DE102011017339A1

DE102011017339A1 - Centrifugal pump has sealing gap formed between impeller and housing, which forms portions of housing and impeller that are urged by resilient spring in direction of sealing gap, and stopper that prevents contact of portions

Info

Publication number: DE102011017339A1
Application number: DE102011017339A
Authority: DE
Inventors: Dr. Fries Holger; Sebastian Sauer; Ralf Lüders
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-04-16
Filing date: 2011-04-16
Publication date: 2012-10-18

Abstract

The centrifugal pump has a housing which is provided with fluid inlet (24) and pumping chamber in which impeller (16) is rotatably arranged. A sealing gap (26) connecting fluid inlet and pumping chamber, is formed between the impeller and housing. The portions of housing and impeller are formed by the sealing gap and are moved towards each other and are urged by resilient spring (36) in the direction of the sealing gap. A stopper (30) is provided to prevent the contact of portions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Gehäuse mit einem Einlass für ein zu förderndes Fluid und einem drehbar innerhalb eines Pumpenraumes des Gehäuses gelagerten Pumpenrad, wobei zwischen dem Pumpenrad und dem Gehäuse ein den Einlass und den Pumpenraum miteinander verbindender Dichtspalt gegeben ist.The invention relates to a centrifugal pump having a housing with an inlet for a fluid to be pumped and a pump wheel rotatably mounted within a pump chamber of the housing, wherein between the impeller and the housing, a the inlet and the pump chamber interconnecting sealing gap is given.

Eine solche Kreiselpumpe ist beispielsweise in der EP 0 492 693 A2 offenbart. Die Pumpwirkung einer Kreiselpumpe, wie sie Gegenstand des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist, beruht darauf, dass eine Flüssigkeit durch einen in der Regel axial bezüglich eines Pumpenrads angeordneten Einlass in einen von einem Gehäuse ausgebildeten Pumpenraum eingebracht wird. Die Flüssigkeit wird dann von dem Pumpenrad, das regelmäßig mit einer Vielzahl von dreidimensional gekrümmt ausgebildeten Schaufeln ausgebildet ist, erfasst und in eine kreisförmige Bewegung beschleunigt. Die dadurch auf die Flüssigkeit einwirkende Zentrifugalkraft beschleunigt diese radial nach außen in einen das Pumpenrad umgebenden Abschnitt des Pumpenraums, von dem dieses durch einen oder mehrere Auslässe abgeführt wird.Such a centrifugal pump is for example in the EP 0 492 693 A2 disclosed. The pumping action of a centrifugal pump, as it is the subject of the preamble of claim 1, based on the fact that a liquid is introduced through a generally arranged axially with respect to an impeller inlet into a housing formed by a pump chamber. The liquid is then captured by the impeller, which is regularly formed with a plurality of three-dimensionally curved blades, and accelerated in a circular motion. The thus acting on the liquid centrifugal force accelerates this radially outwardly into a pump wheel surrounding portion of the pump chamber, from which this is discharged through one or more outlets.

