DE102014106932A1 - Pumpe - Google Patents

Pumpe Download PDF

Info

Publication number
DE102014106932A1
DE102014106932A1 DE102014106932.3A DE102014106932A DE102014106932A1 DE 102014106932 A1 DE102014106932 A1 DE 102014106932A1 DE 102014106932 A DE102014106932 A DE 102014106932A DE 102014106932 A1 DE102014106932 A1 DE 102014106932A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pump
pump chamber
drive wheel
outlet
end cap
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.)
Granted
Application number
DE102014106932.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014106932B4 (de
Inventor
c/o Johnson Electric Engine Guo Chuan Jiang
Chuan Hui Fang
Hay Tak TSANG
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.)
Johnson Electric International AG
Original Assignee
Johnson Electric SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Electric SA filed Critical Johnson Electric SA
Publication of DE102014106932A1 publication Critical patent/DE102014106932A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014106932B4 publication Critical patent/DE102014106932B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/043Shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/086Sealings especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2238Special flow patterns
    • F04D29/2255Special flow patterns flow-channels with a special cross-section contour, e.g. ejecting, throttling or diffusing effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2277Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for increasing NPSH or dealing with liquids near boiling-point
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24Vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4293Details of fluid inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/448Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/48Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable for unidirectional fluid flow in reversible pumps
    • F04D29/486Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable for unidirectional fluid flow in reversible pumps especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2288Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for comminuting, mixing or separating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00Working fluids
    • F05D2210/10Kind or type
    • F05D2210/11Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/14Casings or housings protecting or supporting assemblies within
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/55Seals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Eine Flüssigkeitspumpe (1) hat ein Pumpengehäuse (10), das eine Pumpenkammer (19) definiert. Ein Motor (20) ist in dem Pumpengehäuse (10) aufgenommen und durch eine Endkappe (14) von der Pumpenkammer (19) getrennt. Ein Antriebsrad (30), das in der Pumpenkammer (19) angeordnet ist, wird durch den Motor (20) angetrieben. Die Pumpenkammer (19) hat einen Einlass (12) und einen oder mehrere Auslässe (13). Die Auslässe (13) befinden sich an einer Seitenwand der Pumpenkammer (19) und erstrecken sich in einer Richtung im Wesentlichen tangential zu einem Außenumfang der Pumpenkammer. Jeder Auslass (13) hat ein erstes Ende (13a) in der Nähe der Pumpenkammer und ein zweites Ende (13b) entfernt von der Pumpenkammer. Ein Querschnitt S1 des ersten Endes (13a) ist kleiner als ein Querschnitt S2 des zweiten Endes (13b), wodurch in dem Auslass (13) ein Diffusor gebildet wird.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Pumpe und insbesondere eine Pumpe für Flüssigkeiten.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Flüssigkeitspumpen findet man in vielen verschiedenen Maschinen und Anwendungen. In vielen Fahrzeugen werden Flüssigkeitspumpen verwendet, um Wasser oder eine Reinigungslösung auf die Windschutzscheibe oder die Scheinwerfer des Fahrzeugs zu sprühen.
  • Übliche Pumpen, die bei solchen Anwendungen zum Einsatz kommen, haben normalerweise ein Pumpengehäuse mit einem kreisförmigen Querschnitt, und ein Flüssigkeitsauslassrohr erstreckt sich tangential zu dem Gehäuse. Während durch das Auslassrohr eine ausreichende Menge an Flüssigkeit abgegeben werden kann, ist der Druck der Flüssigkeit unter Umständen jedoch zu gering. Hinzu kommt, dass viele der gebräuchlichen Flüssigkeitspumpen, wenn sie mit höchstem Wirkungsgrad arbeiten, mehr Flüssigkeit als notwendig abgeben, weshalb die meisten dieser gebräuchlichen Flüssigkeitspumpen nicht mit höchstem Wirkungsgrad betrieben werden.
  • ÜBERSICHT
  • Aus diesem Grund wird eine effizientere Flüssigkeitspumpe benötigt.
  • Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die Bildung eines Diffusors in dem Auslass aus der Pumpenkammer.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkeitspumpe angegeben, umfassend: ein Pumpengehäuse, das eine Pumpenkammer definiert; einen Motor, der eine Motorwelle hat und an dem Pumpengehäuse befestigt ist; ein Antriebsrad, das an der Welle befestigt und in der Pumpenkammer angeordnet ist, wobei das Antriebsrad einen zentralen Körper und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die sich von dem zentralen Körper radial nach außen erstrecken; einen Einlass, der in Fluidverbindung mit der Pumpenkammer steht; und einen Auslass, der in Fluidverbindung mit der Pumpenkammer steht, wobei der Auslass ein an die Pumpenkammer angrenzendes erstes Ende und ein von der Pumpenkammer entferntes zweites Ende hat, wobei ein Querschnitt des ersten Endes S1 kleiner ist als ein Querschnitt des zweiten Endes S2.
  • Vorzugsweise definieren die radial äußeren Enden der Flügel des Antriebsrads einen Kreis eines Durchmessers D1, und eine radiale Außenfläche eines Flügels der Vielzahl von Flügeln hat eine axiale Höhe von b, wobei der Querschnitt S1 des ersten Endes des Auslasses definiert wird durch Y × (πD1), wobei 0,01 ≤ Y ≤ 0,02 ist.
  • Vorzugsweise sind das erste Ende und das zweite Ende des Auslasses durch einen Abstand L getrennt, wobei
    Figure DE102014106932A1_0002
    ist.
  • Vorzugsweise definieren die radial äußeren Enden der Flügel des Antriebsrads einen Kreis eines Durchmessers D1, und die Pumpenkammer hat einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt eines Durchmessers DV; wobei 1,04 ≤ Dv/D1 ≤ 1,1 ist.
  • Vorzugsweise ist die Vielzahl von Flügeln in Umfangsrichtung rund um den zentralen Körper des Antriebsrads gleichmäßig verteilt.
  • Vorzugsweise hat das Antriebsrad drei Flügel.
  • Vorzugsweise vergrößert sich eine Umfangsbreite eines Flügels der Vielzahl von Flügeln mit der Erstreckung des Flügels weg von dem zentralen Körper.
  • Vorzugsweise hat ein Flügel der Vielzahl von Flügeln einen rechteckigen Querschnitt.
  • Wahlweise hat ein Flügel der Vielzahl von Flügel einen T-förmigen Querschnitt.
  • Vorzugsweise ist eine Endkappe abdichtend an einer Innenfläche des Pumpengehäuses befestigt, wobei die Pumpenkammer definiert wird durch eine axiale Fläche des Pumpengehäuses und die Endkappe, wobei der Motor in dem Pumpengehäuse angeordnet und durch die Endkappe von der Pumpenkammer getrennt ist und wobei sich die Welle durch die Endkappe hindurch erstreckt, für den Eingriff mit dem Antriebsrad in der Pumpenkammer.
  • Vorzugsweise hat die Pumpe eine Ringdichtung, und in einer radial äußeren Fläche der Endkappe ist eine Nut zur Aufnahme der Ringdichtung gebildet, und die Ringdichtung bildet eine abgedichtete Verbindung mit der Innenfläche des Pumpengehäuses.
  • Vorzugsweise hat die Endkappe eine Dichtungslochplatte mit einer Durchgangsöffnung, durch welche sich die Nabe erstreckt, wobei in der Dichtungslochplatte ein Dichtungsring angeordnet ist und eine Abdichtung zwischen der Endkappe und der Welle bildet.
  • Vorzugsweise hat der Dichtungsring einen äußeren Bereich, der sich mit der Dichtungslochplatte in Kontakt befindet, und einen inneren Bereich, der sich mit der Welle in Kontakt befindet, wobei der innere Bereich eine gekrümmte Fläche derart hat, dass sich ein erstes Ende und ein zweites Ende des inneren Bereichs mit der Welle in Kontakt befinden und ein zentraler Bereich des inneren Bereichs von der Welle beabstandet ist.
  • Vorzugsweise hat die Pumpenkammer zwei Auslässe, die derart angeordnet sind, dass die Richtung der Drehung des Antriebsrads bestimmt, durch welchen Auslass Flüssigkeit gepumpt wird.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der Einlass in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer axialen Richtung der Welle.
  • Vorzugsweise ist ein Teil des zentralen Körpers des Antriebsrads in dem Einlass aufgenommen.
