DE69329657T2

DE69329657T2 - Pumpengehäuse in Blechbauweise

Info

Publication number: DE69329657T2
Application number: DE69329657T
Authority: DE
Inventors: Makoto Kobayashi; Yoshio Miyake; Masakazu Yamamoto
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: DE69304770T2; EP0717195A3; DE69329657D1; EP0717195B1; US5385444A; KR930021957A; KR100252684B1; DE69304770D1; ATE143104T1; ATE197494T1; EP0566089B1; EP0717195A2; EP0566089A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein aus Metallblech bestehendes Pumpengehäuse und insbesondere auf ein aus Metallblech bestehendes Pumpengehäuse mit einer Unterteilungswand, die den Innenraum des Pumpengehäuses in eine Ansaugkammer und eine Hydrogehäusekammer aufteilt.

Beschreibung des Standes der Technik:

Es sind Leitungspumpen mit einem Pumpengehäuse bekannt, welches durch Umformen bzw. Pressen von Stahlblech, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, gemäß eines Tiefziehprozesses umgeformt bzw. geformt wird.
Eine herkömmliche Leitungspumpe mit einem Metallblechpumpengehäuse wird unten mit Bezug auf die Fig. 10 und 11 der Begleitzeichnungen beschrieben. Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, besitzt eine Leitungspumpe 71 ein Metallblechpumpengehäuse 72, welches durch Pressen bzw. Umformen von Stahlblech, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, gebildet wird. Wie in Fig. 10 gezeigt, besitzt das Pumpengehäuse 72 eine Unterteilungsplatte 73, die den Innenraum des Pumpengehäuses 72 in eine Ansaugkammer 74 und in eine Hydrogehäusekammer 75 aufteilt. In dieser Beschreibung wird die Hydrogehäusekammer als eine Kammer definiert, in der ein Laufrad angeordnet ist, und ein Auslass- bzw. Ausstossdruck entwickelt wird. Die Leitungspumpe 71 besitzt auch ein Laufrad 76, welches drehbar in der Hydrogehäusekammer 75 angeordnet ist. Das Laufrad 76 wird fest auf dem freien Ende einer Welle 77 eines Motors M getragen, wobei eine Wellendichtung 79 zwischen der Welle 77 und einer Gehäuseabdeckung 78 angeordnet ist.
Das Pumpengehäuse 72 besitzt einen Ansauganschluss 80, der mit der Ansaugkammer 74 in Verbindung steht und einen Auslassanschluss 81, der mit der Hydrogehäusekammer 75 in Verbindung steht. Das Pumpengehäuse 72 besitzt auch einen Ansaugflansch 82 und einen Auslassflansch 83, die um den Ansauganschluss 80 bzw. den Auslassanschluss 81 herum angeordnet sind.
Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, besitzen der Ansauganschluss 80 und der Auslassanschluss 81 jeweilige Achsen, die sich senkrecht zur Welle 77 erstrecken und sie sind diametral gegenüberliegend zueinander gegenüber der Welle 77 positioniert. Die Ansaugkammer 74 besitzt einen Ansaugdurchlass, der sich vom Ansauganschluss 80 in ein Einlassgebiet bzw. eine Einlassregion des Laufrades 76 erstreckt. Wie in Fig. 11 gezeigt, weist die Hydrogehäusekammer 75, die das Laufrad 76 aufnimmt, einen Auslassdurchlass von komplexer Form auf, wie beispielsweise eine Voluten- bzw. Spiralform oder ähnliches, die sich von einer Auslassregion des Laufrades 76 zum Auslassanschluss 81 erstreckt. Die Ansaugkammer 74 besitzt auch eine komplexe Konfiguration bzw. Form, und zwar wegen einer komplexen Relativposition zwischen dem Ansauganschluss 80 und der Einlassregion des Laufrades 80, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt.
Zur Herstellung der herkömmlichen Leitungspumpe ist es üblich gewesen, getrennt die Hydrogehäusekammer 75 mit der Unterteilungsplatte 73 und das im Wesentlichen elliptisch geformte Ansauggehäuse 72 herzustellen, und die Unterteilungsplatte 73 und das Ansauggehäuse 72 miteinander zu verschweißen. Alternativ werden verschiedene Komponenten, die einen Teil der Ansaugkammer 74 bilden, und die Auslaßkammer 75 an die Unterteilungsplatte 73 geschweißt.
Ferner offenbart GB-A-1 237 961 ein Pumpengehäuse hergestellt aus Metallblech mit einer Unterteilungswand, die im Gehäuse angeordnet ist, wobei integral bzw. einstückig im Pumpengehäuse gebildete Abschnitte Einlass- und Auslassdurchmesser der Pumpe definieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Pumpengehäuse aus Metallblech vorzusehen, welches leicht in Form gepresst bzw. umgeformt werden kann, welches eine Hydrogehäusekammer und eine Ansaugkammer besitzt, die voneinander durch eine Unterteilungswand von einfacher Form getrennt sind, und welches aus einer relativ kleinen Anzahl von Teilen besteht, die einfach miteinander verschweißt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Pumpengehäuse nach Anspruch 1 vorgesehen.
Eine Ansaugdüse ist außerhalb der Ansaug- und Hydrogehäusekammern positioniert. Das Pumpengehäuse weist weiter eine Auslassdüse auf, die auf der zylindrischen Seitenwand des Pumpengehäuses montiert bzw. angeordnet ist, und außerhalb der Ansaug- und Hydrogehäusekammern positioniert ist. Die zylindrische Seitenwand besitzt einen Ansauganschluss, der darin definiert ist, der eine Verbindung zwischen der Ansaugkammer und der Ansaugdüse vorsieht, und einen darin definierten Auslassanschluss, der eine Verbindung zwischen der Hydrogehäusekammer und der Auslassdüse vorsieht.