Der Wirkungsgrad derartiger Kreiselpumpen wird maßgeblich von der Dichtwirkung eines Dichtspalts, der zwischen den sich relativ zueinander bewegenden, die Niederdruck- von der Hochdruckseite der Pumpe trennenden Bauteilen der Kreiselpumpe, insbesondere einem Abschnitt des Gehäuses und des Pumpenrads, ausgebildet ist, beeinflusst. Dieser Dichtspalt stellt grundsätzlich eine Verbindung zwischen der Niederdruck- und der Hochdruckseite der Pumpe unter Umgehung des Pumpenrads dar, durch den somit ein Rückfluss von mittels des Pumpenrads auf ein höheres Druckniveau gebrachten Fluids erfolgt. Zur Erzielung eines möglichst hohen Wirkungsgrads, soll dieser Rückfluss so gering wie möglich gehalten werden. Da sich die den Dichtspalt ausbildenden Abschnitte des Pumpenrads und des Gehäuses relativ zu einander bewegen, ist eine Abdichtung des Dichtspalts mittels herkömmlicher Dichtelemente nicht oder nur mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand möglich. Ein solcher Aufwand ist für viele Anwendungen, bei denen Kreiselpumpen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise auch als Kühlmittelpumpe in einem Kraftfahrzeug, aus Kostengründen nicht umsetzbar. In diesen Fällen wird daher versucht, einen hohen Wirkungsgrad der Kreiselpumpe ausschließlich dadurch zu erreichen, dass der Dichtspalt so schmal wie möglich ausgebildet ist. Dies ist jedoch regelmäßig nur in eingeschränktem Maße möglich, da eine Vielzahl von Toleranzen, sowohl bei der Fertigung des Pumpenrads und des Gehäuses als auch bei der Montage der Kreiselpumpe einen Einfluss auf die Breite des Dichtspalts haben und daher bei der Dimensionierung berücksichtigt werden. In jedem Fall muss nämlich ein großflächiger Kontakt der beiden, den Dichtspalt ausbildenden Flächen des Gehäuses bzw. des Pumpenrads, d. h. ein Null-Dichtspalt, vermieden werden, da durch die dadurch erzeugte Reibung ein erheblicher Wirkungsgradverlust entsteht und zudem der Verschleiß und die Geräuschentwicklung der in Betrieb genommen Kreiselpumpe erhöht wird.The efficiency of such centrifugal pumps is significantly influenced by the sealing effect of a sealing gap formed between the relatively moving, the low pressure from the high pressure side of the pump separating components of the centrifugal pump, in particular a portion of the housing and the impeller. This sealing gap basically represents a connection between the low-pressure side and the high-pressure side of the pump, bypassing the impeller, by which there is thus a return flow of fluid brought to a higher pressure level by means of the impeller. To achieve the highest possible efficiency, this reflux should be kept as low as possible. Since the sealing gap forming portions of the impeller and the housing move relative to each other, a sealing of the sealing gap by means of conventional sealing elements is not possible or only with considerable design effort. Such an expense is for many applications in which centrifugal pumps are used, such as, for example, as a coolant pump in a motor vehicle, for cost reasons not feasible. In these cases, it is therefore attempted to achieve a high efficiency of the centrifugal pump exclusively in that the sealing gap is formed as narrow as possible. However, this is only possible to a limited extent on a regular basis, since a large number of tolerances, both in the manufacture of the impeller and the housing and in the assembly of the centrifugal pump have an influence on the width of the sealing gap and are therefore taken into account in the dimensioning. In any case, a large-area contact of the two, the sealing gap forming surfaces of the housing or the impeller, d. H. a zero-sealing gap can be avoided, since the friction generated thereby a significant loss of efficiency arises and also the wear and noise of the centrifugal pump in operation is increased.

