CS220685B1

CS220685B1 - Circulator

Info

Publication number: CS220685B1
Application number: CS351681A
Authority: CS
Inventors: Jan Vykopal; Vaclav Petras
Original assignee: Jan Vykopal; Vaclav Petras
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Vynález spadá do oboru odstředivých čerpadel a týká se oběhového čerpadla bezucpávkového typu pro teplovodní a horkovodní systémy ústředního vytápění. Zejména řeší otázku utěsnění vinutí statoru proti proniknutí čerpané kapaliny z hydraulického prostoru čerpadla. Podstatou vynálezu je oběhové čerpadlo, kde mezi roto-, rem a statorem elektromotoru je umístěna oddělovací vložka hrncovitého tvaru, opatřená na straně odvrácené uložení oběžného kola profilovaným dnem, a na protilehlé straně přírubou, kde mezi přírubou a stěnou pláště elektromotoru je vloženo těsnění. Dno oddělovací vložky je z vnitřní strany upraveno pro uložení pružného prvku, který se opírá svou druhou plochou o vnitřní osazení dna pláště elektromotoru.The invention falls within the field of centrifugal pumps and relates to a sealless type circulation pump for hot water and hot water central heating systems. In particular, it addresses the issue of sealing the stator winding against the penetration of the pumped liquid from the hydraulic space of the pump. The essence of the invention is a circulation pump, where a pot-shaped separating insert is placed between the rotor and the stator of the electric motor, provided on the side facing away from the impeller mounting with a profiled bottom, and on the opposite side with a flange, where a seal is inserted between the flange and the wall of the electric motor casing. The bottom of the separating insert is adapted on the inside to accommodate a flexible element, which rests with its second surface on the inner shoulder of the bottom of the electric motor casing.

Description

Vynález spadá do oboru odstředivých čerpadel a týká se oběhového čerpadla bezucpávkového typu pro teplovodní a horkovodní systémy ústředního vytápění.The present invention is in the field of centrifugal pumps and relates to a glandless circulation pump for hot water and hot water central heating systems.

Zejména řeší otázku utěsnění vinutí statoru proti proniknutí čerpané kapaliny z hydraulického prostoru čerpadla. Podstatou vynálezu je oběhové čerpadlo, kde mezi roto-, rem a statorem elektromotoru je umístěna oddělovací vložka hrncovitého tvaru, opatřená na straně odvrácené uložení oběžného kola profilovaným dnem, a na protilehlé straně přírubou, kde mezi přírubou a stěnou pláště elektromotoru je vloženo těsnění. Dno oddělovací vložky je z vnitřní strany upraveno pro uložení pružného prvku, který se opírá svou druhou plochou o vnitřní osazení dna pláště elektromotoru.In particular, it addresses the issue of sealing the stator windings against the ingress of pumped liquid from the hydraulic space of the pump. The invention is based on a circulation pump, wherein a pot-shaped separating insert is provided between the rotor and the stator of the electric motor, provided with a profiled bottom on the side facing the impeller and a flange on the opposite side. The bottom of the separator insert is adapted from the inside to accommodate a resilient element which rests with its second surface on the inner shoulder of the electric motor housing.

'νλ \Λ%>'νλ \ Λ%>

77___77___

Vynález se týká oběhového čerpadla, bezucpávkového typu, pro teplovodní a horkovodní systémy ústředního topení.The invention relates to a circulating pump, of the seal-free type, for hot-water and hot-water central heating systems.

