DE69629606T2

DE69629606T2 - Pumpe mit einem verbesserten Durchflusskanal

Info

Publication number: DE69629606T2
Application number: DE69629606T
Authority: DE
Inventors: Makoto Fujisawa-shi Kobayashi; Masakazu Fujisawa-shi Yamamoto; Yoshio Fujisawa-shi Miyake; Koji Fujisawa-shi Isemoto; Kaoru Fujisawa-shi Yagi; Keita Fujisawa-shi Uwai; Yoshiaki Fujisawa-shi Miyazaki; Katsuji Fujisawa-shi Iijima; Junya Kawabata
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2016-02-10
Also published as: KR960031808A; KR100402063B1; DE69629606D1; CN1140239A; EP0726397B1; US5888053A; EP0726397A1; CN1075877C

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe mit einem verbesserten Strömungsmitteldurchlass und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Pumpe mit einem Außengehäuse, welches einen Pumpenabschnitt oder einen Motor unterbringt.
Beschreibung von mit der Erfindung in Beziehung stehender Technik:
Es sind bereits Pumpen bekannt, die ein Außengehäuse besitzen, welches eine Pumpe oder einen Motor umschließt. Beispielsweise ist eine Pumpe mit voller Umfangsströmung in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-10890 offenbart und weist ein Außengehäuse aus Metallblech auf, welches einen Motor darinnen umschließt.
Das Außengehäuse einer solchen Pumpe enthält ein auf der Innenoberfläche zu verarbeitendes Strömungsmittel und umschließt auch eine Pumpe oder einen Motor zum Schutze des selben. Ein Dichtglied ist auf der Innenoberfläche des Außengehäuses angeordnet, um zu verhindern, dass Strömungsmittel unter einem Abgabedruck in eine Zone oder Region unter Saugdruck leckt. Diese Struktur ist für Pumpen gut geeignet, die einen einfachen Strömungsmittelfluss darinnen handhaben. Insbesondere fließt der Hauptfluss eines durch eine solche Pumpe verarbeiteten Strömungsmittels nur in einer Richtung im Außengehäuse nachdem Strömungsmittel in das Außengehäuse eingeführt ist, bis es vom Außengehäuse abgegeben wird. Die Pumpe arbeitet daher mit hoher Effizienz ohne irgendeinen unerwünschten Druckabfall zu verursachen.
Da das Außengehäuse von relativ einfacher Form ist kann es ferner leicht durch Pressen von Metallblech erzeugt werden.
Die Prinzipien der Pumpe die nur die Innenoberfläche des Außengehäuses benutzt, um ein Strömungsmittel zu verarbeiten, haben jedoch eine Einschränkung zur Folge, und zwar hinsichtlich der verschiedenen baulichen Möglichkeiten. Wenn beispielsweise eine ausgeglichene Mehrstufenpumpe einen Strömungsmitteldurchlass besitzen würde von einer vorhergehenden Stufe zu einer darauffolgenden Stufe innerhalb eines Außengehäuses, dann würde die Pumpe einen außerordentlich komplizierten Aufbau besitzen, der die Herstellung der Pumpe als ein marktfähiges Produkt unmöglich machen könnte. Darüber hinaus ist folgendes zu bedenken: wenn eine vertikale Mehrstufenvollumfangsströmungspumpe der Normalbauart, und nicht eine Pumpe der ausgeglichenen Bauart, derart angeordnet würde, dass ein Strömungsmittel von einem unteren Teil eines Außengehäuses abgegeben würde, nachdem das Strömungsmittel den Motor hinreichend gekühlt hat, dann wäre es notwendig einen ringförmigen Strömungsmitteldurchlass vorzusehen, der eine große Durchlassfläche um den Motor herum aufweist. Ein derartiger ringförmiger Strömungsmitteldurchlass wäre unerwünscht, da er den Außendurchmesser des Außengehäuses vergrößern würde.
Ferner ist bereits eine Vollumfangsströmungsdoppelsaugpumpe bekannt, die einen zylindrischen Außenmotorrahmen aufweist, und zwar angeordnet um den Stator eines Motors herum, wobei ein Außenzylinder einen Ringraum zwischen dem Außenzylinder und einer äußeren Umfangsoberfläche des zylindrischen Außenmotorrahmens definiert und seitlich beabstandet Pumpenabschnitte an entsprechenden entgegengesetzt liegenden Enden der Welle des Motors angebracht sind, um ein zu verarbeitendes Strömungsmittel in den Ringraum einzuführen.
In der bekannten Vollumfangsströmungsdoppelsaugpumpe fließt ein von einem Sauganschluss angesaugtes Strömungsmittel in den Pumpenabschnitt in dem das Strömungsmittel in entsprechende Laufräder eingeführt wird. Das Strömungsmittel fließt sodann abgegeben von den Laufrädern in den Ringraum zwischen dem Außenzylinder und dem zylindrischen Außenmotorrahmen und es erfolgt eine Kombination miteinander im Ringraum. Der kombinierte Strömungsmittelfluss wird sodann von einem Auslassanschluss definiert im Außenzylinder abgegeben.
Die Vollumfangsströmungsdoppelsaugpumpe ist wirkungsvoll bei der Auslöschung von Schubbelastungen in die durch das Strömungsmittel entwickelt werden und sieht Saugfähigkeit insbesondere dann vor, wenn die Pumpe bei hoher Drehzahl betrieben wird. Da die Pumpe jedoch von der Doppelsaugbauart ist, ist sie nicht geeignet zur Verwendung als eine Pumpe zum Pumpen eines Strömungsmittels mit einer sehr niedrigen Strömungsrate. Eine effektive Möglichkeit der Realisierung der Zentrifugalpumpe zum Pumpen eines Strömungsmittels mit einer sehr niedrigen Strömungsrate besteht in der Reduktion der Breite der Schaufeln eines Laufrads in der Pumpe. Wenn die Breite der Schaufeln reduziert wird, wird jedoch die Effizienz der Pumpe abgesenkt und das Laufrad wird der Gefahr des Verstopfen mit Fremdmaterial unterworfen. Zudem hat die Pumpe der Doppelsaugbauart als eine Pumpe zum Pumpen eines Strömungsmittels mit sehr niedriger Strömungsrate mehr Nachteile als eine Pumpe der Einzelsaugbauart, da die Strömungsmittelmenge, die durch die Doppelsaugpumpe gepumpt wird die Summe der Strömungsmittelmengen ist, die von beiden Laufrädern derselben abgegeben werden.
Die Dokumente CH 637 185 A, GB 2 036 869 A, GB 2 007 770 A, EP 0566 089 A und US 1 823 455 A offenbaren eines oder mehrere der Merkmale der Ansprüche 1 oder 11 aber offenbaren jedenfalls nicht Verbindungsmittel angeordnet außerhalb des Außengehäuses zur Führung einer Strömungsmittelhauptströmung von einem Raum definiert in dem Außengehäuse in einen anderen Raum definiert in dem Außengehäuse.
Insbesondere offenbart die GB 2 007 770 A eine Pumpvorrichtung, die zwei zentrifugale Pumpelemente für einen Antrieb zum gemeinsamen Antrieb der Pumpenelemente aufweist. Die Pumpvorrichtung besitzt ein Gehäuse, welches Strömungspfade derart definiert, dass die zentrifugalen Pumpelemente in Serie oder parallel selektiv verbunden werden können. Der Übergang wird durch Drehung um 180° erreicht, und zwar von einem beweglichen Endteil des Gehäuses nach Lösen von Befestigungsmitteln. Speziell, wie in 1 gezeigt, sind zwei Kanäle in dem Mittelteil, welches den Motor enthält, geformt. Die zwei Kanäle sind voneinander in Umfangsrichtung des Mittelteils getrennt. D. h. bei dieser Anordnung gibt es keinen Ringraum zum Einführen von Strömungsmittel in den Pumpabschnitt. Ferner befindet sich kein Auslassdurchlass zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse zur Abgabe des Strömungsmittels vom Pumpenabschnitt.