  • Vorzugsweise ist der Motor ein Gleichstrommotor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die Figuren der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in all diesen Figuren identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen und Merkmale, die in den Figuren gezeigt sind, sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
  • 1 zeigt eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Schnittansicht der Pumpe von 1;
  • 3 ist eine weitere Schnittansicht der Pumpe von 1;
  • 4 zeigt eine in der Pumpe von 1 verwendete Endkappe;
  • 5A, 5B und 5C sind jeweils eine perspektivische Ansicht, Draufsicht und Seitenansicht eines in der Pumpe von 1 verwendeten Antriebsrads;
  • 6A und 6B sind jeweils eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines alternativen Antriebsrads;
  • 7 ist eine Schnittansicht einer in der Pumpe verwendeten Dichtung;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitspumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitspumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt eine Flüssigkeitspumpe 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht der Pumpe 1 entlang der Schnittebene (II), und 3 ist eine Schnittansicht der Pumpe 1 entlang der Schnittebene (III). Zur Vereinfachung der Erläuterung beziehen sich die Angaben ”vertikal” oder ”vertikale Richtung” auf eine Richtung im Wesentlichen parallel zu einer axialen Richtung der Pumpe 1, während sich die Angaben ”horizontal” oder ”horizontale Richtung” auf eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung beziehen. In der Praxis kann die Pumpe 1 selbstverständlich in einer Vielfalt von Richtungen orientiert sein.
  • Die Pumpe 1 hat ein Pumpengehäuse 10, eine an dem Gehäuse montierte Endkappe 14, einen in dem Gehäuse festgelegten Motor 20 und ein Antriebsrad 30, das für eine Drehung mit dem Motor 20 konfiguriert ist. Das Pumpengehäuse 10 und die Endkappe 14 definieren eine im Wesentlichen zylindrische Pumpenkammer 19, in der das Antriebsrad 30 angeordnet ist. Ein Einlass 12 befindet sich an einer axialen Endwand 11 des Pumpengehäuses 10 und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu einer axialen Richtung der Pumpe von dem Gehäuse weg. In anderen Ausführungsformen kann sich der Einlass 12 in anderen Richtungen erstrecken. Wie beispielsweise in 8 dargestellt ist, kann sich der Einlass 12 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer axialen Richtung der Pumpe erstrecken. Die axiale Richtung der Pumpe ist im Wesentlichen die gleiche wie die axiale Richtung des Motors 20.
  • Außerdem befinden sich ein oder mehrere Auslässe 13 an einer Seitenwand des Pumpengehäuses 10 in der Nähe der axialen Endwand 11 und erstrecken sich in einer Richtung im Wesentlichen tangential zu einem Umfang der Pumpe 1 nach außen. In der bevorzugten Ausführungsform hat die Pumpe 1 zwei Auslässe 13, wobei jeder Auslass 13 einem anderen Flüssigkeitsströmungsweg entspricht. In anderen Ausführungsformen, wie in 9 gezeigt, kann die Pumpe nur einen einzigen Auslass 13 aufweisen.
  • Der Auslass 13 hat ein erstes Ende 13a, das mit der Pumpenkammer 19 verbunden ist, und ein zweites Ende 13b, das von der Pumpenkammer entfernt ist. Das erste Ende 13a und das zweite Ende 13b können im Folgenden jeweils als Auslass-Eingang 13a und Auslass-Ausgang 13b bezeichnet sein. Der Querschnitt des Auslass-Eingangs 13a und des Auslass-Ausgangs 13b (z. B. der Querschnitt im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung der Flüssigkeitsströmung in dem Auslass 13) kann jeweils als S1 und S2 definiert sein. Um den Diffusor zu bilden, ist S2 größer als S1 (d. h. S2 > S1). In der bevorzugten Ausführungsform vergrößert sich der Querschnitt des Auslasses 13 entlang der Richtung der Flüssigkeitsströmung allmählich von S1 auf S2.