Sowohl die Ansaugdüse als auch die Auslassdüse besitzt einen Teil mit kleinerem Durchmesser und einen Teil mit größerem Durchmesser, der sich davon erstreckt und mit der Zylinderwand verbunden ist, wobei die Ansaug- und Auslassanschlüsse an entgegengesetzten Seiten der Ebene der Teilungswand positioniert sind, und wobei sowohl der Ansaug- als auch der Auslassanschluss eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form besitzt, wobei der Krümmungsmittelpunkt nahe der Teilungswand ist.
Das Pumpengehäuse weist auch ein Innengehäuse auf, welches im Pumpengehäuse in beabstandeter Beziehung dazu angeordnet ist, wobei das Laufrad in dem Innengehäuse aufgenommen ist, und eine elastische Dichtung, die in einem Spalt angeordnet ist, der zwischen dem Innengehäuse und der Unterteilungswand definiert wird.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen offensichtlich, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft darstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses aus Metallblech gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Unteransicht des in Fig. 1 gezeigten Pumpengehäuses aus Metallblech;
Fig. 3(a) ist eine Querschnittsansicht eines zylindrischen Teils einer Unterteilungswand des in Fig. 1 gezeigten Pumpengehäuses aus Metallblech;
Fig. 3(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III(b)-III(b) der Fig. 3(a);
Fig. 4(a) ist eine Querschnittsansicht eines zylindrischen Teils einer Unterteilungswand gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV(b)-IV(b) der Fig. 4(a);
Fig. 5(a) ist eine Querschnittsansicht eines zylindrischen Teils einer Unterteilungswand gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V(b)-V(b) der Fig. 5(a);
Fig. 6(a) ist eine Seitenansicht eines Ansauganschlusses in der Richtung gesehen, die vom Pfeil VI(a) in Fig. 1 angezeigt wird;
Fig. 6(b) ist eine Seitenansicht eines Auslassanschlusses in der Richtung gesehen, die vom Pfeil VI(b) in Fig. 1 angezeigt wird;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines Pumpengehäuses aus Metallblech gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8(a) ist eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Pumpengehäuses der Bauart mit Anschlüssen am Ende und oben;
Fig. 8(b) ist eine perspektivische Ansicht einer Bauart mit Anschlüssen an der Seite und oben des in Fig. 7 gezeigten Pumpengehäuses;
Fig. 9 ist eine Vertikal-Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses aus Metallblech gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine Vertikal-Querschnittsansicht einer herkömmlichen Leitungspumpe mit einem Pumpengehäuse aus Metallblech; und
Fig. 11 ist eine Unteransicht der in Fig. 10 gezeigten Leitungspumpe.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein Pumpengehäuse aus Metallblech gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben werden. Fig. 1 zeigt eine Leitungspumpe mit einem Pumpengehäuse der vorliegenden Erfindung.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, besitzt eine Leitungspumpe 1 ein Metallblechpumpengehäuse 2, welches durch Pressen bzw. Umformen von Stahlblech, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, umgeformt bzw. ausgebildet wird. Das Pumpengehäuse 2 besitzt die Form eines im Wesentlichen zylindrischen tassen- bzw. napfförmigen Außengehäuses mit einem Boden 2a an einem Axialende und mit einer Öffnung im anderen Axialende. Das Pumpengehäuse 2 besitzt eine Unterteilungswand 3, die seinen Innenraum in eine Ansaugkammer 4 und eine Hydrogehäusekammer 5 aufteilt. Die Hydrogehäusekammer 5 nimmt ein drehbares Laufrad 6 auf, welches fest auf dem freien Ende einer Welle 7 eines (nicht gezeigten) Motors getragen wird, welche in die Hydrogehäusekammer 5 durch die Öffnung im anderen axialen Ende des Pumpengehäuses 2 vorsteht. Eine Wellendichtung 9 ist zwischen der Welle 7 und einer Gehäuseabdeckung 8 angeordnet, die am anderen axialen Ende des Pumpengehäuses 2 in abdeckender Beziehung zu seiner Öffnung angebracht ist.
Die Unterteilungswand 3 besitzt einen Radialteil, dessen Außenumfangskante an eine Innenfläche der zylindrischen Seitenwand des Pumpengehäuses 2 angeschweißt ist. Die Unterteilungswand 3 besitzt auch einen mittleren zylindrischen Teil 3a, der sich axial vom Radialteil zum Unterteil 2a des Pumpengehäuses 2 erstreckt. Der zylindrische Teil 3a besitzt eine Vielzahl von rechteckigen Ansauglöchern 3b, die in seiner zylindrischen Seitenwand an in Umfangsrichtung beabstandeten Positionen definiert sind, wie auch in den Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt. Der Boden des zylindrischen Teils 3a ist mit dem Boden 2a des Pumpengehäuses 2 durch Punktschweißen oder ähnliches verbunden. Da die Außenumfangskante der Unterteilungswand 3 an der zylindrischen Seitenwand des Pumpengehäuses 2 befestigt ist, und da der Boden des zylindrischen Teils 3a am Boden 2a des Pumpengehäuses 2 befestigt ist, besitzt die Unterteilungswand 3 große mechanische Festigkeit und Steifigkeit, die ausreicht, um der Last zu widerstehen, die darauf auf Grund der Differenz zwischen dem Druck eines Strömungsmittels aufgebracht wird, welches in die Ansaugkammer 4 hineingezogen wird, und den Druck eines Strömungsmittels, welches aus der Hydrogehäusekammer 5 ausgestossen wird. Die vielen Ansauglöcher 3b, die in der zylindrischen Seitenwand des zylindrischen Teils 3a definiert sind, wirken dahingehend, dass sie die Strömungsmittelflüsse gleichförmig machen, die zu einem Einlassgebiet bzw. einer Einlassregion des Laufrades 6 geleitet werden.