EP 0 713 976 A bildet Stand der Technik gemäss Art. 54(3) EPC und offenbart eine Vollumfangsströmungspumpe mit einem Motor der einen Stator aufweist, ferner mit einer drehbar im Stator angeordneten Welle und mit einem Rotor angebracht auf der Welle zur Drehung bezüglich des Stators und schließlich mit einem Außenrahmenkäfig angeordnet um den Stator herum, wobei ein Außenzylinderpumpengehäuse um den Außenrahmenkäfig herum angeordnet ist mit einem Ringraum der dazwischen definiert ist, und ferner ist eine Pumpenanordnung an einem Ende der Welle angebracht, um ein Strömungsmittel in den Ringraum zu Pumpen oder von dem Ringraum eingeführtes Strömungsmittel zu pumpen. Die Vollumfangsströmungspumpe weist ferner ein Innengehäuse auf, und zwar vorgesehen in dem außenzylindrischen Pumpengehäuse zur Unterbringung des Laufrades und eine elastische Dichtung ist zwischen dem außenzylindrischen Pumpengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet, um zu verhindern, dass gepumptes Strömungsmittel im Außenzylinderpumpengehäuse zu einer Saugseite des Laufrades hin leckt.
Schließlich offenbart die EP 0 634 837 A einen gekapselten Motor zur Verwendung in einer Pumpe, wobei ein Außenrahmengehäuse vorgesehen ist, und zwar passend über einen Stator, wobei ferner ein Paar von Seitenrahmengliedern an entsprechende offene Enden des Außenrahmengehäuses angeschweißt ist und eine Kapsel über den Stator gepasst ist, und zwar verbunden mit den Seitenrahmengliedern; ein Außenzylinder ist um das Außenrahmengehäuse angeordnet mit einem dazwischen definierten Ring raum, wobei der Außenzylinder an das Außenrahmengehäuse geschweißt ist. Der Außenzylinder besitzt ein Paar von Flanschen die jeweils an axial beabstandeten offenen Enden davon angebracht sind, und zwar zur Befestigung an Komponenten einer Pumpenanordnung, wobei ein Strömungsmittel innerhalb des Außenzylinders verarbeitet wird. Der Außenzylinder besitzt in einer Außenumfangswand definiertes Loch zum Hindurchführen von Leitern zum Anschluss einer Leistungsversorgung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Pumpe vorzusehen, die einen relativ einfachen Aufbau in einem Außengehäuse besitzt, aber gestattet, dass sie selbst in einem weiten Bereich von Pumpenkonfigurationen konstruiert werden kann, und zwar einschließlich einer ausgeglichenen Mehrstufenpumpe. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpe vorzusehen, die eine erforderliche Strömungsdurchlassfläche besitzt und eine relativ kleine Größe aufweist, ohne dass dabei eine Notwendigkeit zur Erhöhung des Außendurchmessers eines Außengehäuses auftritt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin eine mehrstufige Vollumfangsströmungskapselmotorpumpe vorzusehen, die eine gemeinsame Welle besitzt, die sowohl als Motorwelle als auch als Pumpenwelle dient, wobei die Pumpe in der Lage ist, ein Strömungsmittel mit einer niedrigen Strömungsrate oder -geschwindigkeit bei hohem Pumpendruck zu pumpen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin eine ausgeglichene (ausbalancierte) Mehrstufenpumpe vorzusehen, und zwar mit einer einfachen Anordnung zum Auslöschen von Radialbelastungen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin eine Vollumfangsströmungseinzelnsaugpumpe vorzusehen, und zwar von einfachem Aufbau, wobei diese Pumpe axiale Schubbelastungen auslöschen kann, die sich darinnen entwickeln und wobei diese Pumpe ferner ein Strömungsmittel mit einer niedrigen Strömungsrate bei hohem Pumpendruck pumpen kann.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung besteht darin eine Pumpe vorzusehen, die eine gewünschte oder Sollsaugleistungsfähigkeit bei Betrieb bei hohe Drehzahl aufrecht erhält.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin eine Pumpe vorzusehen, die darinnen entwickelte Radialbelastungen auslöscht.
Um die obigen Ziele zu erreichen wird erfindungsgemäß eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 11 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Mit der obigen Anordnung kann die Pumpe als eine ausgeglichene mehrstufige Pumpe aufgebaut sein, und zwar zum Reduzieren der axialen Schubkräfte, um so in der Lage zu sein ein Strömungsmittel mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder Rate bei hohem Pumpendruck zu pumpen.
Die Pumpe weist einen gekapselten Motor auf, und zwar mit einer Kapsel und die Laufräder sind derart angeordnet dass sie den durch alle Laufräder entwickelten Abgabedruck nicht direkt an die Kapsel anlegen.
Die ausgeglichene Multi- oder Mehrfachstufenpumpe weist auch zwei einzelne Voluten auf, und zwar aneinander anschließend, d. h. in entgegengesetzten Richtungen gerichtet, um Radialbelastungen auszulöschen durch eine einfache und kompakte Anordnung.
Die Verbindungsmittel wie beispielsweise ein Verbindungsrohr oder ein Gehäuse sind außerhalb des Außengehäuses angeordnet und können das Strömungsmittel von einem Raum im Außengehäuse in einen weiteren Raum im Außengehäuse leiten. Dieser Aufbau gestattet, dass die Pumpe als eine ausgeglichene Mehrstufenpumpe konstruiert wird. Wenn eine allgemeine Mehrstufenpumpe die Verbindungsmittel der oben beschriebenen Bauart aufweist, so kann der Außendurchmesser des Außengehäuses derselben reduziert werden.
Das Außengehäuse besitzt ein erstes Außengehäuseglied welches einen Ringströmungsmitteldurchlass definiert, und zwar zwischen dem ersten Außengehäuseglied und einem Außenmotorrahmen, und ferner ist ein zweites Außengehäuseglied an mindestens einem der Axialenden des ersten Außengehäuseglieds befestigt oder angebracht. Das Außengehäuse dieser Konstruktion gestattet dass die Pumpe als eine Vollumfangsströmungspumpe konstruiert wird, die einen außerordentlich leisen Betrieb gewährleistet und wobei das Geräusch selbst bei Betrieb mit hoher Drehzahl reduzieren kann, und zwar durch die Verwendung eines Frequenzwandlers und so weiter. Abhängig von den mit der Pumpe verbundenen Rohrleitungen kann das Verbindungsrohr entweder an dem ersten oder an dem zweiten Außengehäuseglied befestigt sein, und zwar mit leichten Modifikationen zur Anbringung des Verbindungsrohres. Demgemäss kann die Pumpe an unterschiedliche Bedingungen ihrer Verwendung angepasst werden.
Das Verbindungsrohr bzw. -leitung ist an einer Außenoberfläche des Außengehäuses angebracht. Das Außengehäuse ist im allgemeinen derart konstruiert, dass seine Außen- und Innenoberflächen aus dem gleichen Material hergestellt sind. Da dann kein Problem entsteht, wenn zu handhabendes Strömungsmittel durch die Pumpe in Kontakt mit der Außenoberfläche des Außengehäuses und auch mit der Innenoberfläche desselben gebracht wird, kann die Außenoberfläche des Außengehäuses als ein Teil eines Strömungsmitteldurchlasses definiert durch das Verbindungsrohr dienen. Infolge dessen kann die zur Herstellung der Pumpe verwendete Materialmenge verringert werden und die Größe der Pumpe kann reduziert werden.
