck level of an oil production platform. As shown here, the distributor housing can be designed as a cast construction, but it is also readily possible to produce it as a forged part or as a composite construction, cast and forged part. In the case of the forging solution, the outlet opening ( 7 ) opening out of the suction nozzle could be produced by machining. The pump ( 8 ) is pushed into the pot housing from above and is held at the upper edge thereof with the aid of a cover ( 9 ). As a result of the outlet opening ( 7 ) which is inclined to the pump axis ( 10 ), a flow-favorable entry of the delivery medium into the annular space ( 11 ) between the pump part ( 8 ) and the pot housing ( 1 ) is ensured. Ribs ( 12 ) attached in the outlet opening ( 7 ) can serve for better flow guidance and / or the transmission of forces. If in the area of the pressure chamber ( 13 ) of the pump ( 8 ) such a final pump pressure should prevail, which could result in deformation of the wall surface ( 14 ) of the outlet opening ( 8 ), then the ribs ( 12 ) ensure a safe transfer of forces into the collar ( 6 ) and from there a derivative into a mounting level ( 19 ).

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich die Austritts öffnung (7) in dem hier gezeigten Beispiel über einen Mittelpunktswinkel von ungefähr 125°. Eine Verbindende (15) zwischen den Endpunkten (16, 17) der Austrittsöffnung (7) weist eine Länge auf, die kleiner als ein parallel und durch die Pumpenachse (10) gemessener Außendurchmesser (18) des Topfgehäuses (1) ist. Somit können die gesamten Gehäuseabmessungen auf ein Minimum reduziert werden. Die in der Draufsicht gut sichtbaren Rippen (12) dienen der Kräfteübertragung eines im Druckraum (13) herrschenden Druckes auf den hier unterhalb des Saugstutzens (4) befindlichen Bund (6) und von dort aus ein Fundament.As can be seen in FIG. 2, the outlet opening ( 7 ) in the example shown here extends over a central angle of approximately 125 °. A connecting end ( 15 ) between the end points ( 16 , 17 ) of the outlet opening ( 7 ) has a length which is smaller than an outer diameter ( 18 ) of the pot housing ( 1 ) measured in parallel and through the pump axis ( 10 ). The overall housing dimensions can thus be reduced to a minimum. The ribs ( 12 ), which are clearly visible in the top view, are used to transmit forces of a pressure prevailing in the pressure chamber ( 13 ) to the collar ( 6 ) located below the suction port ( 4 ) and from there a foundation.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 erfolgte eine Schrägstellung von Saug- und Druckstutzen (4, 5). Dadurch kann das Topfgehäuse (1) erheblich tiefer unterhalb der Befestigungsebene (19) angeordnet werden. Die Verbindung mit den nicht dargestellten Versorgungsleitungen stellen gestrichelt gezeichnete 45°-Krümmer sicher.In the embodiment of FIG. 3, the suction and pressure ports ( 4 , 5 ) were inclined. As a result, the pot housing ( 1 ) can be arranged considerably lower below the fastening level ( 19 ). The connection to the supply lines, not shown, ensure dashed 45 ° elbows.

Claims

1.Pot housing pump of multi-stage design and with a vertically arranged pump shaft, with a suction nozzle and pressure nozzle in an inline design, a distributor housing arranged above it, and a pump arranged below it, with an inflow chamber connected to the suction nozzle through outlet openings located below the suction nozzle cross-section with the Pot is connected, characterized in that the distributor housing ( 3 ) is designed as a cast or forged part, that the cross section of the suction nozzle ( 4 ) in the circumferential direction of the pot ( 2 ) widens into a channel-shaped outlet opening ( 7 ) and that Outlet opening ( 7 ) is inclined with respect to the pump axis ( 10 ).

2. Pot housing pump according to claim 1, characterized in that the channel-like outlet opening ( 7 ) has an arcuate design, one of its end points connecting ( 15 ) equal or shorter than a parallel to it, through the axis of the pump shaft ( 10 ) measurable outer diameter ( 18 ) of the pot part ( 8 ) receiving the pot housing ( 1 ).

3. pot housing pump according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet opening ( 7 ) is provided with force-transmitting ribs ( 12 ).

4. pot housing pump according to claim 3, characterized in that the ribs ( 12 ) are arranged to flow.

5. pot housing pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pot ( 2 ) with the distributor housing ( 3 ) is connected.

6. pot housing pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the channel-like outlet opening ( 7 ) is arranged inside or below the mounting plane ( 19 ) of the pot housing ( 1 ).

7. pot housing pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the suction and / or pressure ports ( 4, 5 ) with respect to the pump axis ( 10 ) and inclined with the interposition of elbows can be connected to the connecting lines.