Oběhová, bezucpávková čerpadla pro teplovodní a horkovodní systémy ústředního vytápění se vyrábí v provedení buď s mokrým, nebo suchým statorovým vinutím. Oběhová čerpadla v provedení suchého a statorového vinutí jsou konstrukčně řešena tak, že vlastní prostor statorového vinutí je oddělen od vodního prostoru oddělovací vložkou, mezistěnou a pláštěm s příslušným těsnicím elementem. Snahou konstruktérů oběhových čerpadel je dosáhnout řešení, které by používalo minimálního počtu těsnicích elementů, a tak zajistilo zvýšení jistoty, že nedojde k zaplavení vinutí motoru vodou. Protože na tato čerpadla jsou kladeny vysoké nároky pokud jde o spolehlivost, životnost a tichý chod, který má vliv na volbu ložiskové dvojice a na způsob konstrukce rotoru, kterým může být řešení s pevným nebo rotujícím hřídelem, je vlastní konstrukční řešení značně obtížné.Circulating, glandless pumps for hot-water and hot-water central heating systems are available in either wet or dry stator windings. The circulating pumps in the dry and stator winding design are designed so that the stator winding space itself is separated from the water space by a separating insert, a partition and a casing with the respective sealing element. Circulation pump designers aim to achieve a solution that uses a minimum number of sealing elements to ensure greater confidence that the motor windings will not be flooded. Because these pumps are subject to high demands in terms of reliability, durability and quiet running, which affects the choice of the bearing pair and the design of the rotor, which may be a fixed or rotating shaft solution, the design itself is quite difficult.

V současné době jsou známa řešení oběhových čerpadel, kdy oddělovací vložka je provedena jako tenkostěnná trubka s těsněním na zadní straně proti plášti motoru a na přední straně proti mezistěně.Recently, circulating pump solutions are known in which the separator insert is designed as a thin-walled tube with a seal on the back against the motor housing and on the front against the partition.

Řešení s rotačním hřídelem jsou dokumentována patenty FR 2 155 707 a CH 541 726. Nevýhodou tohoto čerpadla je obtížná kontrola montáže a správné funkce těsnění u něhož je nutné přesné opracování stykových ploch s dokonale hladkým povrchem. Těsnicí elementy jsou obvykle tři, přičemž dva z nich jsou na oddělovací vložce a jeden mezi spirálou a mezistěnou. Čím větší je totiž počet těsnicích elementů, tím větší je riziko selhání některého z nich, kupříkladu může dojít k poškození při montáži, závadou může být trvalá deformace těsnění, případně může dojít k vadné funkci těsnění z důvodů tepelné roztažnosti materiálů jednotlivých dílců.Rotary shaft solutions are documented in patents FR 2 155 707 and CH 541 726. The disadvantage of this pump is the difficulty of checking the assembly and the proper functioning of the seal, which requires precise machining of the contact surfaces with a perfectly smooth surface. The sealing elements are usually three, two of which are on the spacer and one between the coil and the partition. Indeed, the greater the number of sealing elements, the greater the risk of failure of one of them, for example, damage during assembly, defect may be permanent deformation of the seal or malfunction of the seal due to thermal expansion of materials of individual components.

U řešení oběhového čerpadla s pevným hřídelem, dokumentovaných kupříkladu FR-PS 2 059 795 je použita oddělovací vložka ve tvaru uzavřené trubky, která umožňuje izolaci prostoru s vinutím při použití pouze jednoho· těsnění. Velkou nevýhodou tohoto řešení ale je, že způsobuje velké vyložení rotoru, čímž se silně zvyšuje náchylnost k chvění, zvyšuje se hlučnost čerpadla a dochází k zvýšení opotřebení ložiskové dvojice. Ani po hydraulické stránce není uvedené řešení optimální, protože pevné uložení hřídele je realizováno ve vstupní části čerpadla.In the fixed shaft circulating pump solution documented, for example, by FR-PS 2 059 795, a closed pipe separator insert is used which allows the winding space to be insulated using only one seal. However, the big disadvantage of this solution is that it causes a large overload of the rotor, which greatly increases the susceptibility to vibration, increases the noise of the pump and increases the wear of the bearing pair. Even from the hydraulic point of view, this solution is not optimal, since the fixed bearing of the shaft is realized in the inlet part of the pump.

Obdobné provedení oběhového čerpadla s pevným hřídelem je známo z GB 1 204 165, kde má uzavřená oddělovací stěna speciální tvar, který umožňuje dobrou tepelnou dilataci i těsnění na čelní stěně. Jeho hlavní nevýhodou je vysoká náročnost na výrobu, znovu velké vyložení rotoru s jeho nepříz4 nivými vlivy, a dále vliv hřídele na vstupní část čerpadla.A similar embodiment of a fixed shaft circulation pump is known from GB 1 204 165, where the closed separating wall has a special shape which allows good thermal expansion and sealing on the front wall. Its main disadvantage is the high production demands, the large overload of the rotor with its adverse effects, and also the influence of the shaft on the pump inlet.