Im Automobilbau werden derzeit Kreiselpumpen als Kühlmittelpumpen eingesetzt, die einen Wirkungsgrad von lediglich ca. 40% aufweisen. Ein Großteil des Wirkungsgradverlusts ist dabei auf den Rückfluss von bereits in den Pumpenraum geförderter Flüssigkeit zu der Niederdruckseite der Kreiselpumpe zurückzuführen.In automotive engineering, centrifugal pumps are currently used as coolant pumps, which have an efficiency of only about 40%. A large part of the efficiency loss is due to the backflow of already pumped into the pump room liquid to the low pressure side of the centrifugal pump.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kreiselpumpe anzugeben, bei der insbesondere mit einem geringen konstruktiven Aufwand die Ausbildung eines relativ schmalen Dichtspalts sichergestellt werden kann.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an improved centrifugal pump, in particular, with a low design effort, the formation of a relatively narrow sealing gap can be ensured.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is solved by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei kostengünstigen Kreiselpumpen, die keine zusätzliche aufwendige Abdichtung des Dichtspaltes aufweisen, das Problem eines zu breiten Dichtspalts insbesondere dadurch entsteht, dass bei der Dimensionierung der den Dichtspalt ausbildenden Bauteile der Kreiselpumpe eine Vielzahl von Toleranzen berücksichtigt werden müssen, wobei gleichzeitig sichergestellt werden muss, dass auch bei einer ungünstigen Summierung der einzelnen Toleranzen ein großflächiger Kontakt der beiden den Dichtspalt definierenden Kontaktflächen (d. h. ein Null-Dichtspalt) nicht gegeben ist. Der Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, die einen Einfluss auf die Breite des Dichtspalts habenden Toleranzen zu minimieren. Dabei sollen insbesondere diejenigen Toleranzen eliminiert werden, die bislang regelmäßig die größten (negativen) Auswirkungen auf die Breite des Dichtspalts haben. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Toleranzen der Lagerung des Pumpenrads in dem Gehäuse und der Montage des regelmäßig mehrteiligen Gehäuses.The invention is based on the finding that in cost-effective centrifugal pumps, which have no additional complex sealing of the sealing gap, the problem of too wide a sealing gap arises, in particular, that in the dimensioning of the sealing gap forming components of the centrifugal pump must be considered a variety of tolerances, wherein it must be ensured at the same time that even with an unfavorable summation of the individual tolerances large-area contact of the two sealing gap defining the contact surfaces (ie, a zero sealing gap) is not given. The invention is therefore based on the idea to minimize the influence on the width of the sealing gap tolerances. In particular, those tolerances are to be eliminated, which so far regularly have the greatest (negative) effects on the width of the sealing gap. These are in particular the tolerances of the bearing of the impeller in the housing and the assembly of the regularly multi-part housing.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass diejenigen Bauteile, die den Dichtspalt ausbilden, zueinander beweglich sind und über elastische Mittel in Richtung eines möglichst kleinen Dichtspalts vorgespannt sind, wobei ein Anschlag verhindert, dass der Dichtspalt auf Null reduziert wird (um ungewollte Reibungsverluste zu verhindern). This is inventively achieved in that those components which form the sealing gap, are mutually movable and are biased by elastic means in the direction of the smallest possible sealing gap, wherein a stop prevents the sealing gap from being reduced to zero (to prevent unwanted friction losses).

Eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe weist demnach ein Gehäuse mit einem Einlass für ein zu förderndes Fluid und einem drehbar innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses gelagertes Pumpenrad auf, wobei zwischen dem Pumpenrad und dem Gehäuse ein den Einlass und den Pumpenraum miteinander verbindender Dichtspalt gegeben ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die den Dichtspalt ausbildenden Abschnitte des Gehäuses und des Pumpenrads zueinander beweglich sind und zumindest diese Abschnitte durch elastische Mittel in Richtung eines (möglichst) kleinen Dichtspalts beaufschlagt sind, wobei ein Anschlag einen vollflächigen Kontakt der beiden Abschnitte verhindert und dadurch die Breites des Dichtspalts definiert.A centrifugal pump according to the invention therefore has a housing with an inlet for a fluid to be pumped and a pump wheel rotatably mounted within a pump chamber of the housing, wherein a sealing gap connecting the inlet and the pump chamber is provided between the impeller and the housing, and is characterized in that at least the sections of the housing and the impeller forming the sealing gap are movable relative to one another and at least these sections are acted upon by elastic means in the direction of a (possibly) small sealing gap, wherein a stop prevents full contact of the two sections and thereby the width of the sealing gap Are defined.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kreiselpumpe kann auf konstruktiv einfache Weise eine Kreiselpumpe hergestellt werden, bei der die Breite des Dichtspalts ohne hohen konstruktiven Aufwand in einem engen Toleranzbereich gehalten werden kann. Durch den dadurch regelmäßig erreichbaren, relativ schmalen Dichtspalt können die Rückflussverluste, die eine erhebliche negative Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe haben, verringert werden.The inventive design of a centrifugal pump can be made in a structurally simple manner, a centrifugal pump, in which the width of the sealing gap can be kept within a narrow tolerance range without high design complexity. As a result of the relatively narrow sealing gap that can be regularly achieved, the return losses, which have a considerable negative effect on the efficiency of the centrifugal pump, can be reduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse mehrteilig ausgebildet ist, wobei das Pumpenrad in einem ersten Teil des Gehäuses gelagert ist und der Anschlag in einen zweiten Teil des Gehäuses integriert ist. Diese bevorzugte konstruktive Ausgestaltung kann eine einfache Montage der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ermöglichen.In a preferred embodiment of the centrifugal pump according to the invention can be provided that the housing is formed in several parts, wherein the impeller is mounted in a first part of the housing and the stop is integrated into a second part of the housing. This preferred structural design can allow easy mounting of the centrifugal pump according to the invention.