Die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen einen zylindrischen Teil 133a einer Unterteilungswand 133 gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 4(a) und 4(b) besitzt der zylindrische Teil 133 eine Vielzahl von im Wesentlichen U-förmigen in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Zungen 133c, die in seiner zylindrischen Seitenwand definiert sind, und radial davon nach innen angehoben sind, wobei sie jeweilige Ansauglöcher 133b in der zylindrischen Seitenwand definieren.
Die Fig. 5(a) und 5(b) veranschaulichen einen zylindrischen Teil 143a einer Unterteilungswand 143 gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 5(a) und 5(b) besitzt der zylindrische Teil 143 eine Vielzahl von im Wesentlichen U-förmigen in Umfangsrichtung beabstandeten Zungen 143c, die in seiner zylindrischen Seitenwand definiert sind und radial nach außen davon angehoben sind, wobei sie jeweilige Ansauglöcher 143b in der zylindrischen Seitenwand definieren.
In den in den Fig. 4(a), 4(b) und 5(a), 5(b) gezeigten Ausführungsbeispielen dienen die U-förmigen Zungen 133c, 143c als Führungsglieder, um einen verwirbelten Strömungsmittelfluss zu bilden und um ein Strömungsmittel effektiver bzw. wirkungsvoller aus der Ansaugkammer in die zylindrischen Teile 133a, 143b zu ziehen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt das Pumpengehäuse 2 eine rohrförmige Ansaugdüse 10 und eine rohrförmige Auslassdüse 11, die an seiner zylindrischen Seitenwand in diametral gegenüberliegender Beziehung zueinander montiert sind, und die radial nach außen vorstehen. Ringförmige Ansaug- und Auslassflansche 15, 16 sind an den jeweiligen rohrförmigen Ansaug- und Auslassdüsen 10, 11 mit dazwischen angeschlossenen Zwischenringen 14 montiert bzw. befestigt und stehen radial nach außen vor. Die Zwischenringe 14 sind aus dem gleichen Material wie das Pumpengehäuse 2 gemacht, wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Jeder der Zwischenringe 14 ist von L- förmigem Querschnitt und besitzt eine mittlere kreisförmige Öffnung 14a, die darin definiert ist, eine ringförmige Ausnehmung 14b, die sich nach innen zum Laufrad 6 hin öffnet, eine mit Außengewinde versehene Außenfläche 14c, die radial nach außen weist und eine Dichtfläche 14s an ihrem axialen Ende, und zwar zum dazu passenden Eingriff bzw. Kontakt mit einem (nicht gezeigten) Flansch einer Vorrichtung, die an die Leitungspumpe angekoppelt werden soll. Die Ansaugdüse 10 besitzt einen Teil 10a mit größerem Durchmesser und ein äußeres Ende 10b mit kleinerem Durchmesser, welches sich nach außen vom Teil 10a mit größerem Durchmesser erstreckt. Der Teil 10b mit kleinerem Durchmesser ist in der Öffnung 14a angeordnet und ist an einer Oberfläche angeschweißt, die die Öffnung 14a eines der Zwischenringe 14 definiert, und zwar in einer Steckmuffenverbindung (socket-and-spigot joint). Die Ausnehmung 14b nimmt den Teil 10a mit größerem Durchmesser der Ansaugdüse 10 auf, die an einem Ende davon an ein axiales Ende des Zwischenringes 14 in einer Steckmuffenverbindung angeschweißt ist. In ähnlicher Weise besitzt die Auslassdüse 11 einen Teil 11a mit größerem Durchmesser und ein äußeres Ende 11b mit kleinerem Durchmesser, welches sich nach außen vom Teil 11a mit größerem Durchmesser erstreckt. Der Teil 11b mit kleinerem Durchmesser ist in der Öffnung 14a angeordnet und ist an eine Oberfläche angeschweißt, die die Öffnung 14a des anderen Zwischenrings 14 definiert, und zwar in einer Steckmuffenverbindung. Die Ausnehmung 14b nimmt den inneren Teil 11a mit größerem Durchmesser der Auslassdüse 11 auf, die an ein Axialende des Zwischenrings 14 in einer Steckmuffenverbindung angeschweißt ist. Die Ansaug- und Auslassflansche 15, 16 besitzen jeweils mit Innengewinde versehene Innenflächen, die über die mit Außengewinde versehenen Flächen 14c des Zwischenrings 14 geschraubt sind. Die Ansaug- und Auslassflansche 15, 16, die nicht in Kontakt mit dem Strömungsmittel gehalten werden, welches von der Leitungspumpe behandelt wird, sind aus einem anderen Material als das Pumpengehäuse 2 selbst gemacht, beispielsweise Gusseisen (FC) oder ähnlichem.