Es ist am bevorzugtesten, das Außengehäuse aus Metallblech herzustellen und das Verbindungsrohr mit dem Außengehäuse zu verschweißen. Das aus Metallblech bestehende Außengehäuse besitzt hinreichend mechanische Festigkeit, ist aber nicht starr genug und hat die Tendenz während des Betriebs der Pumpe zu vibrieren oder zu schwingen. Da jedoch das Verbindungsrohr das Außengehäuse angeschweißt ist, ist das Außengehäuse starr genug durch das angeschweißte Verbindungsrohr und es wird eine unerwünschte Schwingung beim Betrieb der Pumpe verhindert. Da Verbindungslöcher, die mit dem Verbindungsrohr verbunden werden müssen, leicht in dem Außengehäuse ausgeformt werden können und da das Verbindungsrohr leicht mit dem Außengehäuse verschweißt werden kann, kann das Außengehäuse in effizienter Weise hergestellt werden.
In dem Fall, wo die Laufräder Laufräder der vorhergehenden und Laufräder der darauffolgenden Stufe umfassen und das Verbindungsrohr zur Führung des Strömungsmittels von der vorhergehenden Laufradstufe zur darauffolgenden Laufradstufe angeordnet ist, kann die Pumpe als eine ausgeglichene Mehrstufenpumpe konstruiert werden.
Wenn die Laufräder ein Laufrad zur Erzeugung einer entgegengesetzten Axialschubkraft umfassen, dann kann, die gesamte durch die Pumpe erzeuge Schubkraft reduziert werden.
Der gekapselte Motor weist eine Welle auf und einen Rotor angebracht auf der Welle und drehbar angeordnet in einem Stator. Die Laufräder weisen ein Laufrad angebracht an einem Ende der Welle auf und besitzen einen Saugmund der sich in einer ersten Richtung öffnet, und ein weiteres Laufrad ist an einem entgegengesetzten Ende der Welle angeordnet und besitzt einen Saugmund der sich in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung öffnet. Da die Laufräder an den entgegengesetzten axialen Endteilen der Welle verteilt sind, wird die Anzahl der an einem Axialende der Welle angeordneten Laufräder reduziert. Daher wird der Überhang der Welle von jeder der Lageranordnungen zu dem entsprechenden Axialende reduziert und die Pumpe besitzt eine vergrößerte mechanische Stabilität.
Da die Pumpe den gekapselten Motor umfasst, erfordert sie keine Wellendichtvorrichtungen und verhindert dass Strömungsmittel aus dem Außengehäuse herausleckt, selbst dann, wenn ein hoher Druck in dem Außengehäuse während des Betriebs der Mehrstufenpumpe entwickelt wird.
Die Laufräder sind ferner derart angeordnet, dass der durch sämtliche Laufräder entwickelte Gesamtabgabedruck nicht direkt an die Kapsel des gekapselten Motors angelegt wird. Der Druckwiderstand des gekapselten Motors hängt grob gesagt von der mechanischen Festigkeit der Kapsel ab. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird der Abgabedruck von dem Endstufenlaufrad, d. h. der gesamte Abgabedruck von sämtlichen Laufrädern nicht an die Kapsel angelegt. In den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 wird der durch nur zwei der Laufräder entwickelte Abgabedruck an die Kapsel angelegt. In dem Ausführungsbeispiel gemäss 4 wird der Abgabedruck irgendeines der Laufräder nicht an die Kapsel angelegt. Da die Laufräder so angeordnet sind, dass verhindert wird, dass die Kapsel einem unerwünscht hohen Strömungsmitteldruck ausgesetzt wird, kann der gekapselte Motor einen relativ niedrigen Druckwiderstand besitzen und die Pumpe kann selbst dann betrieben werden, wenn sie einen hohen Strömungsmitteldruck entwickelt.
Ferner sind zwei einzelne Voluten assoziiert mit den entsprechenden Laufrädern vorgesehen, und zwar mit entgegengesetzt gerichteten Saugmündern und ferner 180° beabstandet voneinander um die Welle herum, um so Radialbelastungen – entwickelt durch das von den Laufrädern abgegebene Strömungsmittel – auszulöschen. Die einzelnen Voluten werden deshalb verwendet, weil sie effektiv das Strömungsmittel ungestört, d. h. glatt, in das Verbindungsrohr und ein Abgaberohr leiten, wobei diese 180° voneinander beabstandet sind, anders als die Führungsschaufeln die zur Führung des Strömungsmittels verwendet würden.
Wenn die zwei einzelnen Voluten integral miteinander als eine einheitliche Komponente ausgeformt sind, dann sind sie genau 180° voneinander beabstandet, um die Entwicklung von Radialbelastungen zu verhindern, die andernfalls die Tendenz besäßen dann aufzutreten, wenn die einzelnen Voluten nicht genau in einer 180° beabstandeten Beziehung positioniert sind. Eine Wellendichtung ist in einem Axialloch definiert durch die einzelnen Voluten positioniert und sieht eine kompakte Abdichtungsstruktur vor, die effektiv ist das Lecken von Strömungsmittel zu verhindern.
Gemäss der Erfindung kann eine Pumpe einen Mehrfachstufenpumpabschnitt eines Einzelsaugtyps besitzen und eine Vielzahl von Laufrädern, die mindestens ein Laufrad umfassen, dessen Saugmund sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung öffnet, in der die Saugmünder der anderen Laufräder sich öffnen. Wenn die Anzahl der Laufräder, deren Saugmünder sich in der gleichen Richtung öffnen, einfach erhöht würde, dann würden die Axialschubkräfte auch proportional zur Anzahl der Laufräder erhöht. Daher sollte die Kapazität der Schublager im Hinblick auf die Maximalzahl der Laufräder die eingebaut werden können bestimmt werden.
Die Axialschubkräfte können auf verschiedenen Wegen reduziert werden, um ein Ausgleichsloch vorzusehen. Zum Auslöschen der Axialschubkräfte selbst ist es am effektivsten Laufräder vorzusehen, deren Saugmünder sich in unterschiedlichen Richtungen öffnen. Bisher war keine ausgeglichene Mehrfachstufenpumpe aufgebaut in der Form einer Vollumfangsströmungspumpe verfügbar.
Die Vollumfangsströmungspumpe ist geeignet zur Verwendung als eine Pumpe kleiner Größe die mit einer hohen Drehzahl von mindestens 4000 Umdrehungen pro Minute läuft, und zwar durch die Verwendung eines Frequenzumwandlers oder dergleichen. Geräusche und Vibrationen werden durch die Pumpe dann erzeugt, wenn sie bei einer derartig hohen Drehzahl betrieben wird und die Absorption und Dämpfung kann erfolgen durch ein Strömungsmittel welches durch die Pumpe verarbeitet wird.
Die Konstruktionsspezifikationen der Schublager werden durch einen PV-Wert bestimmt, d. h. (Gleitoberflächendruck) × (Gleitgeschwindigkeit). Bei Drehung mit hoher Geschwindigkeit muss der Gleitoberflächendruck abgesenkt werden da die Gleitgeschwindigkeit hoch ist, d. h. die axialen Schubkräfte müssen reduziert werden. Daher ist es außerordentlich signifikant eine ausgeglichene Mehrstufenpumpe in der Form einer Vollumfangsströmungspumpe zu konstruieren.
Wenn der Motor einen zylindrischen Außenmotorrahmen aus Metallblech verwendet, dann hat der zylindrischen Außenmotorrahmen die Tendenz Beanspruchungen nach Innen zu übertragen, wenn unregelmäßige Drücke an seine Außenoberfläche angelegt werden. Infolge dessen kann es bevorzugt sein, einen Ringraum zu definieren, und zwar zwischen dem zylindrischen Außenmotorrahmen und dem Außengehäuse um einen gleichförmigen Druck in dem Ringraum aufrecht zu erhalten.
In dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe derart angeordnet, dass im wesentlichen identische Strömungsmitteldrücke an entgegengesetzten Axialenden des Rotors des gekapselten Motors entwickelt werden. Wenn an den entgegengesetzten Axialenden des Rotors unterschiedliche Drücke entwickelt würden, dann würde eine Axialschubkraft infolge der Differenz zwischen den Drücken, die an entgegengesetzten Axialenden des Rotors wirken, erzeugt werden und somit die Effektivität der ausgeglichenen Multi- oder Mehrfachsstufenpumpe verschlechtern.
Das Innengehäuse angeordnet im Außengehäuse der Pumpe, die als eine Vollumfangsströmungspumpe konstruiert ist, und das Laufrad aufnimmt hat einen Saugdurchlass zum Leiten des Strömungsmittels zum Saugmund des Laufrades. Der Abgabedurchlass definiert zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse dient zur Führung des Strömungsmittels um. die Strömung abgegeben vom Laufrad zur Außenseite des Außengehäuses abzugeben. Dieses Strömungsmitteldurchlassarrangement ergibt eine Struktur oder einen Aufbau zum Ausgleich der Axialschubkräfte in der Pumpe.
Wenn eine Mehrstufenpumpe des Vollumfangsströmungseinzelsaugtyps zum Ausgleichen der axialen Schubkräfte verwendet wird, und zwar mit Laufrädern mit entsprechenden Saugmundöffnungen in entgegengesetzen Richtungen, dann ist es notwendig, dass die Pumpe einen Strömungsmitteldurchlass besitzt, der den Pumpabschnitt der vorhergehenden Stufe und den Pumpabschnitt der darauffolgenden Stufe verbindet. Ein derartiger Strömungsmitteldurchlass kann dadurch vorgehen werden, dass man ein vom vorhergehenden Pumpenabschnitt abgegebenes Strömungsmittel an den Pumpenabschnitt der darauffolgenden Stufe durch ein Rohr liefert. Ein derartiges System benötigt jedoch ein Rohr und ist relativ komplex in seinem Aufbau.
Gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt das Innengehäuse den Saugdurchlass zum Leiten des Strömungsmittels welches von der Motorseite zum Saugmund des Laufradabschnittes verläuft, der entfernt vom Motor angeordnet ist, und der Abgabedurchlass wird definiert zwischen dem Innengehäuse und dem Außenzylinder und dient zur Führung des Strömungsmittels abgegeben von dem Laufrad zu der Außenseite des Außenzylinders. Diese Strömungsmitteldurchlassanordnung gestattet dass die Pumpe leicht als eine Mehrstufenpumpe eines ausgeglichenen Einzelsaugtyps konstruiert werden kann.
Wenn eine Pumpe des Einzelsaugtyps mit hoher Geschwindigkeit oder Drehzahl betrieben wird, und zwar durch die Verwendung eines Inverters oder dergleichen, dann ist es wichtig, dass die Pumpe eine gewünschte Saugleistung aufrecht erhält. Gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt das Laufrad der ersten Stufe eine größere Konstruktionspunktströmungsrate oder -kapazität als irgendeines der anderen Laufräder. Speziell besitzt das Laufrad der ersten Stufe einen Saugmunddurchmesser der größer ist als der Saugmunddurchmesser irgendeines der anderen Laufräder, und das Laufrad der ersten Stufe besitzt Schaufeln mit einer Breite, die größer ist als die Breite der Schaufeln der anderen Laufräder. Im allgemeinen zeigt ein Vergleich zwischen Laufrädern mit identischen Außendurchmessern aber unterschiedlichen Saugmunddurchmessern dass das Laufrad mit größerem Saugmunddurchmesser eine bessere Saugperformance besitzt, als das Laufrad mit dem kleineren Saugmunddurchmesser bei dem gleichen Strömungsratenpunkt. Die Gesamtströmungsrate einer mehrstufigen Pumpe wird im wesentlichen durch ein Laufrad mit einer kleineren Strömungsrate bestimmt, und zwar vorgesehen darinnen. Es ist daher bei einer Pumpe des Einzelsaugtyps möglich, den im Betrieb bei hoher Drehzahl vorzusehen, um eine gewünschte Sauleistung aufrecht zu erhalten.
Es ist auch von Wichtigkeit für eine Pumpe die mit einer hohen Drehzahl betrieben wird die axialen Schubkräfte auzulöschen und auch die Radialbelastungen auszugleichen. Wenn die Pumpe bei einer hohen Drehzahl betrieben wird, während die Lager der Pumpe Radialbelastungen ausgesetzt sind, dann haben die Lager die Tendenz schnell abgenutzt zu werden. Demgemäss muss die Pumpe von einer solchen Struktur oder einem solchen Aufbau sein, dass Radialbelastungen ausgeglichen und ausgelöscht werden können.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden solche Radialbelastungen dadurch ausgelöscht oder aufgehoben, dass man eine doppelte Volutenkonstruktion verwendet, und zwar bestehend aus Abgabevoluten assoziiert mit dem Endstufenlaufrad im Innengehäuse, und auch durch Konstruktion einer Rücklaufschaufel und einer Führungseinheit assoziiert mit den anderen Laufrädern als Voluten oder Führungsschaufeln.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft zeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Vertikalschnitt einer Pumpe gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ist ein Querschnitt längs Linie II-II der 1;
3 ist ein Vertikalschnitt einer Pumpe. gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ist ein Vertikalschnitt einer Pumpe gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 ist ein Schnitt längs Line V-V der 1;
6 ist ein Vertikalschnitt einer Pumpe gemäss einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 ist ein Vertikalschnitt einer Pumpe gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 ist ein Querschnitt längs Linie VIII-VIII der 7.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Gleiche oder einander entsprechende Teile sind mit gleichen oder einander entsprechenden Bezugszeichen in sämtlichen Ansichten bezeichnet.
Die 1 und 2 zeigen eine Pumpe gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wobei die Pumpe als eine vertikale Mehrstufenpumpe konstruiert ist.
Die vertikale Mehrstufenpumpe besitzt ein zylindrisches Pumpengehäuse 1, welches einen gekapselten Motor 6 aufnimmt, und zwar positioniert mittig darinnen. Wie in 1 gezeigt besitzt der gekapselte Motor 6 eine Hauptwelle 7, die sich vertikal erstreckt und trägt an seinem entgegengesetzten Endteil entsprechende Paare von unteren Laufrädern 8A und 8B und oberen Laufrädern 8C, 8D. Die unteren Laufräder 8A, 8B besitzen entsprechende Saugmünder die sich nach unten axial öffnen und die oberen Laufräder 8C, 8D besitzen entsprechende Saugmünder die sich nach oben axial öffnen. Die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D werden auch als erste, zweite, dritte und vierte bzw. Endstufenlaufräder bezeichnet.
Das Pumpengehäuse 1 weist einen Außenzylinder 2 aus rostfreiem Stahlblech auf, ferner ein Sauggehäuse 3 aus rostfreiem Stahlblech, und zwar verbunden mit einem unteren Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 51, 52 und ferner ist eine Abdeckung 4 aus rostfreiem Stahl vorgesehen, und zwar verbunden mit einem oberen Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 53, 54. Das Sauggehäuse 3 besitzt einen Saugmund 3A definiert in einer Seitenwand desselben und eine Saugdüse 5 ist an der Seitenwand des Sauggehäuses 3 um den Sauganschluss 3A herum befestigt und ragt radial nach außen. Eine Unterteilungswand 9 ist an dem Sauggehäuse 3 angebracht, und zwar diametral gegenüber dem unteren Ende der Hauptwelle 2 und besitzt eine Saugöffnung 9A definiert in einem mittigen Axialvorsprung davon und in Verbindung mit dem Saugmund des Laufrads 8A der ersten Stufe.