Dem gleichen Zweck dient eine weitere bevorzugte Ausführungsform, wonach der Dichtspalt zwischen dem Pumpenrad und dem zweiten Teil des Gehäuses ausgebildet ist.The same purpose is served by a further preferred embodiment, according to which the sealing gap is formed between the impeller and the second part of the housing.

Eine bevorzugte Ausführungsform zur Erlangung der erfindungsgemäßen relativen Beweglichkeit zwischen den beiden den Dichtspalt ausbildenden Elementen (bzw. den Abschnitten davon) der Kreiselpumpe kann vorsehen, dass das Pumpenrad axial beweglich auf einer Welle gelagert ist, wobei sich die elastischen Mittel zwischen dem Pumpenrad und der Welle abstützen. Bei den elastischen Mitteln kann es sich vorzugsweise um eine oder mehrere Schraubenfedern handeln. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die das Pumpenrad tragende Welle in dem Gehäuse in axialer Richtung beweglich gelagert ist, wobei sich die elastischen Mittel zwischen dem Gehäuse und dem Pumpenrad oder der Welle abstützen.A preferred embodiment for obtaining the relative mobility according to the invention between the two sealing gap-forming elements (or portions thereof) of the centrifugal pump can provide that the impeller is mounted axially movable on a shaft, wherein the elastic means between the impeller and the shaft support. The elastic means may preferably be one or more coil springs. Alternatively, it can also be provided that the shaft carrying the impeller is movably mounted in the housing in the axial direction, wherein the elastic means are supported between the housing and the impeller or the shaft.

Alternativ oder auch zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse (oder das Pumpenrad) mehrteilig ausgebildet ist, wobei eines dieser Teile mit dem Pumpenrad den Dichtspalt ausbildet, und diese mindestens zwei Teile zueinander beweglich und durch die elastischen Mittel in Richtung eines kleinen Dichtspalts beaufschlagt sind. Beispielsweise kann das Gehäuse einen Dichtring aufweisen, der mit dem Pumpenrad den Dichtspalt ausbildet, wobei sich die elastischen Mittel zwischen dem Dichtring und einem anderen Abschnitt des Gehäuses abstützen. Hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die elastischen Mittel als eine oder mehrere Blattfedern ausgebildet sind.Alternatively or additionally, it may be provided that the housing (or the impeller) is formed in several parts, one of these parts forming the sealing gap with the impeller, and these at least two parts are mutually movable and acted upon by the elastic means in the direction of a small sealing gap , For example, the housing may have a sealing ring, which forms the sealing gap with the impeller, wherein the elastic means are supported between the sealing ring and another portion of the housing. It can preferably be provided that the elastic means are formed as one or more leaf springs.

Erfindungsgemäß kann zudem vorgesehen sein, dass der Anschlag einstellbar ist. Dies kann dazu dienen, die Breite des Dichtspalts an sich ändernde Bedingungen und insbesondere Betriebsbedingungen anzupassen. Eine einstellbare Ausgestaltung des Anschlags kann auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch das Einfügen eines Zwischenelements zwischen dem eigentlichen Anschlag und dem Gegenelement (an dem sich der Anschlag abstützt).According to the invention may also be provided that the stop is adjustable. This can serve to adapt the width of the sealing gap to changing conditions and in particular operating conditions. An adjustable embodiment of the stop can be done in any manner, for example by inserting an intermediate element between the actual stop and the counter element (on which the stop is supported).

Um einen Reibungsverlust durch den Kontakt des Anschlags mit dem Gegenelement möglichst gering zu halten, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass zumindest eine der entsprechenden Kontaktfläche möglichst klein und insbesondere punktförmig ausgebildet ist.In order to keep a friction loss as low as possible by the contact of the stop with the counter element, it can preferably be provided that at least one of the corresponding contact surface is formed as small as possible and in particular point-shaped.

Dem gleichen Zweck dient eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung, wonach der Anschlag, der vorzugsweise als Teil des Gehäuses ausgebildet ist und an dem sich das Pumpenrad abstützt, das Pumpenrad im Bereich dessen Rotationsachse berührt.The same purpose serves a further preferred embodiment, according to which the stop, which is preferably formed as part of the housing and on which the impeller supported, touches the impeller in the region of its axis of rotation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings.