Die Ansaug- und Auslassdüsen 10, 11 sind axial über der Ansaugkammer 4 bzw. der Hydrogehäusekammer 5 positioniert. Die zylindrische Seitenwand des Pumpengehäuses 2 besitzt einen darin definierten Ansauganschluss 17, der eine Verbindung zwischen der Ansaugkammer 4 und der Ansaugdüse 10 vorsieht, und einen darin definierten Auslassanschluss 18, der eine Verbindung zwischen der Hydrogehäusekammer 5 und der Auslassdüse 11 vorsieht. Die Ansaug- und Auslassanschlüsse 17, 18 sind in axial gestufter Beziehung positioniert, d. h. der Ansauganschluss 17 ist an einer Seite der Ebene des Radialteils der Unterteilungswand 3 positioniert, und zwar entfernt vom Motor, und der Auslassanschluss 18 ist an der anderen Seite der Ebene des Radialteils der Unterteilungswand 3 positioniert, und zwar näher zum Motor. Wie in den Fig. 6(a) und 6(b) gezeigt, sind die Ansaug- und Auslassanschlüsse 17, 18 im Wesentlichen halbkreisförmig, wobei ihr Krümmungsmittelpunkt nahe der geschweißten Umfangskante der Unterteilungswand 3 gelegen ist. Das Verhältnis des (identischen) Innendurchmessers DN der Teile 10a, 11a mit größerem Durchmesser der Ansaug- und Auslassdüsen 10, 11 zum Pumpeneinlass- oder Auslassdurchmesser wird ausgewählt, um im folgenden Bereich zu liegen: DN/ ≥ 1,4, um die gewünschten Öffnungsgebiete bzw. -flächen der Ansaug- und Auslassanschlüsse 17, 18 zu halten. Daher sind die Öffnungsgebiete bzw. -flächen der Ansaug- und Auslassanschlüsse 17, 18 die gleichen oder größer als der Pumpeneinlass- oder Auslassdurchmesser .
In der Hydrogehäusekammer 5 des Pumpengehäusees 2 ist ein Innengehäuse 19 angeordnet, welches durch Umformen bzw. Pressen von Stahlblech ausgebildet bzw. geformt wird, wie beispielsweise von rostfreiem Stahl, und zwar gemäß dem Tiefziehprozess. Das Innengehäuse 19 weist einen zylindrischen tassen- bzw. napfförmigen Gehäusekörper 19a und einen zylindrischen Ansaugteil 19b auf, der sich axial vom Gehäusekörper 19a in die Ansaugregion des Laufrades 6 erstreckt. Das Laufrad 6 ist im Innengehäuse 19 aufgenommen. Ein ringförmiger Auslassdurchlass ist um den Gehäusekörper 19a in der Öffnung des Pumpengehäuses 2 definiert, welches von der Gehäuseabdeckung 8 verschlossen wird, wobei der ringförmige Auslassdurchlass mit dem Auslassanschluss 18 über Öffnungen 19c im Innengehäuse in Verbindung steht. Der Gehäusekörper 19a besitzt ein offenes Ende entfernt vom Zylinderansaugteil 19b und über eine ringförmige Schulter der Gehäuseabdeckung 8 aufgepasst bzw. befestigt. Die Gehäuseabdeckung 8 wird wiederum auf einem Motorbügel bzw. -träger 20 getragen, der die Form eines Gussstücks aufweist. Daher wird das Innengehäuse 19 auf der Gehäuseabdeckung 8 getragen, die durch den Motorbügel 20 sehr starr gemacht wird. Der zylindrische Ansaugteil 19b des Innengehäuses 19 besitzt ein axiales äußeres Ende, welches sich benachbart zur Unterteilungswand 3 erstreckt. Eine elastische Dichtung 21 ist in einem ringförmigen Spalt zwischen dem äußersten Ende des zylindrischen Ansaugteils 19b und der Unterteilungswand 3 angeordnet. Die elastische Dichtung 21 dichtet eine Ansaugseite (Seite mit niedrigem Druck), d. h. die Ansaugkammer 4 in der Leitungspumpe von einer Auslassseite (Seite mit hohem Druck) ab, d. h. der Hydrogehäusekammer 5 in der Leitungspumpe. Da die elastische Dichtung 21 in die Auslassseite des ringförmigen Spaltes eingekeilt ist und weiter in den Spalt in einer Richtung zur Ansaugseite hin durch den Differenzdruck zwischen den Ansaug- und Auslassseiten gezogen wird, wird die elastische Dichtung 21 verläßlich am Platz gehalten.
Eine Führungsvorrichtung 23, die Führungsflügel oder eine Volute bzw. Spirale definiert, ist an einer radial inneren Fläche des Gehäusekörpers 19a des Innengehäuses 19 montiert bzw. befestigt. Der zylindrische Ansaugteil 19b des Innengehäuses 19 dient als ein Auskleidungsteil und ein leichtes Spiel ist zwischen dem Auskleidungsteil und einer Umfangskante des Endes des Laufrades 6 in seiner Ansaugregion definiert.
Die Leitungspumpe der obigen Struktur arbeitet wie folgt: Ein Strömungsmittel, welches von der Ansaugdüse 10 angezogen wird, wird durch den Ansauganschluss 17 in die Ansaugkammer 4 gesogen. Das Strömungsmittel wird dann durch die Ansaugöffnungen 3b der Unterteilungswand 3 und den Ansaugteil 19b des Innengehäuses 19 in das Laufrad 6 eingeleitet, welches sich dreht, um das Strömungsmittel unter höherem Druck auszulassen. Der Druck des aus dem Laufrad 6 ausgelassenem Strömungsmittels wird von der Führungsvorrichtung 23 wiedergewonnen. Danach fließt das Strömungsmittel aus den Öffnungen 19c, die im Gehäusekörper 19a definiert sind, in den ringförmigen Auslassdurchlass, von dem das Strömungsmittel durch den Auslassanschluss 18 und die Auslassdüse 11 in ein (nicht gezeigtes) Auslassrohr ausgelassen wird, welches am Auslassflansch 16 angekoppelt ist. Das Strömungsmittel, welches in den Raum zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Innengehäuse 19 geflossen ist, wird davon abgehalten, zurück in die Ansaugseite zu lecken, und zwar durch die elastische Dichtung 21.