  • 4 zeigt die Endkappe 14, die in den bevorzugten Ausführungsformen verwendet wird. Auf der einen Seite, die dem Antriebsrad zugewandt ist, hat die Endkappe 14 eine im Wesentlichen ebene Endfläche 15. Eine Seitenwand 16 erstreckt sich von einer radial äußeren Kante der Endfläche 15 in einer axialen Richtung und bildet eine radiale Außenfläche der Endkappe. Eine Dichtungslochplatte 17 ist durch eine zentrale Durchgangsöffnung gebildet und erstreckt sich axial und von der Endfläche 15 nach innen. Die Seitenwand 16 hat eine Nut 18, die sich umfangsseitig rund um die Seitenwand 16 erstreckt. Die Nut 18 nimmt eine Ringdichtung 5 auf, die eine abgedichtete Verbindung mit einer Innenfläche des Pumpengehäuses 10 bildet, wenn die Endkappe an dem Pumpengehäuse befestigt ist. Vorzugsweise ist die Ringdichtung 5 ein O-Ring aus Gummi. Solchermaßen definiert die Endkappe 14 ein Ende der Pumpenkammer 19, d. h. die Pumpenkammer 19 ist in dem Pumpengehäuse 10 zwischen der axialen Endwand 11 und der Endkappe 14 gebildet.
  • Die Dichtungslochplatte 17 der Endkappe 14 nimmt einen Dichtungsring 6 auf, durch welchen sich die Welle 26 des Motors 20 erstreckt, für eine Verbindung mit dem Antriebsrad. Wenn sich die Welle 26 während des Betriebs dreht, bleibt sie in Kontakt mit dem Dichtungsring 6, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeit, die sich in der Kammer 19 befindet, zu dem Motor 20 gelangt. Wie 7 zeigt, hat der Dichtungsring 6 vorzugsweise einen Außenring 7, einen Innenring 9 und einen Verbindungsring 8, der zwischen den Außenring 7 und den Innenring 9 geschaltet ist und die Ringe miteinander verbindet. Vorzugsweise ist der Innenring 9 gekrümmt oder zum Teil sphärisch (d. h. die axialen Enden des Innenrings 9 wölben oder neigen sich von einem zentralen Bereich des Innenrings 9 nach innen), so dass sich die axialen Enden des Innenrings 9 mit der Welle 26 in Kontakt befinden, während zwischen einem zentralen Bereich des Innenrings 9 und der Welle 26 ein Raum gebildet wird. Die Dichtung bildet auf diese Weise zwei abdichtende Verbindungen mit der Welle, und der Raum dazwischen kann für ein Schmiermittel zum Schmieren der abdichtenden Verbindungsstellen verwendet werden.
  • Der Motor 20 ist auf einer von der Kammer 19 entfernten Seite der Endkappe 14 an dem Pumpengehäuse 10 befestigt. Der Motor 20 kann ein Gleichstrommotor (DC-Motor) sein, mit einem Ständer 20a, einer Endplatte 20b und einem Läufer 20c. Der Ständer 20a umfasst ein Motorgehäuse 24 und eine Vielzahl von Permanentmagneten 25, die in dem Gehäuse 24 aufgenommen (d. h. an einer Innenfläche des Gehäuses 24 montiert) sind. Darüber hinaus kann das Gehäuse 24 einen Lagerhalter bilden, der sich an einem axialen Ende des Gehäuses befindet. Der Ständer 20a hat ferner ein Lager 23, das in dem Lagerhalter montiert ist. Die Endplatte 20b ist an einem offenen Ende des Gehäuses 24 montiert und verschließt das offene Ende. Die Endplatte 20b trägt eine Vielzahl von elektrischen Bürsten 21 und ein zweites Lager 22. Der Läufer 20c hat eine Welle 26, einen Kommutator 27 und einen an der Welle 26 befestigten Läuferkern 28. Eine Vielzahl von Wicklungsspulen 29 ist um den Läuferkern 28 gewickelt und mit dem Kommutator 27 verbunden, der so angeordnet ist, dass er sich mit den Bürsten 21 in Gleitkontakt befindet. Die Welle 26 ist in den Lagern 22, 23 zapfengelagert, so dass sich der Läufer 20c hinsichtlich des Ständers 20a drehen kann. Während des Betriebs fließt elektrischer Strom durch die Bürsten 21 zu dem Kommutator 27, aktiviert die Wicklungsspulen 28 und bewirkt eine Drehung des Läufers 20c in dem Ständer 20a.
  • Der vorstehend beschriebene Motor 20 ist ein Gleichstrom-Bürstenmotor. Jedoch können in anderen Ausführungsformen selbstverständlich auch andere Motorarten verwendet werden, wie zum Beispiel ein bürstenloser Gleichstrommotor, ein Wechselstrommotor (AC-Motor) oder eine andere mechanische Vorrichtung, die eine Drehbewegung erzeugen kann.
