DE69903904T2 - Waagerechte selbstansaugende Pumpe mit axialem Einlass - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Pumpen, insbesondere der selbstansaugenden Pumpen.
• Aufgrund ihres besonderen Aufbaus können solche selbstansaugenden Pumpen einschalten, ohne dass sie tiefer als die zu fördernde Flüssigkeit gelegt werden müssen, d. h. bei wasserleerer Saugleitung. Dadurch ist gewährleistet, dass der Pumpenkörper vor Einschalten ein beim Einschalten zur Sicherstellung der Selbstansaugungsfunktion ausreichendes Wasservolumen enthält. Dieses Wasservolumen verbleibt im Pumpenkörper, wenn die Pumpe abschaltet, und ermöglicht die Ansaugung, wenn die Pumpe erneut einschaltet. Die Ansaugung ist ferner durch eine Klappe sichergestellt, welche zwischen der Saugseite und der Druckseite angeordnet ist, bei der Ansaugung offen bleibt und nach beendeter Ansaugungsphase schließt. Durch die während der Ansaugung offene Klappe wird im Wesentlichen Luft gefördert, bis Flüssigkeit saugseitig einläuft. Jetzt schließt die Klappe und die Pumpe funktioniert wie eine herkömmliche Pumpe.
• Es gibt waagerechte selbstansaugende Pumpen, d. h., bei denen die Rotordrehachse waagerecht zur Arbeitsrichtung der Pumpe liegt. Solche Pumpen werden beispielsweise von Leader Pumps oder KSB unter der Bezeichnung Ecoplus bzw. Multieco vertrieben. Diese bekannten Pumpen weisen eine Ansaugöffnung im oberen Teil des Pumpenkörpers auf, so dass der Pumpenkörper beim Abschalten mit Wasser gefüllt bleibt. Diese Pumpen weisen ebenfalls eine Drucköffnung auf, welche oben auf dem Pumpenkörper angeordnet ist. Auch die Anmelderin vertreibt eine solche Pumpe, und zwar unter der Bezeichnung STARSON. Diese Pumpe kann insbesondere dann einschalten, wenn eine Saugleitung mit der Saugseite bei einem Höhenunterschied von 8 Metern verbunden ist.
• In den FR-A-861 775, DE-A-44 15 157, WO-A-93 11360, FR-A-833 383 oder auch FR-A-1 199 382 werden weitere Beispiele von solchen Pumpen angegeben. In der FR-A-1 199 382 ist im Pumpenkörper ein Spiralgehäuse zwischen der Ansaugöffnung und dem Laufrad angeordnet. Saugseitig weist das Spiralgehäuse eine Öffnung auf, welche sich gegenüber der Ansaugöffnung im oberen teil der Pumpe befindet. Laufradseitig ist die Öffnung des Spiralgehäuses mittig angeordnet. In der FR-1 199 382 wird insbesondere eine selbstansaugende Kreiselpumpe beschrieben, welche einen in einem Gehäuse drehenden Rotor beinhaltet. Die Flüssigkeit wird von einer mittigen » Eingangsöffnung des Gehäuses aus eingesaugt, vom Rotor in ein Spiralgehäuse und anschließend aus der Pumpe gefördert. Auf dem Gehäusegrund ist unter der Eingangsöffnung des Gehäuses ein Sumpf angeordnet, welcher Flüssigkeit für die Ansaugung vorrätig bereithält. Der Rotor ist im Sumpf eingetaucht. Beim Anwerfen der Pumpe treibt der Rotor Flüssigkeit sowie Luft aus dem Sumpf in das Spiralgehäuse, um die Ansaugung zu veranlassen und Luft aus dem Gehäuse zu fördern.
• In einer herkömmlichen waagerechten nicht selbstansaugenden Pumpe hingegen ist die Ansaugöffnung oft am axialen Ende des Pumpenkörpers auf der Drehachse des Rotors angeordnet.
• Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist eine Lösung des von dieser Anordnung der Ansaugöffnung in waagerechten selbstansaugenden Pumpen ausgehenden neuartigen Problems. Durch diese Pflichtanordnung der Ansaugöffnung kann eine herkömmliche Pumpe nämlich nicht mehr durch eine selbstansaugende Pumpe mit identischen geometrischen Merkmalen ausgetauscht werden. Die Saugleitung muss in der Tat verändert werden, damit sie mit der im oberen Teil des Pumpenkörpers angeordneten Ansaugöffnung verbunden werden kann.
• Die Erfindung gibt eine Lösung für dieses neuartige Problem in Form einer waagerechten selbstansaugenden Pumpe an, deren Ansaugöffnung axial oder gar im unteren Teil der Pumpe angeordnet ist. Erfindungsgemäß werden dadurch die mit der Lage der Ansaugöffnung in den Pumpen früherer Bauart verknüpften Auflagen umgangen.
• Hierzu gibt die Erfindung eine waagerechte selbstansaugende Pumpe an mit einem Pumpenkörper, weiches eine Ansaugöffnung, mindestens ein im Pumpenkörper drehendes Laufrad und einen im Pumpenkörper zwischen Ansaugöffnung und Laufrad angeordneten Flansch aufweist, wobei der Flansch in seinem oberen Abschnitt eine Öffnung aufweist, welche sich über der Ansaugöffnung befindet; des Weiteren befindet sich der untere Rand der Flanschöffnung über dem unteren Rand der Ansaugöffnung.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Öffnung im Flansch scheibensegmentförmig ausgebildet.
• Vorteilhafterweise entspricht der Querschnitt der Flanschöffnung dem Querschnitt der Ansaugöffnung des Pumpenkörpers.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die Ansaugöffnung im Pumpenkörper axial zur Pumpe.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Flansch in seinem unteren Abschnitt eine der Form des Pumpenkörpers annähernd entsprechenden Form auf.
• Die Pumpe ist bevorzugt mehrstufig ausgebildet ist, wobei jede Stufe ein Stufenkörper und ein Laufrad aufweist und der Flansch in einer zwischen dem Pumpenkörper und einem Stufenkörper eingesetzten Ansaugkammer gebildet ist.
• In diesem Fall ist die Ansaugkammer zur Sicherstellung einer bestimmten radialen Positionierung im Pumpenkörper bevorzugt mit Unverwechselbarkeitsmitteln versehen.
• Die Ansaugkammer ist vorteilhaft mit Unverwechselbarkeitsmitteln zur Sicherstellung einer bestimmten radialen Positionierung zum anliegenden Stufenkörper versehen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen Flansch in einer waagerechten selbstansaugenden Pumpe, welcher mit Mitteln zur Befestigung in einem Pumpenkörper versehen ist und in seinem oberen Abschnitt eine Öffnung aufweist.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Flansch in seinem unteren Abschnitt eine konvexe Form auf und kann ebenfalls mit Unverwechselbarkeitsmitteln versehen sein.
• Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich eine Ansaugkammer mit einem solchen Flansch.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen, welche beispielhaft und anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:
• Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäßen Pumpe in einer schematischen Darstellung;
• Fig. 2 eine schematische radiale Darstellung eines erfindungsgemäßen Flansches;
• Fig. 3 einen radialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ansaugkammer in einer schematischen Darstellung.
• Erfindungsgemäß wird bei einer selbstansaugenden Pumpe im Pumpenkörper ein Flansch eingesetzt, durch den sichergestellt wird, dass im Pumpenkörper die zur Selbstansaugung der Pumpe benötigte Wassermenge verbleibt. Der Flansch weist in seinem oberen Abschnitt eine Öffnung auf. Durch den derart eingesetzten Flansch ist es möglich, die Ansaugöffnung beliebig auf dem Pumpenkörper, und insbesondere unter der Flanschöffnung zu positionieren. Mit anderen Worten, der untere Abschnitt der Flanschöffnung befindet sich über dem unteren Abschnitt der Pumpenöffnung.
• Die nachstehende Beschreibung betrifft eine erfindungsgemäße mehrstufig ausgebildete Pumpe, in welcher der Flansch Bestandteil einer auf den letzten Stufenkörper montierten Ansaugkammer ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel lässt sich die Pumpen schnell und leicht aufbauen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Ausführungsform.
• Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe in einer schematischen Darstellung. Darin ist der Pumpenmotor 1 ersichtlich, auf den in der Beschreibung nicht näher eingegangen wird. Durch diesen Motor wird eine Welle 2 drehangetrieben. Auf dem Motor ist ein motorseitiger Lagerkopf 3 aus Spritzgusskunststoff befestigt, welcher als Seitenwand für den Saugbereich 4 und den Druckbereich 5 der Pumpe dient.
• Die Welle 2 des Motors wird durch den Lagerkopf 3 durchgeführt. Die Pumpe ist im Durchgangsbereicht durch eine mechanische Dichtung 6 abgedichtet.
• In der Figur weist die Pumpe anschließend entlang der Welle eine Vielzahl von Stufen - in der Figur sind fünf Stufen dargestellt -, welche jeweils aus einem Stufenkörper 8, 10, 12, 14 und 16 sowie aus einem Laufrad 9, 11, 13, 15 und 17 bestehen. Wie in der Figur ersichtlich, sind die Stufenkörper übereinander und gegen den motorseitigen Lagerkopf angeordnet. Die Laufräder sind zwischen den Stufenkörpern und entlang der Motorwelle übereinander angeordnet. Durch eine Mutter 19 ist die axiale Befestigung der Laufräder an der Welle sichergestellt.
• Der letzte Stufenkörper 16 - d. h. der vom Motor am weitesten entfernten Stufenkörper - weist eine Klappe 20 auf. Wie oben erläutert, ist diese Klappe bei der Ansaugung offen und schließt bei normalem Pumpenbetrieb. Bei der Ansaugung stellt sie die, Verbindung zwischen dem Saugbereicht 4 und dem Druckbereich 5 der Pumpe her, so dass im Wesentlichen nur Luft gefördert wird.
• Ein Pumpenkörper - beispielsweise ein Pumpenkörper 21 aus Tiefziehmetall mit angeschweißter Saug- und Drucköffnung 22 bzw. 23 -, ist am motorseitigen Lagerkopf 3 befestigt. In der Ausführung gemäß der Figur sind der Lagerkopf und der Pumpenkörper aneinander sowie am Motor mittels Muttern oder Schrauben 24 befestigt. Der Pumpenkörper legt die Lage der verschiedenen Stufenkörper fest.
• Der Aufbau der Pumpe gemäß Fig. 1 erfolgt einfach durch Aufsetzen des Lagerkopfes und der Dichtung. Anschließend werden die Stufenkörper und die entsprechenden Laufräder montiert. Nach Befestigung der Laufräder an der Welle mittels der Mutter kann der Pumpenkörper ebenfalls montiert und befestigt werden.
• Erfindungsgemäß ist die Pumpe ferner mit einer Ansaugkammer 25 mit einem Flansch 26 versehen, welcher in seinem oberen Abschnitt eine Öffnung 27 aufweist, wobei unter oberem Abschnitt der Abschnitt des Flansches oder der Ansaugkammer zu verstehen ist, welcher sich oben befinden oder zur Drucköffnung hin zeigen soll, wenn die Pumpe ihre Betriebsstellung eingenommen hat.
• In der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist die Ansaugkammer zwischen dem letzten Stufenkörper - dem vom Motor am weitesten entfernten Stufenkörper - und dem Pumpenkörper angeordnet, so dass sie aufgrund ihrer Lage fest positioniert bleibt. Zudem weisen der letzte Stufenkörper, die Ansaugkammer und der Pumpenkörper Unverwechselbarkeitsmittel auf, welche typischerweise Vorsprünge o. ä. sind und die richtige Montage der unterschiedlichen Teile gewährleisten. Die Unverwechselbarkeitsmittel stellen insbesondere sicher, dass die Öffnung 27 in der Ansaugkammer sich auf derselben Seite wie die Drucköffnung 23 des Pumpenkörpers befindet. Die Unverwechselbarkeitsmittel, zwischen dem letzten Stufenkörper 16 und der Ansaugkammer stellen sicher, dass die Klappe 20 und die Öffnung 27 auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Wenn die Pumpe sich in Betriebsstellung befindet, zeigt daher die Öffnung 27 nach oben, so dass im Pumpenkörper eine für die Ansaugung ausreichende Wassermenge verbleibt. Die Klappe befindet sich im unteren Abschnitt der Pumpe und schließt folglich schneller, wenn der Druck druckseitig ansteigt. Die Drucköffnung des Pumpenkörpers befindet sich oben, so dass bei der Ansaugung im Wesentlichen Luft gefördert wird.