Das Sauggehäuse 3 nimmt ein Innengehäuse 10 auf, und zwar axial beabstandet von der Unterteilungswand 9 und bringt die unteren Laufräder 8A, 8B darinnen unter, die axial voneinander beabstandet sind. Das Innengehäuse 10 enthält auch darinnen ein Paar von axial beabstandeten Haltern 46 positioniert unterhalb der unteren Laufräder 8A bzw. 8B, und zwar haltend entsprechende Auskleidungsringe 45 angeordnet um die entsprechenden Saugmünder der unteren Laufräder 8A, 8B herum, wobei eine Rückführschaufel 47 axial zwischen dem Laufrad 8B und dem oberen Halter 46 angeordnet unterhalb des Laufrads 8B angeordnet ist, und zwar zur Führung eines Strömungsmittels abgegeben von dem Laufrad 8A der ersten Stufe nach oben zu dem Laufrad 8B der zweiten Stufe; ferner ist eine Führungseinheit 48 oberhalb des oberen Halters 46 positioniert und erstreckt sich um den Impeller bzw. das Laufrad 8B herum, und zwar zur Führung eines Strömungsmittels abgegeben radial nach außen von dem Laufrad 8B der zweiten Stufe zur Strömung axial nach oben.
Der gekapselte Motor 6 weist einen Stator 13 auf, einen zylindrischen Außenmotorrahmen 14 der über den Stator 13 gepasst ist, ein Paar von axial beabstandeten Seitenrahmenplatten 15, 16 jeweils angeschweißt an die axial entgegengesetzt liegenden offenen Enden des Außenmotorrahmens 14 und ferner ist eine zylindrische Kapsel 17 in den Stator 13 eingepasst und besitzt entgegengesetzt liegende Axialenden angeschweißt an die Seitenrahmenplatten 15, 16. Der gekapselte Motor 6 besitzt auch einen Rotor 18 drehbar untergebracht in einer Rotorkammer definiert in der Kapsel, und zwar in Radialausrichtung mit dem Stator 13, und ferner durch Schrumpfpassung angebracht an der Hauptwelle 7. Der Außenmotorrahmen 14 ist fest in einer beabstandeten Beziehung radial nach innen gegenüber dem Außenzylinder 2 getragen, und zwar mit einem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40, der dazwischen definiert ist.
Die Seitenrahmenplatte 16 besitzt eine Vielzahl von Rippen 16a die sich axial nach oben erstrecken und ferner ist eine radiale Unterteilungswand 50 an oberen Enden der Rippen 16a getragen, und zwar um die Hauptwelle 7 herum. Die Unterteilungswand 50 besitzt ein Dichtglied 89 an dem Außenumfang davon. Die Unterteilungswand 50 besitzt eine Volute 50a die sich in einer umgebenden Beziehung zu dem Laufrad 8D der vierten oder Endstufe erstreckt, wobei dieses unterhalb des Laufrads 8C der dritten Stufe positioniert ist. Die Unterteilungswand 50 besitzt einen in ihrem oberen Ende definieren Sockel. Das Laufrad 8C der dritten Stufe ist in einem Innengehäuse 55 untergebracht, welches in einem oberen Endteil des Außenzylinders 2 positioniert ist und ein unteres Ende besitzt, und zwar eingepasst in den Sockel der Unterteilungswand 50. Die Unterteilungswand 50 trägt an ihrem inneren Ende eine Wellendichtung 58 angeordnet um die Hauptwelle 7 herum, und zwar zur Verhinderung dass Strömungsmittel entlang der Hauptwelle 7 leckt.
Das Innengehäuse 55 ist von einer im wesentlichen zylindrischen Napfform und weist eine zylindrische Wand 55a auf, und ferner eine obere Endabdeckung 55b verbunden mit einem oberen Ende der zylindrischen Wand 55a. Eine elastische Ringdichtung 56 ist angebracht an und erstreckt sich um ein unteres Ende der zylindrischen Wand 55a. Die elastische Ringdichtung 56 wird gegen eine Innenoberfläche des Außenzylinders 2 gehalten, um zu verhindern, dass ein Strömungsmittel welches durch die Pumpe verarbeitet wird aus der Abgabezone zurück in die Saugzone der Pumpe leckt. Die Abdeckung 55b besitzt eine Mittelsaugöffnung 55c darinnen definiert, und zwar in Verbindung mit dem Saugmund des Laufrades 8C der dritten Stufe.
Das Innengehäuse 55 und die Unterteilungswand 50 werden auf der Seitenrahmenplatte 16 getragen, und zwar durch einen Bolzen 57, der an der Abdeckung 4 befestigt ist und das Innengehäuse 55 axial nach unten presst. Das Innengehäuse 55 nimmt darinnen ein Paar von axial beabstandeten Haltern 46 auf, und zwar positioniert oberhalb der oberen Laufräder 8C bzw. 8D und entsprechende Auskleidungsringe 55 werden angeordnet um die entsprechenden Saugmünder der oberen Laufräder 8C, 8D herum gehalten, und eine Rückführschaufel 47 ist axial zwischen dem Laufrad 8C und dem unteren Halter 46 positioniert, der oberhalb des Laufrads 8D positioniert ist, um Strömungsmittel abgegeben vom Laufrad 8C der dritten Stufe nach unten zu dem Laufrad 8D der Endstufe zu leiten. Die Halter 46 und die Rückführschaufel 47 sind in dem Innengehäuse 55 untergebracht und sind identisch zu den Haltern 46 und der Rückführschaufel 47 angebracht im Innengehäuse 10.
Der Außenzylinder 2 besitzt ein Paar von axial beabstandeten Verbindungslöchern 2a, 2b definiert in einem oberen Teil davon. Die Verbindungslöcher 2a, 2b sind miteinander durch ein Verbindungsrohr (Verbindungsleitung) oder ein Gehäuse 60 (vgl. auch 2) verbunden, welches an eine Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 20000000000 angeschweißt ist, und zwar in einer abdeckenden Beziehung mit den Verbindungslöchern 2a, 2b. Der Außenzylinder 2 besitzt auch ein Abgabefenster 2c definiert in einem oberen Teil davon, und zwar in diametral entgegengesetzter Beziehung zu den Verbindungslöchern 2a, 2b. Das Abgabefenster 2c ist mit einem Abgaberohr oder einem Gehäuse 61 abgedeckt, welches an eine Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angeschweißt ist. Das Abgaberohr 61 erstreckt sich nach unten zu einem unteren Teil des Außenzylinders 2 und besitzt einen Abgabeanschluss 61a definiert in einem unteren Ende davon. Eine Abgabedüse 62 ist an einer unteren Seitenwand des Abgaberohrs 61 befestigt, und zwar um den Abgabeanschluss 61a herum und ragt radial nach außen.
Die Hauptwelle 7 ist drehbar durch obere und untere Lageranordnungen angeordnet in der Rotorkammer gelagert und positioniert auf entsprechenden oberen und unteren Endteilen davon. Die oberen und unteren Lageranordnungen können durch eine Strömung des Strömungsmittels geschmiert werden, welches in die Rotorkammer des gekapselten Motors 6 eingeführt wird.
Die obere Lageranordnung die dicht unterhalb der oberen Laufräder 8C, 8D positioniert ist, weist einen Lagerbügel 21 auf, der ein Radiallager 22 trägt und ein festes Schublager 23 das oberhalb und benachbart zum Radiallager 22 positioniert ist. Das Radiallager 22 besitzt eine Endstirnfläche die auch als ein festes Schubgleitglied wirkt. Die obere Lageranordnung weist auch ein drehbares Schublager 24 auf, und zwar als ein drehbares Schubgleitglied positioniert oberhalb und axial hinweisend zu dem festen Schublager 23. Das drehbare Schublager 24 ist an eine Schubscheibe 26 befestigt die an der Hauptwelle 7 angebracht ist.