Da der Innenraum des im Wesentlichen zylindrischen napfförmigen Pumpengehäuses 2 in die Ansaugkammer 4 und die Hydrogehäusekammer 5 durch die Unterteilungswand 3 geteilt wird, hat das Pumpengehäuse 2 eine einfache Konfiguration, die nicht von der Hydrogehäusekammer 5 abhängt. Daher kann das Pumpengehäuse 2 leicht in die gewünschte Form gepresst werden, und die Ansaugkammer 4 und die Hydrogehäusekammer 5 können voneinander durch die Unterteilungswand 3 getrennt werden, die auch eine einfache Form besitzt. Die Anzahl der verwendeten Teile ist relativ gering und sie können leicht miteinander verschweißt werden.
Die Ansaug- und Auslassdüsen 10, 11 werden jeweils auf jeder Seite der Unterteilungswand 3 positioniert. Die Unterteilungswand 3 kann somit in der Form vereinfacht werden und leicht in Form gepresst bzw. geformt werden. Die Unterteilungswand 3 sieht ein gewünschtes Steifigkeitsniveau gegen die Druckdifferenz zwischen den Ansaug- und Auslassseiten vor.
Insofern, als sowohl die Ansaug- als auch die Auslassdüsen 10, 11 Teile mit unterschiedlichen Durchmessern besitzen, können sie ein notwendiges Öffnungsgebiet bzw. einen notwendigen Öffnungsquerschnitt für die Ansaug- und Auslassanschlüsse 17, 18 vorsehen und sie sind ausreichend steif. Die elastische Dichtung 21, die zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Innengehäuse 19 angeordnet ist, wirkt dahingehend, dass sie Deformationen des Pumpengehäuses 2 absorbiert, die durch äußere darauf aufgebrachte Kräfte bewirkt werden, und verhindert daher, dass solche Deformationen das Innengehäuse 19 verformen.
Als nächstes wird ein Pumpengehäuse aus Metallblech gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unten mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 beschrieben werden.
Fig. 7 zeigt eine am Boden installierte Bauart mit seitlich und oben liegenden Anschlüssen einer Zentrifugalpumpe mit einem Pumpengehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Beschreibung ist eine Bauart mit seitlich und oben liegenden Anschlüssen der Zentrifugalpumpe als eine Pumpe mit einem Pumpengehäuse definiert, welches mit einer Ansaugdüse an der Seite der zylindrischen Seitenwand und einer Auslassdüse oben an der zylindrischen Seitenwand versehen ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt, besitzt die Bauart mit seitlich und oben liegenden Anschlüssen der Zentrifugalpumpe 25 ein Pumpengehäuse 2, welches mit einem Schenkel 26 versehen ist, eine Ansaugdüse 10 und eine Auslassdüse 11 an seiner zylindrischen Seitenwand. Der Schenkel 26 ist am Bodenteil der zylindrischen Seitenwand vorgesehen, die Ansaugdüse 10 ist an der Seite der zylindrischen Seitenwand vorgesehen und die Auslassdüse 11 ist oben an der zylindrischen Seitenwand vorgesehen. Eine Querschnittsansicht entlang der Linie 1-1 der Fig. 7 ist die gleiche wie Fig. 1, daher wird die Innenstruktur der Pumpe 25 nicht beschrieben werden.
Es sind auch Bauarten von Zentrifugalpumpen mit am Ende und oben liegenden Anschlüssen bekannt gewesen, die eine Ansaugdüse besitzen, die sich horizontal von einer Vorderwand eines Pumpengehäusess weg erstreckt und mit einer Auslassdüse, die sich vertikal nach oben von der zylindrischen Seitenwand des Pumpengehäuses erstreckt.
Wie in Fig. 8(a) gezeigt, besitzt die Bauart mit am Ende und oben liegenden Anschlüssen der Zentrifugalpumpe ein zylindrisches napfförmiges Pumpengehäuse 90 mit einer Vorderwand und einer zylindrischen Seitenwand. Eine Ansaugdüse 91 mit einem Ansaugflansch 92 erstreckt sich nach vorne von der Vorderwand des Pumpengehäuses 90 und einer Auslassdüse 93 mit einem Auslassflansch 94 erstreckt sich nach oben von der zylindrischen Seitenwand des Pumpengehäuses 90. Das Pumpengehäuse 90 besitzt einen Gehäuseflansch 90a an seinem offenen Ende, mit dem ein Motor M verbunden ist.
Gemäß der Bauart mit am Ende und oben liegenenden Anschlüssen der so konstruierten Zentrifugalpumpe muss ein Auslassrohr Pd, welches mit dem Auslassflansch 94 verbunden ist, beabstandet von einer Wand W angeordnet sein, und zwar um einen Abstand, der der Länge des Motors M plus einem Raum L&sub1; zum Ausbau und zur Überprüfung entspricht. Daher wird die Abmessung (oder Länge) L&sub2; von der Wand W zum Auslassrohr Pd lang, die Pumpe kann nicht in der Ecke eines Raums angeordnet werden und das Auslassrohr Pd kann nicht in enger Nähe zur Wand W angeordnet werden, was eine ineffiziente Platzausnutzung zur Folge hat. Da die Ansaugdüse sich nach vorne von der Vorderwand des Pumpengehäuses erstreckt, wird die Gesamtlänge L&sub3; der Pumpe lang, was auch eine ineffiziente Platzausnutzung zur Folge hat.