In den Zeichnungen zeigt:In the drawings shows:

1 eine Kreiselpumpe in einer konventionellen Bauweise; 1 a centrifugal pump in a conventional construction;

2 eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe in einer ersten Ausführungsform; und 2 a centrifugal pump according to the invention in a first embodiment; and

3 eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe in einer zweiten Ausführungsform. 3 a centrifugal pump according to the invention in a second embodiment.

1 zeigt eine Kreiselpumpe gemäß dem Stand der Technik. Die Kreiselpumpe umfasst ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil 10 und einem Gehäuseunterteil 12. Die beiden Gehäuseteile sind durch nicht dargestellte Verschraubungen miteinander verbunden. Innerhalb eines von den beiden Gehäuseteilen ausgebildeten Pumpenraums 14 ist ein Pumpenrad 16 angeordnet. Das Pumpenrad 16 umfasst ein konventionell mit dreidimensional gekrümmten Schaufeln ausgebildetes Schaufelrad 18 und eine Welle 20, wobei das Schaufelrad 18 fest mit der Welle 20 verbunden ist. Die Welle 20 ist drehbar in einer hierfür vorgesehenen Bohrung des Gehäuseunterteils 12 gelagert, wobei diese dabei über zwei Federringe 22 in axialer Richtung gesichert ist. Die Welle 20 wird über einen nicht dargestellten beliebige Antrieb, insbesondere einen direkten oder indirekten Antrieb durch Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder einen Elektromotor, drehend angetrieben, um Flüssigkeit von einem axial (bezüglich des Pumpenrads 16) ausgerichteten, in dem Gehäuseoberteil 10 ausgebildeten Einlass 24 in den das Pumpenrad 16 radial umgebenden Abschnitt des Pumpenraums 14 zu befördern. Hierbei wird die Flüssigkeit von den einzelnen Schaufeln des Schaufelrads 18 erfasst und in eine Drehbewegung versetzt, wodurch die Flüssigkeit infolge der wirkenden Zentrifugalkräfte radial nach außen beschleunigt und von den Schaufeln des Schaufelrads 18 nach außen geleitet wird. Die dadurch auf ein höheres Druckniveau gebrachte Flüssigkeit wird dann über ein in den Zeichnungen nicht sichtbaren, in dem das Pumpenrad 16 radial umgebenden Abschnitt des Pumpenraums 14 angeordneten Auslass abgeführt. 1 shows a centrifugal pump according to the prior art. The centrifugal pump comprises a two-part housing with an upper housing part 10 and a housing lower part 12 , The two housing parts are connected by unillustrated fittings. Within one of the two housing parts trained pump room 14 is a pump 16 arranged. The impeller 16 includes a paddle wheel conventionally formed with three-dimensionally curved blades 18 and a wave 20 , wherein the paddle wheel 18 stuck with the shaft 20 connected is. The wave 20 is rotatable in a designated hole of the housing base 12 stored, this case over two spring rings 22 is secured in the axial direction. The wave 20 is driven via an arbitrary drive, not shown, in particular a direct or indirect drive by internal combustion engine of a motor vehicle or an electric motor, rotationally to liquid from an axial (with respect to the impeller 16 ), in the upper housing part 10 trained inlet 24 in the impeller 16 radially surrounding portion of the pump chamber 14 to transport. Here, the liquid from the individual blades of the paddle wheel 18 detected and set in a rotational movement, whereby the liquid accelerates radially outwardly due to the centrifugal forces acting and from the blades of the impeller 18 is directed to the outside. The thus brought to a higher pressure level liquid is then not visible in the drawings, in which the impeller 16 radially surrounding portion of the pump chamber 14 arranged outlet discharged.