Konečně jsou známá řešení s rotujícím hřídelem dokumentována CH-PS 532 196 a NSR 2 460 748. Tak podle švýcarského patentu je odělovací vložka řešena tak, že její trubková část na straně oběžného kola přechází v tvarovanou přírubu, která je středěna v plášti motoru a je utěsněna dvěma plochými těsněními. Na straně za rotorovým svazkem se odělovací vložka zužuje a je uložena mezi pláštěm motoru a ložiskem. Uzavřena a utěsněna je, zátkou. Nevýhodou tohoto provedení je velký počet těsnění a nutnost použití těsnění plochého tvaru, které je velmi náročné na dokonalou rovínnost těsnicích ploch.Finally, known rotating shaft solutions are documented by CH-PS 532 196 and NSR 2 460 748. Thus, according to the Swiss patent, the garment insert is designed such that its tubular section on the impeller side merges into a shaped flange which is centered in the motor housing and sealed with two gaskets. On the downstream side of the rotor bundle, the wear liner tapers and is positioned between the motor housing and the bearing. Closed and sealed with a stopper. The disadvantage of this embodiment is the large number of seals and the necessity to use gaskets of flat shape, which is very demanding for perfect flatness of the sealing surfaces.

Oddělovací vložka podle NSR patentu je podobného tvaru s tím rozdílem, že má na čelní přírubě pouze jedno ploché těsnění, dále v zadní části oddělovací vložky má jedno těsnění proti zátce a jeden pružný element mezi dnem oddělovací vložky a pláštěm motoru. I v tomto případě je nevýhodný velký počet těsnění a při poškození možnost vniknutí vody do prostoru vinutí ze dvou stran. Dále je nevýhodou, že povinnost těsnicích ploch plochých těsnění může být narušena tepelnou dilatací potrubí a těsnost spojení nebude zaručena.The spacer of the NSR patent is of similar shape except that it has only one gasket on the front flange, furthermore, at the rear of the spacer it has one seal against the plug and one resilient element between the bottom of the spacer and the motor housing. Even in this case, a large number of seals is disadvantageous and, in case of damage, the possibility of water entering the winding space from two sides. Furthermore, it is a disadvantage that the obligation of the sealing surfaces of the gaskets can be impaired by the thermal expansion of the pipe and the tightness of the connection will not be guaranteed.

Nevýhody a nedostatky známých řešení odstraňuje v podstatě vynález, kterým je oběhové čerpadlo bezucpávkového typu, pro teplovodní a horkovodní ústřední vytápění, sestávající z hydraulické části tvořené tělesem čerpadla a oběžným kolem, a z mechanické části tvořené elektromotorem, kde vinutí rotoru je od vinutí statoru odděleno oddělovací vložkou a jeho podstata spočívá v tom, že oddělovací vložka válcového tvaru je na straně odvrácené hydraulické části opatřena tvarovaným dnem, zatímco na protilehlé straně je opatřena přírubou, kde mezi vnější plochou tvarovaného dna a vnitřní plochou dna hrncovitého pláště elektromotoru je uložen pružný prvek, přičemž mezi přírubou oddělovací vložky a čelní plochou válcovité stěny pláště elektromotoru je v nákružku tělesa uložen tvarový O-kroužek.Disadvantages and drawbacks of the known solutions are essentially eliminated by the invention, which is of the seal-free circulation pump, for hot-water and hot-water central heating, consisting of a hydraulic part consisting of a pump body and an impeller and a mechanical part formed by an electric motor. The cylindrical separating insert is provided with a shaped bottom on the side facing away from the hydraulic part, while on the opposite side it is provided with a flange, where a resilient element is disposed between the outer surface of the shaped bottom and the inner surface of the pot. between the separator flange flange and the end face of the cylindrical wall of the electric motor housing, a shaped O-ring is mounted in the collar of the housing.