Jedoch kann die Bauart mit seitlich und oben liegenden Anschlüssen der in Fig. 7 gezeigten Zentrifugalpumpe 25 in enger Nähe zur Wand W angeordnet werden, wie in Fig. 8(b) gezeigt. Wie aus Fig. 8(b) offensichtlich wird, kann die Ansaugdüse 10 und die Auslassdüse 11 gemäß des Ausführungsbeispiels an der zylindrischen Seitenwand vorgesehen werden, wodurch eine Bauart mit seitlich und oben liegenden Anschlüssen der Zentrifugalpumpe gebildet wird. Die Ansaugdüse 10 erstreckt sich horizontal von der Zylinderseitenwand des Pumpengehäuses 2 und erstreckt sich nicht nach vorne von der Vorderseite des Pumpengehäuses. Daher wird die Dimension (oder Länge) L&sub2; von der Wand W zum Auslassrohr Pd kurz, die Pumpe kann in der Ecke des Raums angeordnet werden, und das Ansaugrohr Ps und das Auslassrohr Pd können in enger Nähe zur Wand W angeordnet werden. Darüberhinaus wird die Gesamtlänge L&sub3; der Pumpe kurz.
Als nächstes wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unten mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben werden.
Fig. 9 zeigt im Querschnitt eine Doppelansaugpumpe mit voll in Umfangsrichtung laufenden Fluss (full-circumferential flow double suction pump) mit einem Pumpengehäuse aus Metallblech. Wie in Fig. 9 gezeigt, wird eine Doppelansaugpumpe 30 mit voll in Umfangsrichtung laufendem Fluss mit einem gekapselten (abgedichteten) Motor 31 an ihrem Mittelteil versehen. Der gekapselte Motor 31 besitzt eine Hauptwelle 32 mit zwei Enden, an denen Laufräder 33, 34 befestigt sind. Die Laufräder 33, 34 arbeiten jeweils mit einem Ansauganschluss zusammen, der zum Äußeren der Hauptwelle 32 offen ist. Zylindrische tassen- bzw. napfförmige Gehäuse 35, 36 sind vorgesehen, um die Laufräder 33 bzw. 34 aufzunehmen. Diese Gehäuse 35, 36 werden durch Pressen bzw. Umformen einer Stahlplatte gebildet, wie beispielsweise rostfreiem Stahl. Diese Gehäuse 35, 36 sind mit einem Außenzylinder 37 verbunden. Das Gehäuse 35, das Gehäuse 36 und der Außenzylinder 37 besitzen jeweilige Flansche 35f, 36f, 37f&sub1;, 37f&sub2;, die sich radial nach außen von den offenen Enden davon erstrecken. Die benachbarten Flansche 35f, 37f&sub1; des Gehäuses 35 und des Außenzylinders 37 werden von losen Flanschen 38, 38 festgeklemmt. In ähnlicher Weise werden die benachbarten Flansche 36f, 37f&sub2; des Gehäuses 36 und des Außenzylinders 37 von losen Flanschen 39, 39 festgeklemmt.
Die Gehäuse 35, 36 besitzen jeweilige Ansaugdüsen 35a und 36a. Die Ansaugdüse 35a und die Ansaugdüse 36a sind miteinander durch ein Kopf- bzw. Leitrohr 40 verbunden. Das Kopfrohr 40 besitzt einen Ansaugteil 40a an seinem Mittelteil. Der Ansaugteil 40a besitzt einen Ansauganschluss 40b und einen Ansaugflansch 41, der daran befestigt ist.
Die Gehäuse 35, 36 sind in Form eines im wesentlichen zylindrischen napfförmigen Außengehäuse mit einem Boden 35b, 36b an einem axialen Ende und mit einer Öffnung im anderen axialen Ende. Die Gehäuse 35, 36 besitzen eine Unterteilungswand 45 bzw. eine Unterteilungswand 46. Die Unterteilungswände 45, 46 teilen die Innenräume der Gehäuse 35, 36 in eine Ansaugkammer 42 bzw. eine Hydrogehäusekammer 43. Die Unterteilungswand 45 besitzt einen Radialteil 45a, dessen Außenumfangskante an eine Innenfläche der zylindrischen Seitenwand des Gehäuses 35 angeschweißt ist. Die Unterteilungswand 46 besitzt einen Radialteil 46a, dessen Außenumfangskante an eine Innenfläche der zylindrischen Seitenwand des Gehäuses 36 angeschweißt ist. Die Unterteilungswände 45, 46 besitzen auch einen mittleren zylindrischen Teil 45b bzw. einen mittleren zylindrischen Teil 46b. Die mittleren zylindrischen Teile 45b, 46b erstrecken sich axial von den Radialteilen 45a bzw. 46a. Der zylindrische Teil 45b ist mit dem Boden 35b des Gehäuses 35 verbunden. Der zylindrische Teil 46b ist mit dem Boden 36b des Gehäuses 36 verbunden. Die zylindrischen Teile 45b, 46b besitzen eine Vielzahl von rechteckigen Ansauglöchern 45c, 46c, die jeweils in ihren zylindrischen Seitenwänden an in Umfangsrichtung beabstandeten Positionen definiert sind.
Die Doppelansaugpumpe über den vollen Umfang besitzt auch Innengehäuse 48, 49, die innerhalb der jeweiligen Gehäuse 35, 36 angeordnet sind. Die Innengehäuse 48, 49 weisen eine Führungsvorrichtung 48a, 49a auf, die jeweils Führungsflügel oder eine Volute bzw. Spirale definieren. Die Innengehäuse 48, 49 passen über eine Motorrahmenseitenplatte 56 bzw. 57 in einer Steckmuffenverbindung. Eine elastische Dichtung 50 ist in einem Spalt zwischen dem Innengehäuse und der Unterteilungswand 45 definiert, um eine Ansaugseite (Seite mit niedrigem Druck) in der Pumpe von einer Auslassseite (Seite mit hohem Druck) in der Pumpe abzudichten. Eine elastische Dichtung 51 ist in einem Spalt angeordnet, der zwischen dem Innengehäuse 49 und der Unterteilungswand 46 definiert ist, um eine Ansaugseite (Seite mit niedrigem Druck) in der Pumpe von einer Auslassseite (Seite mit hohem Druck) in der Pumpe abzudichten. Ein Auskleidungsring 52 ist am inneren Ende des Innengehäuses 48 vorgesehen, und zwar mit einem leichten Spiel, welches zwischen dem Auskleidungsring 52 und dem Laufrad 33 definiert ist. Ein Auskleidungsring 53 ist am inneren Ende des Innengehäuses 49 vorgesehen, und zwar mit einem leichten Spiel, welches zwischen dem Auskleidungsgsring 53 und dem Laufrad 34 definiert ist.