• Fig. 2 zeigt eine schematische radiale Darstellung eines erfindungsgemäßen Flansches. Darin ist die Öffnung 27 im oberen Flanschabschnitt ersichtlich. Wie auch der Pumpenkörper ist der Flansch kreisförmig. Die Öffnung ist halbmond- oder scheibensegmentförmig. Zum einen passt sie sich der Außenform des Pumpenkörpers an, so dass sie im Pumpenkörper so hoch wie möglich angeordnet ist. Zum anderen weist die Öffnung einen unteren waagerechten Rand auf, welcher dem Wasserpegel bei Pumpenstillstand im Pumpenkörper entspricht. Durch ihre Ausgestaltung weist die Öffnung demnach eine maximale Fläche für eine maximale, in der Pumpe bei Pumpenstillstand verbleibende Wassermenge auf.
• Die Öffnungsfläche wird vorteilhafterweise derart bestimmt, dass sie mindestens dem Querschnitt der Ansaugöffnung des Pumpenkörpers entspricht. Insbesondere entspricht die Öffnung im Aufriss senkrecht zum eingesaugten Wasserstrom bevorzugt dem Querschnitt der Ansaugöffnung des Pumpenkörpers. Bei dieser Ausgestaltung und Fläche der Öffnung ist sichergestellt, dass die Saugleistung der Pumpe nicht durch die Öffnung eingeschränkt ist und dass aufgrund dieser Öffnung bei Pumpenstillstand das maximale Wasservolumen im Pumpenkörper verbleibt.
• Fig. 3 zeigt einen radialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ansaugkammer in schematischer Darstellung. Darin ist der ringförmige Teil 28 der Ansaugkammer ersichtlich, welcher mit detjn letzten Stufenkörper gekoppelt wird. Dieser ringförmige Teil stellt ebenfalls eine Abgrenzung dar zwischen dem Saugbereich der Pumpe innerhalb der ringförmigen Wand und dem Druckbereich der Pumpe außerhalb der ringförmigen Wand. In ihrem oberen Abschnitt weist die am Ende der Ansaugkammer den Flansch bildende Wand die Öffnung 27 auf sowie einen unteren bauchigen bzw. nach außen gewölbten Abschnitt 29 auf, welcher sich weitestgehend der Form des Pumpenkörpers anpasst. Auf diese Art und Weise zeigt die Wölbung des unteren Abschnitts zu dem Stufenkörper und bietet ein zusätzliches Volumen für verbleibendes Wasser im Pumpenkörper. In der Nähe der Pumpenachse, wo sich in der Ausgestaltung der Erfindung gemäß der Figur die Ansaugöffnung befindet, ist der Flansch derart ausgestaltet, dass das Volumen zwischen dem Flansch und dem Pumpenkörper die Durchströmung des eingesaugten Wassers ermöglicht.
• Auf diese Art und Weise weist der Flansch Befestigungsmittel im Pumpenkörper auf, welche durch den ringförmigen Teil und eine Öffnung für die Durchströmung des eingesaugten Wassers gebildet werden.
• Die erfindungsgemäße Pumpe funktioniert wie eine bekannte selbstansaugende Pumpe. Durch den Flansch ist es jedoch möglich, die Ansaugöffnung der Pumpe nicht nur im oberen Abschnitt des Pumpenkörpers, sondern auch beliebig am Ende desselben, und insbesondere unter der Flanschöffnung anzuordnen.