Der Lagerbügel 21 wird in einen Sockel in der Seitenrahmenplatte 16 durch einen elastischen O-Ring 29 eingesetzt. Der Lagerbügel 21 ist axial an der Seitenrahmenplatte 16 gehalten, und zwar durch eine elastische Dichtung 30. Das Radiallager 22 ist gleitbar auf einer Hülse 31 angebracht, die auf der Hauptwelle 7 angebracht ist.
Die untere Lageranordnung, die dicht oberhalb der unteren Laufräder 8A, 8B positioniert ist, weist einen Lagerbügel 32 auf, der ein Radiallager 33 trägt, das gleitbar auf eine Hülse 34 angebracht ist, die auf der Hauptwelle 7 angerbacht ist. Die Hülse 34 wird axial gegen eine Scheibe 35 gehalten die an einem unteren Endteil der Hauptwelle 7 befestigt ist, und zwar durch das Laufrad 8B, die Hülse 42 und das Laufrad 8A, und zwar durch eine Schraube und Muttern 36 geschraubt über das untere Ende der Hauptwelle 7. Der Lagerbügel 32 ist in einem Sockel in der Seitenrahmenplatte 15 durch einen elastischen O-Ring 37 eingesetzt. Der Lagerbügel 32 wird axial gegen die Seitenrahmenplatte 15 gehalten.
Die Arbeitsweise der Vertikalmehrfachstufenpumpe gemäss den 1 und 2 wird nunmehr beschrieben.
Ein Strömungsmittel wird durch die Saugdüse 5 und den Sauganschluss 3a angesaugt und strömt durch die Saugöffnung 9a in die Laufräder 8A, 8B der ersten bzw. zweiten Stufe, welche der Druck des Strömungsmittels erhöhen. Das radial nach außen von dem Laufrad 8B der zweiten Stufe abgegebene Strömungsmittel wird durch die Führungseinheit 48 zur axialen Strömung nach oben geleitet. Das Strömungsmittel oder Fluid wird sodann nach oben in den ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 eingeführt, und zwar zwischen dem Außenzylinder 2 und dem zylindrischen Außenmotorrahmen 14 und das Strömungsmittel fließt sodann von dem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 durch das Verbindungsloch 2a, das Verbindungsrohr 60, das Verbindungsloch 2b in einen Raum definiert zwischen der Abdeckung 4 und dem oberen Ende des Außenzylinders 2. Sodann fließt das Strömungsmittel in die Laufräder 8C, 8D, der dritten bzw. Endstufe was den Druck des Strömungsmittels oder Fluids vergrößert. Das Fluid oder Strömungsmittel abgegeben von dem Laufrad 8D der Endstufe wird durch die Volute 50a geführt und durch das Abgabefenster 2c radial nach außen in das Abgaberohr 61 abgegeben. Sodann fließt das Strömungsmittel axial nach unten in das Abgaberohr 61 und wird durch den Abgabeanschluss 61a abgegeben und sodann durch die Düse 62 aus der Pumpe heraus abgegeben.
Gemäss dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsrohr bzw. die Verbindungsleitung 60 an die Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angeschweißt und führt das durch die Laufräder 8A, 8B unter Druck gesetzte Strömungsmittel zur Strömung aus dem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 heraus in den Außenraum im Außenzylinder 2 von wo aus das Strömungsmittel in die Laufräder 8C, 8D eingeführt wird. Dieser Aufbau gestattet, dass die vertikale Mehrstufenpumpe als eine ausgeglichenen Mehrstufenpumpe konstruiert sein kann.
Das Pumpengehäuse 1 weist ein Außengehäuse auf, welches ein erstes Außengehäuseglied aufweist, und zwar aufgebaut aus dem Außenzylinder 2 der den ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 zwischen sich selbst und dem Außenmotorrahmen 14 definiert und ferner mit einem zweiten Außengehäuseglied bestehend aus dem Sauggehäuse 3 oder der Abdeckung 4 die angebracht ist auf mindestens einem der Axialenden des Außenzylinders 2. Das Pumpengehäuse 1 dieser Konstruktion gestattet dass die vertikale Mehrstufenpumpe als eine Vollumfangspumpe konstruiert ist, und zwar mit einem außerordentlich geräuscharmen Betrieb und wobei das Geräusch noch weiter dann reduziert wird, wenn der Betrieb bei hoher Geschwindigkeit oder Drehzahl erfolgt, und zwar durch die Verwendung eines Frequenzumwandlers oder dergleichen. Abhängig von den Rohrleitungen verbunden mit der Pumpe, kann das Verbindungsrohr 60 entweder an dem ersten oder aber dem zweiten Außengehäusegliedern befestigt sein, wobei geringfügige Modifikationen darinnen möglich sind, um das Verbindungsrohr 60 anzubringen. Demgemäss kann die Pumpe für unterschiedliche Bedingungen oder Zustände angepasst werden, wo die Verwendung erfolgen soll.
Das Verbindungsrohr 60 ist an der Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angebracht. Der Außenzylinder 2 ist im allgemeinen derart aufgebaut, dass seine äußeren und inneren Oberflächen aus dem gleichen Material hergestellt sind. Da kein Problem dann entsteht, wenn Strömungsmittel verarbeitet durch die Pumpe in Kontakt mit Außenoberfläche des Außenzylinders 2 und auch der Innenoberfläche davon gebracht wird, dient die Außenoberfläche des Außenzylinders 2 als ein Teil eines Strömungsmitteldurchlasses definiert durch das Verbindungsrohr 60. Infolge dessen kann Materialmenge verwendet zur Herstellung der Pumpenkapsel oder der Pumpenumschließung gespart werden und die Pumpe kann in der Größe reduziert werden.
Es ist am meisten zu bevorzugen, dass der Außenzylinder 2 aus Metallblech hergestellt wird und dass das Verbindungsrohr 60 mit dem Außenzylinder 2 verschweißt wird. Der Außenzylinder 2 aus Metallblech hat eine hinreichende mechanische Festigkeit, ist aber nicht starr genug, und hat somit die Tendenz während des Betriebs der Pumpe zu schwingen. Da jedoch das Verbindungsrohr 60 mit dem Außenzylinder 2 verschweißt ist, ist der Außenzylinder 2 starr genug durch das angeschweißte Verbindungsrohr 60 gemacht und es wird verhindert, dass eine unerwünschte Schwingung auftritt, wenn die Pumpe betrieben wird. Da die Verbindungslöcher 2a, 2b leicht in dem Außenzylinder 2 ausgeformt werden können, und da das Verbindungsrohr 60 einfach an den Außenzylinder 2 angeschweißt werden kann, kann das Pumpengehäuse 2 in effizienter Weise hergestellt werden.
Die vertikale Mehrfachstufenpumpe kann als eine ausbalancierte oder Gleichgewichtsmehrstufenpumpe hergestellt werden, und zwar einfach dadurch, dass man das Verbindungsrohr 60 einbaut welches das Strömungsmittel von den Niedrigstufenlaufrädern 8A, 8B zu den oberen Stufenlaufrädern 8C, 8D leitet.
Das untere Paar von Laufrädern 8A, 8B und das obere Paar von Laufrädern 8C, 8D sind derart angeordnet, dass entgegengesetzt gerichtete axiale Schubkräfte jeweils erzeugt werden. Da entgegengesetzt gerichtete axiale Schubkräfte jeweils erzeugt werden durch das untere Paar von Laufrädern 8A, 8B bzw. das obere Paar von Laufrädern 8C, 8D, wird die gesamte axiale Schubkraft entwickelt in der Pumpe reduziert.