Další podstatou vynálezu je, že tvarované dno oddělovací vložky je z vnitřní strany opatřeno zadním držákem zadního ložiska rotoru, přičemž mezi předním ložiskem a osazením hřídele rotoru je vložen opěrný kroužek.It is a further object of the invention that the shaped bottom of the separator insert is provided on the inside with a rear bracket of the rear rotor bearing, a support ring being inserted between the front bearing and the rotor shaft shoulder.

Další podstatou vynálezu je, že těleso čerpadla je opatřeno v ose rotoru inspekčním otvorem uzavřeným zátkou, pro kontrolu smyslu otáčení rotoru a případnou deblokaci rotoru.It is a further object of the invention that the pump housing is provided with a plug in the rotor axis, closed by a plug, for checking the direction of rotation of the rotor and for possible deblocking of the rotor.

Vyšší účinek nového řešení oběhového čerpadla s rotujícím hřídelem je v tom, že je opatřeno z jedné strany uzavřenou oddělovací vložkou, takže ze zadní strany je 'statorové vinutí dokonale utěsněno dnem této vložky. K vlastnímu těsnění je použito profilovaného těsnění, kupříkladu „O“ kroužku, které dokonale těsní a při značném rozsahu deformace kroužku, takže menši deformace způsobené vadnou montáží nebo tepelnou dilataci, neovlivní správnou funkci těsnění. Dále je výhodou nového řešení, že je použito jediného těsnění, které je umístěno tak, že při jeho selhání nedojde k vniknutí vody do prostoru vinutí, ale mimo plášť motoru.A higher effect of the novel rotary shaft circulator is that it has a separating insert closed on one side, so that the stator winding is completely sealed from the back of the insert on the back. The gasket itself uses a profiled gasket, such as an "O" ring, which seals perfectly and with a large extent of ring deformation, so that minor deformations due to faulty assembly or thermal expansion will not affect the proper functioning of the gasket. Furthermore, it is an advantage of the novel solution that a single gasket is used, which is positioned so that, in the event of its failure, water does not enter the winding space but outside the motor housing.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese, představujícím oběhové čerpadlo v osovém řezu.An example of a particular embodiment of the invention is shown schematically in the drawing, representing a circulating pump in axial section.

Oběhové čerpadlo podle vynálezu sestává jednak z hydraulické části tvořené tělesem 1 čerpadla a oběžným kolem 2, a jednak z mechanické části tvořené pohonným elektromotorem 3. Těleso 1 je opatřeno sacím hrdlem 4 a výtlačným hrdlem 5 v jedné o'se, přičemž sací hrdlo 4 je v místě uložení oběžného kola 2 opatřeno těsnicím kruhem 6.The circulation pump according to the invention consists, on the one hand, of the hydraulic part formed by the pump body 1 and the impeller 2, and on the other hand, of the mechanical part formed by the driving electric motor 3. The body 1 is provided with suction port 4 and discharge port 5 in one axis; provided at the location of impeller 2 with a sealing ring 6.

Pohonný elektromotor 3 je tvořen hrncovým pláštěm 7 připevněným k tělesu 1 oběhového čerpadla. Dále je pohonný elektromotor 3 tvořen rotorem 8 a statorem 9 mezi nimiž je umístěna oddělovací vložka 10. Mezi pláštěm 7 pohonného elektromotoru 3 a hydraulickým prostorem uložení oběžného kola 2 je uložena mezistěna 11, přecházející v přední držák 12 předního ložiska 13, a která současně slouží k zachycení radiálních a axiálních sil působících na ložiska 13, 14, ve kterých je uložen hřídel 15 βThe drive electric motor 3 consists of a pot housing 7 attached to the body 1 of the circulation pump. Further, the drive electric motor 3 is formed by a rotor 8 and a stator 9 between which a separating bush 10 is placed. Between the housing 7 of the electric motor 3 and the hydraulic space of the impeller 2 there is a partition 11 which passes into the front holder 12 of the front bearing 13. to absorb radial and axial forces acting on bearings 13, 14, in which the shaft 15 β is mounted

rotoru 8, na jehož konci procházejícím do hydraulického prostoru je uloženo oběžné kolo 2. Oddělovací vložka 10 válcového tvaru je na konci odvráceném uložení oběžného kola 2 opatřena tvarovaným dnem 16, k němuž je pevně připojen zadní držák 17 zadního ložiska 14. K zachycení axiálních sil je hřídel 15 rotoru 8 opatřen na osazení 18 ložiskového čepu 19 opěrným kroužkem 20.A cylindrical separating insert 10 is provided with a shaped bottom 16 at the end of the inverted bearing of the impeller 2, to which the rear bracket 17 of the rear bearing 14 is fixedly attached. the shaft 15 of the rotor 8 is provided with a thrust ring 20 at the shoulder 18 of the journal 19.