Einen wesentlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad derartiger Kreiselpumpen besitzt der zwischen dem Pumpenrad 16 und dem Gehäuseoberteil 10 ausgebildete Dichtspalt 26, der den Pumpenraum 14, d. h. die Hochdruckseite der Kreiselpumpe, von dem Einlass 24 d. h. die Niederdruckseite der Kreiselpumpe, unter Umgehung der Schaufeln des Pumpenrads 16 miteinander verbindet. Dieser Dichtspalt 26 sollte möglichst schmal ausgebildet sein, um einen ungewollten Rückfluss der bereits auf ein höheres Druckniveau gebrachten Flüssigkeit von dem Pumpenraum 14 durch den Dichtspalt 26 hindurch in den Einlass 24 zu verhindern. Gleichzeitig soll jedoch ein großflächiger Kontakt zwischen den beiden den Dichtspalt ausbildenden Abschnitten des Pumpenrads 16 einerseits und des Gehäuseoberteil 10 andererseits vermieden werden, da die dabei entstehende Reibung zu einem Wirkungsgradverlust führen und eine Lärmquelle darstellen würde. Die Ausbildung der in der 1 dargestellten, konventionellen Kreiselpumpe mit einem möglichst schmalen Dichtspalt 26 ist jedoch nicht ohne Weiteres möglich, da die Vielzahl von Herstellungs- und Montagetoleranzen bei der Dimensionierung der einzelnen Elemente der Kreiselpumpe berücksichtigen werden müssen. Den größten Einfluss auf die Breite des Dichtspalts 26 haben dabei regelmäßig die Toleranzen der Lagerung des Pumpenrads 16 in dem Gehäuseunterteil 12 sowie der Verschraubung des Gehäuseunterteils 12 mit dem Gehäuseoberteil 10.A significant influence on the efficiency of such centrifugal pumps has between the impeller 16 and the upper housing part 10 formed sealing gap 26 who has the pump room 14 , ie the high pressure side of the centrifugal pump, from the inlet 24 ie the low-pressure side of the centrifugal pump, bypassing the blades of the impeller 16 connects with each other. This sealing gap 26 should be made as narrow as possible, to an unwanted reflux of the already brought to a higher pressure level liquid from the pump room 14 through the sealing gap 26 through the inlet 24 to prevent. At the same time, however, a large-area contact between the two forming the sealing gap portions of the impeller 16 on the one hand and the upper part of the housing 10 on the other hand be avoided, since the resulting friction would lead to a loss of efficiency and would represent a source of noise. The training of in the 1 shown, conventional centrifugal pump with a narrowest possible sealing gap 26 However, it is not readily possible, since the large number of manufacturing and assembly tolerances must be taken into account in the dimensioning of the individual elements of the centrifugal pump. The biggest influence on the width of the sealing gap 26 have the tolerances of the bearing of the impeller regularly 16 in the housing lower part 12 and the screwing of the housing base 12 with the upper housing part 10 ,

An dieser Stelle setzt die Erfindung an. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kreiselpumpe kann insbesondere der Einfluss der Toleranzen der Lagerung des Pumpenrads 16 sowie der Verschraubung der beiden Gehäuseteile eliminiert werden. Dies erfolgt durch eine bewegliche, elastisch vorgespannte Lagerung der beiden den Dichtspalt 26 ausbildenden Bauteile der Kreiselpumpe und durch das Vorsehen eines Anschlags, der verhindert, dass die beiden Bauteile infolge der elastischen Vorspannung aneinander gedrückt werden. Der Anschlag definiert somit die Breite des Dichtspalts.At this point, the invention begins. The inventive design of a centrifugal pump, in particular the influence of the tolerances of the bearing of the impeller 16 and the screwing of the two housing parts are eliminated. This is done by a movable, elastically preloaded storage of the two the sealing gap 26 forming components of the centrifugal pump and by providing a stopper, which prevents the two components are pressed together due to the elastic bias. The stop thus defines the width of the sealing gap.