  • Die 5A5D zeigen das bevorzugte Antriebsrad 30, das in der Pumpe von 1 verwendet wird. Das Antriebsrad 30 hat einen Körper 31, der sich in einer axialen Richtung erstreckt, und eine Vielzahl von Flügeln 32, die sich von dem Körper 31 radial erstrecken. Das Antriebsrad 30 ist in der Kammer 19 angeordnet und an der Welle 26 des Motors 20 derart montiert, dass es sich mit der Welle 26 dreht. Wahlweise ist ein Teil des Körpers 31 in dem Einlass 12 aufgenommen. In der dargestellten Ausführungsform hat das Antriebsrad 30 drei Flügel 32, die in Umfangsrichtung rund um den Körper 31 gleichmäßig verteilt sind. In anderen Ausführungsformen kann das Antriebsrad 30 selbstverständlich eine beliebige Anzahl von Flügeln 32 aufweisen.
  • Wie dargestellt ist, haben die Flügel 32 einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, wobei die Umfangsbreite mit der Erstreckung des Flügels 32 weg von dem Körper 31 allmählich zunimmt. Eine radial äußere Fläche der Flügel 32 hat in der axialen Richtung eine Höhe b. Während sich das Antriebsrad 30 dreht, definieren die Flügel 32 einen Kreis eines Durchmessers D1.
  • Während des Betriebs der Pumpe 1 dreht sich das Antriebsrad 30 mit der Welle 26. Flüssigkeit strömt durch den Einlass 12 in die Kammer 19 und wird durch das sich drehende Antriebsrad 30 zu dem Auslass-Eingang 13a getrieben, wo die Flüssigkeit das Pumpengehäuse 10 durch den Auslass-Ausgang 13b verlässt. Durch den zwischen dem Auslass-Eingang 13a und dem Auslass-Ausgang 13b zunehmenden Querschnitt bildet der Auslass 13 einen Diffusor, während die Flüssigkeit von dem Auslass-Eingang 13a zu dem Auslass-Ausgang 13b strömt. In dem Diffusor wird die kinetische Energie der darin strömenden Flüssigkeit in Druck umgewandelt, wodurch der Druck der Flüssigkeitsströmung erhöht wird. In Ausführungsformen mit zwei Auslässen 13, wie zum Beispiel in der bevorzugten Ausführungsform der 13, kann die Drehrichtung des Antriebsrads 30 genutzt werden, um den Auslass 13 zu wählen, durch welchen die Flüssigkeit gepumpt wird.
  • Die Seitenflächen der Flügel 32 spielen eine wichtige Rolle bei der Bewegung der Flüssigkeit durch die Auslässe 13, während sich die Flügel 32 drehen. Je größer die Seitenfläche der Flügel 32 ist, desto größer ist die Flüssigkeitsmenge, die in einer gegebenen Zeitspanne gepumpt werden kann. Damit jedoch die Pumpe 1 wirksam arbeiten kann, sollte der Querschnitt S1 des Auslass-Eingangs 13a auf der Basis der durch die Flügel 32 angetriebenen Wassermenge konfiguriert werden. Wenn zum Beispiel S1 zu groß ist, wird der in dem Auslass-Eingang 13a gebildete Raum nicht ausreichend genutzt. Ist 51 hingegen zu klein, kann nicht die ganze Flüssigkeit, die durch die Flügel 32 angetrieben wird, in den Auslass 13 gelangen. Deshalb wird die bevorzugte Größe des Querschnitts S1 des Auslass-Eingangs 13a des Auslasses 13 definiert durch S1 = Y × (πbD1), wobei 0,01 ≤ Y ≤ 0,02 ist.
  • Es versteht sich, dass die Form der Flügel 32 nicht auf jene beschränkt ist, die vorstehend beschrieben wurde oder in den 5A–C dargestellt ist. Zum Beispiel zeigen die 6A und 6B ein alternatives Antriebsrad 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform haben die Flügel 32 einen Querschnitt, der im Wesentlichen T-förmig ist (z. B. mit einem zentralen Bereich, der sich über ein Paar von Seitenbereichen hinaus erstreckt), wobei eine axiale Höhe einer Außenfläche der Flügel 32 als h definiert ist.