Ferner haben das untere Paar von Laufrädern 8A, 8B und das obere Paar von Laufrädern 8C, 8D die jeweils auf entgegengesetzten axialen Endteilen der Hauptwelle 7 angebracht sind entgegengesetzt gerichtete Saugmünder. Da die Laufräder auf den entgegengesetzten axialen Endteilen der Hauptwelle 7 verteilt sind, wird die Anzahl der Laufräder angebracht auf einem Axialende der Hauptwelle 7 reduziert verglichen mit einem anderen Ausführungsbeispiel welches in 4 gezeigt wird (und später beschrieben wird). Daher wird der Überhang der Hauptwelle 7 von jeder der Lageranordnungen zu dem entsprechenden Axialende vermindert und die Pumpe hat eine erhöhte mechanische Stabilität.
Da die Pumpe den gekapselten Motor 6 einschließt, erfordert sie keine Wellendichtungsvorrichtung und verhindert, das Strömungsmittel aus dem Pumpengehäuse 1 heraus leckt selbst dann, wenn ein hoher Druck in dem Pumpengehäuse 1 während des Betriebs der Mehrstufenpumpe entwickelt wird.
Die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D sind derart angeordnet, dass der gesamte Abgabedruck entwickelt durch sämtliche Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D nicht direkt an die zylindrische Kapsel 17 des Kapselmotors 6 angelegt wird. Der Druckwiderstands des gekapselten Motors 6 hängt grob gesagt von der mechanischen Festigkeit der Kapsel 17 ab. In dem ersten in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der durch nur zwei der Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D entwickelte Abgabedruck an die Kapsel 17 angelegt. Da die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D derart angeordnet sind, dass verhindert wird, dass die Kapsel 17 irgendeinem unzulässig hohen Strömungsmitteldruck ausgesetzt wird, kann der gekapselte Motor 6 einen relativ niedrigen Druckwiderstand aufweisen, und kann die Pumpe selbst dann betreiben, wenn ein hoher Strömungsmitteldruck entwickelt wird.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Pumpe derart angeordnet, dass im Wesentlichen identische Strömungsmitteldrücke an den entgegengesetzten Axialenden des Rotors 18 des gekapselten Motors 6 erzeugt werden. Wenn unterschiedliche Drücke an den entgegengesetzten Axialenden des Rotors 18 entwickelt würden, so würde eine axiale Schubkraft erzeugt, die infolge der Differenz zwischen den Drücken auf die entgegengesetzten Axialenden des Rotors 18 einwirken würde, was die Effektivität der ausgeglichenen Multistufenpumpe verschlechtern würde, Die Pumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat jedoch dieses Problem nicht.
3 zeigt eine Pumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Pumpe ist als eine untertauchbare Mehrstufenpumpe ausgebildet. Diejenigen Teile gemäß 3, die identisch zu denjenigen der 1 sind, werden mit identischen Bezugszeichen versehen und werden hier nicht im Einzelnen beschrieben.
Die mehrstufige Tauchpumpe weist ein zylindrisches Pumpengehäuse 1 auf, und zwar mit einem gekapselten Motor 6, mittig darinnen positioniert. Der gekapselte Motor 6 besitzt eine Hauptwelle 7, die sich vertikal erstreckt und trägt auf ihren entgegengesetzten Endteilen entsprechende Paare von unteren Laufrädern 8A, 8B bzw. oberen Laufrädern 8C, 8D. Die unteren Laufräder 8A, 8B besitzen entsprechende Saugmünder, die axial nach unten geöffnet sind und die oberen Laufräder 8C, 8D besitzen entsprechende Saugmünder, die sich axial nach oben öffnen.
Das Pumpengehäuse 1 weist einen Außenzylinder 2 aus rostfreiem Stahl auf, ferner ein Sauggehäuse 3A aus rostfreiem Stahlblech, und zwar verbunden mit einem unteren Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 51, 52, und ferner ist ein Abgabegehäuse 4A aus rostfreiem Stahlblech vorgesehen, und zwar verbunden mit einem oberen Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 53, 54. Das Sauggehäuse 3A besitzt einen in einer Seitenwand desselben definierten Sieb 3s. Das Abgabegehäuse 4A besitzt einen Abgabeanschluss 4a, und zwar definiert axial mittig darinnen. Das Abgabegehäuse 4A besitzt auch ein Paar von axial beabstandeten Verbindungslöchern 4b, 4c, definiert in einem oberen Teil davon. Die Verbindungslöcher 4b, 4c sind miteinander durch ein Verbindungsrohr bzw. eine Verbindungsleitung 60A verbunden, welches an eine Außenumfangsoberfläche des Abgabegehäuses 4A in einer abdeckenden Beziehung mit den Verbindungslöchern 4b, 4c angeschweißt ist. Das Abgabegehäuse 4A besitzt auch ein weiteres Paar von axial beabstandeten Verbindungslöchern 4d, 4e, und zwar definiert in einem oberen Teil davon in diametral entgegengesetzter Beziehung mit den Verbindungslöchern 4b, 4c. Die Verbindungslöcher 4d, 4e sind miteinander durch eine Verbindungsleiter in einer Verbindungsröhre bzw. Verbindungsgehäuse 60B verbunden, welches an einer Außenumfangsoberfläche des Abgabegehäuses 4A in einer abdeckenden Beziehung zu den Verbindungslöchern 4d, 4e angeschweißt ist. Eine Unterteilungswand 66 mit einer Ringdichtung 65 wird an ihrer Außenumfangskante getragen und ist fest in dem Abgabegehäuse 4A angeordnet, und zwar diametral über das obere Ende der Hauptwelle 7. Andere bauliche Details der Pumpe gemäß 3 sind die Gleichen wie diejenigen der Pumpe gemäß den 1 und 2.
Die mehrstufige Tauchpumpe mit der oben beschriebenen Struktur arbeitet wie folgt:
Ein Strömungsmittel oder Fluid, welches durch das Sieb 3s angesaugt wird, fließt durch die Saugöffnung 9a in die erst- und zweistufigen Laufräder 8A, 8B, wodurch der Druck des Strömungsmittels vergrößert wird. Das radial nach außen von dem Laufrad 8B der zweiten Stufe abgegebene Strömungsmittel wird durch die Führungseinheit 48 geführt, um axial nach oben zu strömen. Sodann wird das Strömungsmittel nach oben in den Ringströmungsmitteldurchlass 40 eingegeben, und zwar zwischen dem Außenzylinder 2 und dem zylindrischen Außenmotorrahmen 14, und sodann fließt das Strömungsmittel von dem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 durch das Verbindungsloch 4b, die Verbindungsleitung bzw. das Verbindungsrohr 60A, das Verbindungsloch 4c in einen Raum, definiert zwischen der Unterteilungswand 66 und dem Innengehäuse 55. Sodann strömt das Strömungsmittel in die Laufräder 8C, 8D der dritten und letzten Stufe, wobei der Druck des Strömungsmittels erhöht wird. Das Strömungsmittel, welches von dem Laufrad 8D der Endstufe abgegeben wird, wird durch die Volute 50a geführt, und fließt durch das Verbindungsloch 4d, die Verbindungsleitung 60B, das Verbindungsloch 4e in einen zwischen dem Abgabegehäuse 4A und der Unterteilungswand 66 definierten Raum. Sodann wird das Strömungsmittel durch den Abgabeanschluss 4a des Abgabegehäuses 4A aus der Pumpe abgegeben.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden die an die Außenumfangsoberflächen des Abgabegehäuses angeschweißten Verbindungsrohre 60A, 60B ein Außengehäuse, welches das durch die Laufräder 8A, 8B unter Druck gesetzte Strömungsmittel zur Strömung von dem Ringströmungsmitteldurchlass 40 in die Laufräder 8C, 8D führt, und ferner das von dem Laufrad 8D der Endstufe abgegebene Strömungsmittel zur Strömung in den Abgabeanschluss 4a des Abgabegehäuses 4A führt. Dieser Aufbau gestattet, dass die mehrstufige Tauchpumpe als eine ausgeglichene mehrstufige Pumpe konstruiert wird. Andere Vorteile der mehrstufigen Tauchpumpe gemäß 3 sind die Gleichen wie diejenigen, der in den 1 und 2 gezeigten Pumpe.