2 zeigt eine erste Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäßen Kreiselpumpe. Bei dieser ist vorgesehen, das Gehäuseoberteil 10 selbst zweiteilig auszubilden und in dieses einen Dichtring 28 zu integrieren, der sich bogenförmig aufweitet. Der Dichtring 28 ist mit seiner oberen Kante möglichst vollständig abdichtend in den Einlass 24, der von dem Gehäuseoberteil 10 ausgebildet wird, integriert. Für eine Abdichtung des zwischen dem Dichtring 28 und der Wand des Einlasses 24 gebildeten Spalts können beliebige statische Dichtelemente, wie beispielsweise ein O-Ring oder eine Spaltdichtung, zum Einsatz kommen. Die durch den Einlass 24 eintretende Flüssigkeit strömt somit durch das Innere des Dichtrings 28. Der wegen eines möglichen Rückflusses von Flüssigkeit von der Hochdruck- auf die Niederdruckseite relevante Dichtspalt 26 wird zwischen dem Dichtring 28 und dem Pumpenrad 16 ausgebildet. Die Breite des Dichtspalts 26 wird von einem Anschlag 30 definiert, der in einen Quersteg 32 integriert ist und über den der Dichtring 28 und das Pumpenrad 16 gegeneinander abgestützt sind. Dabei sorgen insgesamt drei, in gleichmäßiger Teilung über den Umfang des Dichtrings 28 angeordnete, vorgespannte Blattfedern 34 für einen permanenten Kontakt des Anschlags 30 zu der Welle 20 des Pumpenrads 16 und somit für eine gleichbleibende Dichtspaltbreite. Der Quersteg kann auch sternförmig mit mehr als zwei (z. B. drei, vier, fünf, etc.) Stegen ausgebildet, wobei die Stege vorzugsweise in gleichmäßiger Teilung über den Umfang verteilt angeordnet sind. 2 shows a first embodiment of such a centrifugal pump according to the invention. In this is provided, the upper housing part 10 even form two parts and in this one sealing ring 28 to integrate, which widens arcuately. The sealing ring 28 is with its upper edge as completely as possible sealing in the inlet 24 from the top of the housing 10 is formed, integrated. For a seal between the sealing ring 28 and the wall of the inlet 24 formed gap can be used any static sealing elements, such as an O-ring or a gap seal. The through the inlet 24 entering liquid thus flows through the interior of the sealing ring 28 , The relevant because of a possible backflow of liquid from the high pressure to the low pressure side sealing gap 26 is between the sealing ring 28 and the impeller 16 educated. The width of the sealing gap 26 is from a stop 30 defined in a crossbar 32 is integrated and over which the sealing ring 28 and the impeller 16 are supported against each other. In doing so, three in total, uniformly over the circumference of the sealing ring 28 arranged, prestressed leaf springs 34 for a permanent contact of the stop 30 to the wave 20 of the impeller 16 and thus for a consistent sealing gap width. The transverse web can also be formed in a star shape with more than two webs (eg three, four, five, etc.), wherein the webs are preferably distributed over the circumference in a uniform pitch.

Dieser Dichtspalt einer Kreiselpumpe soll aus den genannten Gründen so schmal wie möglich gehalten, jedoch nicht auf Null reduziert werden. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe gemäß der 2 auf einfache Weise bzw. mit einem geringen Toleranzbereich möglich, da die Breite des Dichtspalts 26 nur noch von einzelnen Abmessungen des Pumpenrads 16 und des Dichtrings 28 beeinflusst wird. Daher können auch nur die herstellungsbedingten Toleranzen dieser Abmessungen die Breite des Dichtspalts 26 beeinflussen. Die die Breite des Dichtspalts 26 bei konventionellen Kreiselpumpen (gemäß 1) maßgeblich negativ beeinflussenden Montagetoleranzen der Lagerung der Welle 20 in dem Gehäuseunterteil 12 und der Verschraubung der beiden Gehäuseteile wird durch die erfindungsgemäße Beweglichkeit und elastische Beaufschlagung der beiden den Dichtspalt 26 ausbildenden Elemente eliminiert.This sealing gap of a centrifugal pump should be kept as narrow as possible for the reasons mentioned, but not be reduced to zero. This is in the centrifugal pump according to the invention according to the 2 in a simple manner or with a small tolerance range possible, since the width of the sealing gap 26 only of individual dimensions of the impeller 16 and the sealing ring 28 being affected. Therefore, only the manufacturing tolerances of these dimensions, the width of the sealing gap 26 influence. The the width of the sealing gap 26 in conventional centrifugal pumps (according to 1 ) significantly adversely affecting mounting tolerances of the bearing of the shaft 20 in the housing lower part 12 and the screwing of the two Housing parts is due to the mobility of the invention and elastic loading of the two the sealing gap 26 eliminates training elements.

Bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe gemäß der 3 ist abweichend von der Ausführungsform gemäß der 2 vorgesehen, das Pumpenrad 16 in axialer Richtung beweglich (aber drehmomentübertragend, z. B. durch einen beliebigen Formschluss) auf der Welle 20 zu lagern und durch eine (vorgespannte) zylindrische Schraubenfeder 36 in Richtung eines kleinen Dichtspalts elastisch zu beaufschlagen. Dabei wird ein direkter Kontakt zwischen den beiden den Dichtspalt 26 ausbildenden Kontaktflächen des Gehäuseoberteils 10 einerseits und des Pumpenrads 16 andererseits durch einen Anschlag 30 verhindert, der in einen schmalen Quersteg 32 integriert ist, der den Einlass 24 mittig durchquert. Auch bei dieser Ausführungsform können die bei konventionellen Kreiselpumpen einen wesentlichen Einfluss auf die Breite des Dichtspalts 26 habenden Toleranzen der Lagerung der Welle 20 des Pumpenrads 16 in dem Gehäuse und der Verschraubung der beiden Gehäuseteile mit einem lediglich geringen konstruktiven (Zusatz-)Aufwand eliminiert werden.In the centrifugal pump according to the invention according to the 3 is different from the embodiment according to the 2 provided, the impeller 16 movable in the axial direction (but transmitting torque, for example by any positive connection) on the shaft 20 to store and by a (preloaded) cylindrical coil spring 36 to act elastically in the direction of a small sealing gap. In this case, a direct contact between the two is the sealing gap 26 forming contact surfaces of the housing top 10 on the one hand and the impeller 16 on the other hand by a stop 30 prevents, in a narrow crossbar 32 integrated, which is the inlet 24 crossed in the middle. Also in this embodiment, in conventional centrifugal pumps can have a significant influence on the width of the sealing gap 26 having tolerances of the bearing of the shaft 20 of the impeller 16 be eliminated in the housing and the screw connection of the two housing parts with only a small constructional (additional) effort.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: GehäuseoberteilHousing top
1212: GehäuseunterteilHousing bottom
1414: Pumpenraumpump room
1616: Pumpenradimpeller
1818: Schaufelradpaddle wheel
2020: Wellewave
2222: Federringspring washer
2424: Einlassinlet
2626: Dichtspaltsealing gap
2828: Dichtringseal
3030: Anschlagattack
3232: Querstegcrosspiece
3434: Blattfederleaf spring
3636: Schraubenfedercoil spring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0492693 A2 [0002]

Claims

Centrifugal pump with a housing with an inlet ( 24 ) for a fluid to be pumped and rotatable within a pump chamber ( 14 ) of the housing mounted impeller ( 16 ), between the impeller ( 16 ) and the housing a the inlet ( 24 ) and the pump room ( 14 ) interconnecting sealing gap ( 26 ), characterized in that at least the sealing gap ( 26 ) forming portions of the housing and the impeller ( 16 ) are mutually movable and at least these sections are acted upon by elastic means in the direction of a small sealing gap, wherein a stop ( 30 ) prevents contact between the two sections.

Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the housing is designed in several parts, wherein the impeller ( 16 ) is mounted in a first part of the housing and the stop ( 30 ) is integrated in a second part of the housing.

Centrifugal pump according to claim 2, characterized in that the sealing gap ( 26 ) between the impeller ( 16 ) and the second part of the housing is formed.

Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 16 ) axially movable on a shaft ( 20 ), wherein the elastic means between the impeller ( 16 ) and the wave ( 20 ).

Centrifugal pump according to claim 4, characterized in that the elastic means as a helical spring ( 36 ) are formed.

Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the housing has a sealing ring ( 28 ) connected to the impeller ( 16 ) the sealing gap ( 26 ), wherein the elastic means between the sealing ring ( 28 ) and another portion of the housing.

Centrifugal pump according to claim 6, characterized in that the elastic means as one or more leaf springs ( 36 ) are formed.

Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the stop ( 30 ) is adjustable.

Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the stop ( 30 ) has a punctiform contact surface.

Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 16 ) the attack ( 30 ) touched in the region of its axis of rotation.