• Die erfindungsgemäße Pumpe kann vorteilhaft eine Ansaugklappe gemäß der Ausführung beinhalten, welche in der am selben Tag von der Anmelderin unter der Überschrift "Clapet d'amorçage pour pompe autoamorçante" ("Ansaugklappe für selbstansaugende Pumpe") eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist.
• Die vorliegende Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele und Ausführungsformen. In den dargestellten Beispielen ist die Ansaugöffnung der Pumpe axial gelagert. Aufgrund des erfindungsgemäßen Flansches ist jedoch nachvollziehbar, dass diese Ansaugöffnung beliebig angeordnet sein kann. So kann eine Ansaugöffnung im unteren Abschnitt des axialen Endes des Pumpenkörpers oder auf dem Seitenabschnitt des Pumpenkörpers vorgesehen sein.
• Es ist auch möglich, eine Pumpe mit einem erfindungsgemäßen Flansch zu versehen, ohne dass der Flansch notwendig auf eine Ansaugkammer aufgesetzt wird wie in den bevorzugten Ausgestaltungen. Der Flansch könnte beispielsweise auf den Pumpenkörper aufgesetzt sein oder gleichzeitig mit dem Pumpenkörper tiefgezogen werden, wobei die Ansaugöffnung auf einen geschweißten Deckel aufgesetzt oder mit dem Pumpenkörper verbunden wäre.
• Gemäß der bevorzugten Ausgestaltung ist die Pumpe als mehrstufige Pumpe mit fünf Stufen ausgebildet, welche jeweils aus einem Stufenkörper und einem Laufrad bestehen. Die Erfindung ist ebenfalls auf anders ausgestaltete Pumpen anwendbar, beispielsweise auf Pumpen mit einem einzigen Laufrad.
• In der gesamten Beschreibung wird von Wasser als von der Pumpe geförderter Flüssigkeit ausgegangen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch ebenfalls auf Pumpen anwendbar, mit denen andere Flüssigkeiten gefördert werden sollen.

Claims (12)

1. Waagerechte selbstansaugende Pumpe, bei der einen Pumpenkörper (21) eine Ansaugöffnung (22), mindestens ein im Pumpenkörper drehendes Laufrad (9, 11, 13, 15, 17) und einen Flansch (26) im Pumpenkörper zwischen Ansaugöffnung und Laufrad aufweist, wobei der Flansch in seinem oberen Abschnitt eine Öffnung (27) aufweist, welche sich über der Ansaugöffnung befindet und deren unterer Rand sich über dem unteren Rand der Ansaugöffnung befindet.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (27) im Flansch (26) scheibensegmentförmig ausgebildet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Flanschöffnung (27) dem Querschnitt der Ansaugöffnung (22) des Pumpenkörpers (21) entspricht.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ansaugöffnung (22) im Pumpenkörper (21) axial zur Pumpe befindet.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (26) in seinem unteren Abschnitt (29) eine der Form des Pumpenkörpers (21) annähernd entsprechende Form aufweist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrstufig ausgebildet ist, wobei jede Stufe ein Stufenkörper (8, 10, 12, 14, 16) und ein Laufrad (9, 11, 13, 15, 17) aufweist und der Flansch in einer zwischen dem Pumpenkörper und einem Stufenkörper eingesetzten Ansaugkammer (25) gebildet ist.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugkammer (25) zur Sicherstellung einer bestimmten radialen Positionierung im Pumpenkörper (21) mit Unverwechselbarkeitsmitteln versehen ist.

8. Pumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugkammer (25) zur Sicherstellung einer bestimmten radialen Positionierung zum anliegenden Stufenkörper mit Unverwechselbarkeitsmitteln versehen ist.

9. Flansch (26) in einer waagerechten selbstansaugenden Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher mit Mitteln zur Befestigung in einem Pumpenkörper (21) versehen ist und in seinem oberen Abschnitt eine Öffnung (27) aufweist.

10. Flansch (26) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er in seinem unteren Abschnitt (29) eine konvexe Form aufweist.

11. Flansch nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Unverwechselbarkeitsmitteln versehen ist.

12. Ansaugkammer mit einem Flansch nach einem der Ansprüche 9 bis 11.