  • Der Diffusor hat einen Diffusionskoeffizienten Cd, der sich definieren lässt durch die Formel
    Figure DE102014106932A1_0003
    wobei L einer Entfernung zwischen dem Auslass-Eingang 13a und dem Auslass-Ausgang 13b entspricht. Wenn Cd zu klein ist, ist die Diffusionswirkung möglicherweise nicht ausreichend. Wenn Cd dagegen zu groß ist, kann dies zu einer stärkeren Separierung der Flüssigkeitsströmung führen, die nachteilig für den Flüssigkeitsdruck ist. In einigen Ausführungsformen sind die Querschnitte S1 und S2 angegeben mit 0,0035 ≤ Cd ≤ 0,07, um eine erwünschte Diffusionswirkung zu erzielen.
  • Außerdem kann auch das Verhältnis des Durchmessers der Kammer 19, Dv, zu dem durch die Flügel 32 definierten Durchmesser D1 eine wesentliche Überlegung sein. Wenn das Verhältnis Dv/D1 zu klein ist, ist der Spalt zwischen den Flügeln 32 und der Seitenwand der Kammer 19 zu klein, was dazu führt, dass die Flüssigkeitsströmungsrate zu hoch ist und hohe Reibungsverluste entstehen. Ist Dv/D1 hingegen zu groß, wird ein kleinerer Wert von D1 benötigt, wodurch die Wirksamkeit der Pumpe herabgesetzt wird. Vorzugsweise wird die Größe des Antriebsrads 30 relativ zur Pumpenkammer 19 angegeben mit 1,04 ≤ Dv/D1 ≤ 1,1.
  • Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
  • Die Erfindung wurde vorstehend mit Bezug auf einen oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind. Aus diesem Grund wird der Schutzumfang der Erfindung durch die anliegenden Ansprüche bestimmt.

Claims (10)

  1. Flüssigkeitspumpe, umfassend: ein Pumpengehäuse (10), das eine Pumpenkammer (19) definiert; einen Elektromotor (20), der eine Welle (26) hat und an dem Pumpengehäuse befestigt ist; ein Antriebsrad (30), das an der Welle befestigt und in der Pumpenkammer aufgenommen ist, wobei das Antriebsrad einen zentralen Körper (31) und eine Vielzahl von Flügeln (32) hat, die sich von dem zentralen Körper radial nach außen erstrecken; einen Einlass (12), der in Fluidverbindung mit der Pumpenkammer steht; und einen Auslass (13), der in Fluidverbindung mit der Pumpenkammer steht, wobei der Auslass ein an die Pumpenkammer angrenzendes erstes Ende (13a) und ein von der Pumpenkammer entferntes zweites Ende (13b) hat, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt S1 des ersten Endes (13a) kleiner ist als ein Querschnitt S2 des zweiten Endes (13b).
  2. Pumpe nach Anspruch 1, wobei radial äußere Enden der Flügel (32) des Antriebsrads (30) einen Kreis eines Durchmessers D1 definieren und eine radial äußere Fläche eines Flügels der Vielzahl von Flügeln (32) ein axiale Höhe von b hat, wobei der Querschnitt S1 des ersten Endes des Auslasses (13a) definiert wird durch Y × (πbD1), wobei 0,01 ≤ Y ≤ 0,02 ist.
  3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ende (13a) und das zweite Ende (13b) des Auslasses (13) durch einen Abstand L getrennt sind, wobei
    Figure DE102014106932A1_0004
    ist.
  4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei radial äußere Enden der Flügel (32) des Antriebsrads (30) einen Kreis eines Durchmessers D1 definieren und wobei die Pumpenkammer (19) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt eines Durchmessers Dv hat; wobei 1,04 ≤ Dv/D1 ≤ 1,1 ist.
  5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl von Flügeln (32) in Umfangsrichtung rund um den zentralen Körper (31) des Antriebsrads (30) gleichmäßig verteilt ist.
  6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Endkappe (14), die abdichtend an einer Innenfläche des Pumpengehäuses (10) befestigt ist, wobei die Pumpenkammer (19) definiert wird durch eine Endwand (11) des Pumpengehäuses (10) und die Endkappe (14), wobei der Motor (20) in dem Pumpengehäuse (10) angeordnet und durch die Endkappe (14) von der Pumpenkammer (19) getrennt ist und wobei sich die Welle (26) durch die Endkappe (14) hindurch erstreckt, für den Eingriff mit dem Antriebsrad (30) in der Pumpenkammer (19).