Der Motorrahmen 54 des gekapselten Motors 31 weist ein zylindrisches Außenrahmengehäuse 55 auf, und Rahmenseitenplatten 56, 57, die an beiden Seiten des Außenrahmengehäuses 55 vorgesehen sind. Wie in Fig. 9 gezeigt, besitzt das Außenrahmengehäuse 55 eine Vielzahl von Rippen 55a, die radial nach außen von einer Außenumfangsfläche davon vorstehen. Die Rippen 55a sind integral mit dem Motoraußenrahmengehäuse 55 durch Umformung ausgebildet und haben Außenflächen, die in den Außenzylinder 37 des Pumpengehäuses eingepasst sind und punktgeschweißt oder in anderer Weise verbunden sind.
Der gekapselte Motor 31 besitzt einen Stator 58 und einen Rotor 59, die im Motorrahmenaußengehäuse 55 angeordnet sind. Der Rotor 59 wird auf einer Hauptwelle 32 getragen und radial innerhalb des Stators 58 angeordnet. Eine zylindrische Kapsel bzw. ein zylindrisches Gehäuse 60 ist in den Stator 58 eingepasst, der fest in dem Motorrahmenaußengehäuse 55 positioniert ist.
Ein Lagergehäuse 61 ist lösbar an der Rahmenseitenplatte 56 befestigt, wobei ein elastischer O-Ring 67 zwischen dem Lagergehäuse 61 und der Rahmenseitenplatte 56 angeordnet ist. Ein Lagergehäuse 62 ist lösbar an der Rahmenseitenplatte 57 befestigt, wobei ein elastischer O-Ring 68 zwischen dem Lagergehäuse 62 und der Rahmenseitenplatte 57 angeordnet ist. Das Lagergehäuse 61 und die Rahmenseitenplatte 56 sind miteinander durch eine Steckmuffenverbindung (socket-and spigot joint) verbunden, und zwar mit einer Spielpassung, wobei der O-Ring 67 darin angeordnet ist. Die Lagergehäuse 62 und die Rahmenseitenplatte 57 sind einander durch eine Steckmuffenverbindung verbunden, und zwar mit einer Spielpassung, wobei der O- Ring 68 darin angeordnet ist. Die Lagergehäuse 61, 62 tragen die Radiallager 63, 64 auf ihren jeweiligen Radialinnenflächen. Wellenhülsen 56, 66, die über die gegenüberliegenden Enden der Hauptwelle 32 gepasst bzw. geschoben sind, werden drehbar von den Radiallagern 63 bzw. 64 getragen. Ein ringförmiger Strömungsmitteldurchlass 44 ist zwischen dem Motorrahmen 54 des gekapselten Motors 31 und dem Außenzylinder 37 mit einer Öffnung 37a definiert. Eine Auslassdüse 69 ist am Außenzylinder 37 benachbart zur Öffnung 37a befestigt. Die Auslassdüse 69 besitzt einen Auslassanschluss 69a und einen Auslassflansch 70, der daran befestigt ist.
Die in Fig. 9 gezeigte Doppelansaugpumpe mit voll in Umfangsrichtung laufendem Fluss bzw. mit umlaufendem Fluss arbeitet wie folgt: Ein Strömungsmittel, welches vom Ansauganschluss 40b angesaugt wird, wird so aufgeteilt, dass es nach rechts und links durch das Kopfrohr 40 fließt, und es fließt in die Gehäuse 35, 36 von den Ansaugdüsen 35a, 36a. Ein Strömungsmittel fließt durch die Ansauglöcher 45c, 46c in die Laufräder 33, 34. Das Strömungsmittel wird dann radial nach außen von den Laufrädern 33, 34 ausgelassen und wird durch die Führungsvorrichtungen 48a, 49a geleitet, um axial durch einen ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 44 zu fließen, der radial zwischen dem Außenzylinder 37 und dem Motorrahmenaußengehäuse 55 des gekapselten Motors 31 definiert wird. Das Strömungsmittel läuft in die Mitte des ringförmigen Strömungsmitteldurchlasses 44. Danach geht das Strömungsmittel durch die Öffnung 37a und wird aus der Auslassdüse 69 ausgelassen.
Da in diesem Ausführungsbeispiel die Innenräume der im Wesentlichen zylindrischen napfförmigen Pumpengehäuse 35, 36 in die Ansaugkammer 42 und die Hydrogehäusekammer 43 durch die Unterteilungswände 45 bzw. 46 geteilt werden, sind die Pumpengehäuse 35, 36 von einfacher Konfiguration, die nicht von der Hydrogehäusekammer 43 abhängt. Daher können die Pumpengehäuse 35, 36 leicht in die gewünschte Form gepresst bzw. umgeformt werden und die Ansaugkammer 42 und die Hydrogehäusekammer 43 können voneinander durch die Trennwände 45, 46 getrennt werden, die auch von einfacher Form sind. Die Anzahl der verwendeten Teile ist relativ gering und sie können leicht miteinander verschweißt werden.
Die Unterteilungswände 45, 46 können somit in der Form vereinfacht werden und können einfach in Form gedrückt bzw. umgeformt werden. Die Unterteilungswände 45, 46 liefern ein gewünschtes Steifigkeitsniveau gegen die Druckdifferenz zwischen den Ansaug- und Auslassseiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein gewöhnliches Pumpengehäuse für folgendes verwendet werden: Eine Leitungspumpe (Fig. 1), eine Bauart mit seitlich und oben liegenden Anschlüssen einer Zentrifugalpumpe (Fig. 7) und eine Doppelansaugpumpe mit vollem Fluss in Umfangsrichtung (Fig. 9). und zwar durch Vorsehen einer Ansaugdüse und/oder einer Auslassdüse.
Obwohl gewisse bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und im Detail beschrieben worden sind, sei bemerkt, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Ein aus Metallblech bestehendes Pumpengehäuse (2), das Folgendes aufweist:

ein äußeres Pumpengehäuse gefertigt aus Metallblech mit einem Boden (2a) an einem Axialende davon und mit einer Öffnung, die in einem gegenüberliegenden Axialende davon definiert ist;

eine Unterteilungswand (3), die im Pumpengehäuse für die Unterteilung des Pumpengehäuses in eine Saugkammer (4) und eine Hydrogehäusekammer (5) zur Unterbringung eines Laufrads (6);

Einlass- und Auslassanschlüsse (17, 18), die an verschiedenen Axialpositionen auf dem Außengehäuse vorgesehen sind und mit der Saugkammer bzw. der Hydrogehäusekammer verbunden sind, und

eine Düse (10, 11), die außen an der Seitenwand des Außengehäuses montiert ist und mit einem der Anschlüsse verbunden ist, wobei die Unterteilungswand an der Seitenwand befestigt ist um deren Umfang herum bei einer Axialposition zwischen den Einlass- und Auslassanschlüssen (17, 18).

2. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 1, wobei die Einlass- und Auslassanschlüsse in der Seitenwand des Außengehäuses gebildet sind.

3. Das aus Metallblech bestehende Pumpengehäuse gemäß Anspruch 1, wobei die Düse (10, 11) einen Teil mit kleinerem Durchmesser und einen Teil mit größerem Durchmesser, der sich davon erstreckt, besitzt, wobei der Teil mit größerem Durchmesser mit der Seitenwand des Pumpengehäuses verbunden ist.

4. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Düse entweder eine Saugdüse (10) oder eine Auslassdüse (11) aufweist.

5. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse gemäß Anspruch 4, wobei der Sauganschluss (17) und der Auslassanschluss (18) an gegenseitig entgegengesetzt liegenden Seiten einer Ebenen positioniert sind, die durch die Unterteilungswand definiert ist.

6. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse gemäß Anspruch 4, wobei Längsachsen der Saugdüse (10) und der Auslassdüse (11) in einer Linie zueinander positioniert sind.

7. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse gemäß Anspruch 4, wobei Längsachsen der Saugdüse (10) und der Auslassdüse (11) im Wesentlichen senkrecht zueinander positioniert sind.

8. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse gemäß Anspruch 1, wobei die Hydrogehäusekammer (5) des Pumpengehäuses einen ringförmigen Auslassdurchlass definiert.

9. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse gemäß Anspruch 1, das ferner ein Innengehäuse (19) aufweist, das in der Hydrogehäusekammer (5) des Pumpengehäuses in beabstandeter Beziehung zur Unterteilungswand (3) zur Definition eines Spalts angeordnet ist, wobei das Innengehäuse das Laufrad aufnimmt, wenn das Pumpengehäuse in oder an einer Pumpe montiert ist, die das Laufrad aufweist, und wobei eine elastische Dichtung (21) in dem Spalt angeordnet ist, der zwischen dem Innengehäuse und der Unterteilungswand definiert ist.

10. Das aus Metallblech gefertigte Pumpengehäuse (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterteilungswand im Wesentlichen symmetrisch um eine Achse des Pumpengehäuses verläuft.