Pro účely chlazení, mazání a odvzdušnění čerpadla je hřídel 15 rotoru 8 opatřen osovým průchozím kanálkem 21. Otevřená část oddělovací vložky 10 ve tvaru příruby 22 je uložena spolu s mezistěnou 11 ve vodicím nákružku 23 tělesa 1 čerpadla, kde je proti plášti 7 elektromotoru utěsněna tvarovým těsnicím O-kroužkem 24. Chladicí voda z hydraulického prostoru proudí otvory 25 mezistěny 11 okolo rotoru 8 dále otvory 26 držáku 17 zadního ložiska 14, a průchozím kanálkem 21 hřídele 15 rotoru 8 a zpět do hydraulického prostoru.For the purpose of cooling, lubricating and venting the pump, the shaft 15 of the rotor 8 is provided with an axial through channel 21. The open portion of the flange-shaped separating insert 10 is supported together with the partition 11 in the guide collar 23 of the pump housing 1. The cooling water from the hydraulic space flows through the apertures 25 of the partition 11 around the rotor 8, further through the apertures 26 of the rear bearing holder 14, and through the through channel 21 of the shaft 15 of the rotor 8 and back into the hydraulic space.

Kontrola smyslu otáčení oběžného kola 2 se provádí inspekčním otvorem 27 uzavřeným zátkou 28 v tělese 1 čerpadla. V případě zablokování rotoru 8 lze tímto otvorem 27 rotor 8 čerpadla uvolnit pomocí šroubováku zasunutého do drážky hřídele 15 rotoruThe direction of rotation of the impeller 2 is checked by an inspection opening 27 closed by a plug 28 in the pump housing 1. In case of blockage of the rotor 8, through this opening 27 the pump rotor 8 can be released by means of a screwdriver inserted into the groove of the rotor shaft 15

8. Dno 16 oddělovací vložky 10 a pláště 7 elektromotoru je tvarováno tak, že umožňuje podepření i vyztužení oddělovací vložky 10 pomocí pružného elementu 29. Tím je umožněna tepelná dilatace oddělovací vložky 10 a přitom je zaručena potřebná tuhost zadního ložiska 14 v držáku 17.8. The bottom 16 of the separator pad 10 and the electric motor housing 7 are shaped to support and reinforce the separator pad 10 by means of a resilient element 29. This allows thermal expansion of the separator pad 10 while guaranteeing the required rigidity of the rear bearing 14 in the holder 17.

Claims

Subject

Seal-type circulation pump for hot-water and hot-water central heating, consisting of a hydraulic part consisting of a pump body and an impeller, and a mechanical part consisting of an electric motor, wherein the rotor winding is separated from the stator winding by a separating insert; 10) of cylindrical shape is provided on the side of the opposite hydraulic part with a shaped bottom (16), while on the opposite side it is provided with a flange (22) where between the outer surface of the shaped bottom (16J and the inner surface of the pan) a resilient element (29J) is disposed, wherein between the flange (22) of the spacer (10) and the end face of the cylindrical wall of the housing (7j) of the electric motor (3) is a shaped O-ring (24).

Circulating pump according to claim 1, characterized in that the shaped bottom (16) of the separator insert (10) is provided on the inside with a rear bracket (17) of the rear bearing (14J of the rotor (8j), between the front bearing (13) and the shoulder (18J of the rotor shaft (15), a support ring (20) is inserted.

Circulation pump according to Claims 1 and 2, characterized in that the pump housing (11) is provided with an inspection opening (27J) closed by a plug (28) in the rotor axis (8) for checking the direction of rotation of the rotor (8) and possible deblocking. 8j.

1 sheet of drawings