  7. Pumpe nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Ringdichtung (5), wobei in einer radial äußeren Fläche der Endkappe (14) eine die Ringdichtung (5) aufnehmende Nut (18) gebildet ist und die Ringdichtung eine abdichtende Verbindung mit der Innenfläche des Pumpengehäuses (10) bildet.
  8. Pumpe nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Endkappe (14) eine Dichtungslochplatte (17) mit einer Durchgangsöffnung, durch die sich die Welle (26) erstreckt, aufweist und wobei ein Dichtungsring (6) in der Dichtungslochplatte (17) angeordnet ist und eine Abdichtung zwischen der Endkappe (14) und der Welle (26) bildet.
  9. Pumpe nach Anspruch 8, wobei der Dichtungsring (6) einen äußeren Bereich (7) hat, der sich mit der Dichtungslochplatte (17) in Kontakt befindet, und einen inneren Bereich (9), der sich mit der Welle (26) in Kontakt befindet; wobei der innere Bereich (9) eine gekrümmte Fläche derart aufweist, dass sich ein erstes Ende und ein zweites Ende des inneren Bereichs mit der Welle (26) in Kontakt befinden und ein zentraler Bereich des inneren Bereichs von der Welle beabstandet ist.
  10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Pumpenkammer (19) zwei Auslässe (13) hat, die derart angeordnet sind, dass die Richtung der Drehung des Antriebsrads (30) bestimmt, durch welchen Auslass (13) Flüssigkeit gepumpt wird.
DE102014106932.3A 2013-05-22 2014-05-16 Pumpe Active DE102014106932B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310196437.2A CN104179727B (zh) 2013-05-22 2013-05-22
CN201310196437.2 2013-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014106932A1 true DE102014106932A1 (de) 2014-11-27
DE102014106932B4 DE102014106932B4 (de) 2025-06-26

Family

ID=51863330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014106932.3A Active DE102014106932B4 (de) 2013-05-22 2014-05-16 Pumpe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10145385B2 (de)
JP (1) JP6426912B2 (de)
KR (2) KR20140137312A (de)
CN (1) CN104179727B (de)
DE (1) DE102014106932B4 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4001662A1 (de) * 2016-05-31 2022-05-25 Mitsuba Corporation Wäscherpumpe
CN106704264B (zh) * 2017-01-12 2023-08-25 常州雷利电机科技有限公司 泵以及具有所述泵的排水循环系统和家用电器
CN109256884A (zh) * 2017-10-13 2019-01-22 朱卫 一种用钛金属生产的马达外壳
US10584713B2 (en) * 2018-01-05 2020-03-10 Spectrum Brands, Inc. Impeller assembly for use in an aquarium filter pump and methods
CN110056534B (zh) * 2019-05-14 2024-03-26 汉宇集团股份有限公司 一种叶轮及水泵
CN111396324A (zh) * 2020-05-16 2020-07-10 高建军 多功能水泵
CN113007102B (zh) * 2021-02-26 2023-07-21 和志耿 一种高压大流量可换流向逐流式水泵及浮体

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1307312A (en) * 1970-03-31 1973-02-21 Weir Pumps Ltd Pump and a diffuser for the pump
SE7903487A0 (sv) * 1978-04-26 1979-10-27 Sundstrand Corp Centrifugalpump
US5180280A (en) * 1990-05-28 1993-01-19 Toshiharu Honda Centrifugal pump
JP2686369B2 (ja) * 1990-06-04 1997-12-08 アスモ株式会社 車両用ウォッシャ装置
AU9083391A (en) * 1990-12-21 1992-07-22 Transpar Iberica, S.A. Double membrane anti-overflow device for electric pumps of windshield washers
JPH06221297A (ja) * 1993-01-25 1994-08-09 Kubota Rangu Kk オープン形羽根車
US5320489A (en) * 1993-06-01 1994-06-14 Ingersoll-Dresser Pump Company Diffuser for a centrifugal pump
JPH10227292A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Jidosha Denki Kogyo Co Ltd ウオッシャポンプ
JPH11247798A (ja) * 1998-03-04 1999-09-14 Asmo Co Ltd 遠心式渦巻ポンプ
JP3881126B2 (ja) * 1999-03-05 2007-02-14 アスモ株式会社 モータ
US7407321B1 (en) * 2000-05-02 2008-08-05 Renfro Charles K Method for mixing colorant with a viscous material
JP4527352B2 (ja) * 2002-12-16 2010-08-18 アスモ株式会社 ポンプ装置及び車両用ウォッシャポンプ装置
ES2268912B1 (es) * 2003-03-13 2008-02-16 Indar Maquinas Hidraulicas, S.L Grupo electrobomba multietapa.
JP2008002407A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Ichikoh Ind Ltd モータポンプ装置
CN200968323Y (zh) * 2006-11-09 2007-10-31 贵州华烽电器有限公司 双出水泵
JP5393217B2 (ja) * 2009-03-25 2014-01-22 株式会社小糸製作所 ヘッドランプクリーナーのモーターポンプ
CN201461455U (zh) * 2009-08-28 2010-05-12 贵州华烽电器有限公司 车用洗涤泵
CN201723455U (zh) * 2010-06-23 2011-01-26 宁波奥云德电器有限公司 一种用于汽车洗涤系统中的双向洗涤器水泵
JP5757453B2 (ja) * 2010-10-12 2015-07-29 Nok株式会社 オイルシール
CN202165325U (zh) * 2011-07-09 2012-03-14 温岭市真奇汽车零部件有限公司 一种汽车洗涤泵的泵盖装配结构
CN202157972U (zh) * 2011-08-01 2012-03-07 温岭市真奇汽车零部件有限公司 汽车用微型洗涤泵
US20130177451A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Continental Automotive Systems, Inc. Washer system and pump for same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014106932B4 (de) 2025-06-26
CN104179727A (zh) 2014-12-03
US20140348675A1 (en) 2014-11-27
KR102295404B1 (ko) 2021-08-31
KR20140137312A (ko) 2014-12-02
JP2014228005A (ja) 2014-12-08
JP6426912B2 (ja) 2018-11-21
KR20200128642A (ko) 2020-11-16
CN104179727B (zh) 2019-02-05
US10145385B2 (en) 2018-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014106932B4 (de) Pumpe
DE60111879T2 (de) Inline-Pumpe
EP3374642B1 (de) Elektrische kfz-axial-flüssigkeitspumpe
DE1110523B (de) Vorrichtung bei Pumpen mit einem Elektromotor und einer aus zwei Gruppen von Dauermagneten bestehenden Kupplung
DE102015112884A1 (de) Heizpumpe
DE102015108373A1 (de) Elektropumpe
DE2338395C3 (de) Kraftstoffförderpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE102017111164A1 (de) Antriebsvorrichtung und diese verwendendes schaufelloses Gebläse
DE102015010650A1 (de) Elektrische Pumpe
DE19904560A1 (de) Elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe mit sich verengendem Pumpkanal
DE102014110073A1 (de) Vakuumpumpe
DE102016123171A1 (de) Laufrad und Pumpe verwendend das Laufrad
EP2905472A1 (de) Naßlaufkreiselpumpe
DE10019911A1 (de) Förderpumpe
DE112016004496T5 (de) Pumpvorrichtungen
DE2550844B2 (de) Laufrad
DE102013217588A1 (de) Elektrisch angetriebener Motor und elektrisch angetriebene Pumpe
DE10051239A1 (de) Nasslaufender Permanentmagnet-Rotor
DE102013101164B4 (de) Schraubenspindelpumpe
DE69722412T2 (de) ANTRIEBSVORRICHTUNG WIE Z.B. FLüSSIGKEITSRINGMASCHINE UND VERFAHREN ZUR ANTRIEB EINER SOLCHEN VORRICHTUNG WIE Z.B. ZUFüHREN VON FLüSSIGKEIT
DE69414344T2 (de) Seitenströmungspumpe
EP1522738B1 (de) Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe
DE3313950C2 (de)
DE102015113821B4 (de) Vakuumpumpe
DE202008012380U1 (de) Vakuumpumpe

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: KASTEL PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: KASTEL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: JOHNSON ELECTRIC INTERNATIONAL AG, CH

Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON ELECTRIC S.A., MURTEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: KASTEL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R012 Request for examination validly filed
R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final