Die 4 und 5 zeigen einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar ist die Pumpe als eine vertikale mehrstufige Pumpe aufgebaut. Diejenigen Teile gemäß 4, die identisch zu denjenigen der 1 sind, sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht im Einzelnen beschrieben.
Die vertikale mehrstufige Pumpe besitzt ein zylindrisches Pumpengehäuse 1, welches mittig darinnen einen gekapselten Motor 6 unterbringt. Wie in 4 gezeigt, weist der gekapselte Motor 6 eine Hauptwelle 7 auf, die sich vertikal erstreckt und an ihrem oberen Endteil ein Paar von unteren Laufrädern 8A, 8B trägt, und ferner ein Paar von oberen Laufrädern 8C, 8D. Die unteren Laufräder 8A, 8B besitzen entsprechende Saugmünder, die axial nach unten offen sind, und die oberen Laufräder 8C, 8D besitzen entsprechende Saugmünder, die axial nach oben offen sind.
Das Pumpengehäuse 1 weist einen Außenzylinder 2 aus rostfreiem Stahl auf, ferner eine Abdeckung 3B aus rostfreiem Metallblech, verbunden mit einem unteren Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 51, 52 und ferner ist eine Abdeckung 4B aus rostfreiem Stahlblech vorgesehen, und zwar verbunden mit einem oberen Ende des Außenzylinders 2 durch Flansch 53, 54. Der Außenzylinder 2 besitzt einen Ansauganschluss 2d, definiert an einer unteren Seitenwand davon und ferner ist eine Saugdüse 5 an der Seitenwand des Außenzylinders 2 befestigt, und zwar um den Sauganschluss 2d herum und ragt radial nach außen.
Der Außenzylinder 2 besitzt ein Paar von axial beabstandeten Verbindungslöchern 2a, 2b, definiert in einem oberen Teil davon. Die Verbindungslöcher 2a, 2b sind miteinander durch ein Verbindungsrohr oder eine Verbindungsleitung oder ein Verbindungsgehäuse 60C (vgl. auch 5) verbunden, welches an die Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angeschweißt ist und zwar in einer abdeckenden Beziehung gegenüber den Verbindungslöchern 2a, 2b. Der Außenzylinder 2 besitzt auch ein Abgabefenster 2c, und zwar definiert in einem oberen Teil davon in diametral entgegengesetzter Beziehung mit den Verbindungslöchern 2a, 2b. Das Abgabefenster 2c ist mit einem Abgaberohr oder einer Abgabeleitung bzw. einem Abgasegehäuse 61 abgedeckt, welches an eine Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angeschweißt ist. Die Abgabeleitung 61 erstreckt sich nach unten zu einem unteren Teil des Außenzylinders 2 und besitzt einen Abgabeanschluss 61a, definiert in einem unteren Ende davon. Die Abgabedüse 62 ist an einer unteren Seitenwand des Abgaberohrs oder der Abgabeleitung 61 befestigt und zwar um den Abgabeanschluss 61a herum und ragt radial nach außen.
Eine Unterteilungswand 67 ist zwischen dem Laufrad 8B der zweiten Stufe und dem Laufrad 8D der vierten Stufe angeordnet. Wie in den 4 und 5 gezeigt, besitzt die Unterteilungswand 67 eine einzige Volute 67a, und zwar dargestellt mit ausgezogenen Linien in 5, wobei diese nach oben zu dem Impeller 8D der vierten Stufe ragt, und ferner ist eine einzige Volute 67b, durch die gestrichelten Linien in 5 gezeigt, vorgesehen, und ragt nach unten zu dem Laufrad 8B der zweiten Stufe. Die Voluten 67a, 67b besitzen entsprechende Enden, wo sie die Windung beginnen und/oder stoppen, wobei diese im Wesentlichen diametral entgegengesetzt angeordnet sind, d. h. im Wesentlichen 180° voneinander beabstandet. Die Unterteilungswand 67 zeigt an ihrem inneren Ende eine Wellendichtung 58, angeordnet um die Hauptwelle 7 herum, um zu verhindern, dass Strömungsmittel entlang der Hauptwelle 7 leckt.
Die Seitenrahmenplatte 16 besitzt eine Vielzahl von Rippen 16a, die sich axial nach oben erstrecken und ferner ist ein zylindrisches Innengehäuse 69 vorgesehen, welches das Laufrad 8A der ersten Stufe enthält und hält ferner eine Dichtung 68, getragen an den oberen Enden der Rippen 16a um die Hauptwelle 7 herum. Ein Innengehäuse 70 enthält das dritte Laufrad 8C und wird an einem oberen Ende der Unterteilungswand 67 gehalten. Das Innengehäuse 70 besitzt eine im Wesentlichen zylindrische napfförmige Gestalt und weist eine zylindrische Wand 70a auf und ferner eine obere Endabdeckung 70c, verbunden mit einem oberen Ende der zylindrischen Wand 70a. Eine elastische Ringdichtung 71 ist am unteren Ende der zylindrischen Wand 70a befestigt und erstreckt sich daherum. Die elastische Ringdichtung 71 wird gegen eine Innenoberfläche des Außenzylinders 2 gehalten. Die Abdeckung 70b besitzt eine mittige Saugöffnung 70c, definiert darinnen, und zwar in Verbindung mit dem Saugmund des Laufrades 8C der dritten Stufe.
Auskleidungsringe 45 sind um die Saugmünder der Laufräder 8A, 8B, 8C bzw. 8D angeordnet und werden durch entsprechende Halter 46, angeordnet in den Innengehäusen 69, 70, gehalten. Rückführschaufeln 47 sind stromabwärts von den Laufrädern 8A bzw. 8C der ersten bzw. dritten Stufe angeordnet. Andere bauliche Details der Pumpe gemäß den 4 und 5 sind die Gleichen wie diejenigen der Pumpe gemäß den 1 und 2.
Der Betrieb der vertikalen Mehrstufenpumpe gemäß den 4 und 5 wird nunmehr beschrieben.
Ein durch die Saugdüse 5 und den Sauganschluss 2d angesaugtes Strömungsmittel oder Fluid fließt durch den ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 und fließt sodann durch einen Raum zwischen der Seitenrahmenplatte 16 und dem Halter 46 in das Laufrad 8A der ersten Stufe. Das Strömungsmittel, welches durch die Laufräder 8A, 8B der ersten und zweiten Stufe unter Druck gesetzt ist, wird durch die Volute 67b geführt und zwar zur Strömung durch das Verbindungsloch 2a, die Verbindungsleitung 60C, das Verbindungsloch 2b und zwar geschieht die Führung in einen Raum, definiert zwischen der Abdeckung 4B und dem Gehäuse 70. Sodann strömt das Strömungsmittel in die Laufräder 8C, 8D der dritten und Endstufe, wobei dort der Druck des Strömungsmittels erhöht wird. Das Strömungsmittel, welches durch das Laufrad 8D der Endstufe abgegeben wird, wird durch die Volute 67a geführt, und durch das Abgabefenster 2c radial nach außen in das Abgaberohr 61 abgegeben. Sodann fließt das Strömungsmittel axial nach unten in das Abgaberohr 61 und wird durch den Abgabeanschluss 61a abgegeben sodann durch die Düse 62 aus der Pumpe herausgeführt.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsrohr 60C an die Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angeschweißt und führt durch die Laufräder 8A, 8B unter Druck gesetztes Strömungsmittel von dem Ringströmungsmitteldurchlass 40 in den anderen Raum im Außenzylinder 2, von wo aus das Strömungsmittel in die Laufräder 8C, 8D eingegeben wird. Diese Struktur gestattet, dass die mehrstufige Vertikalpumpe als eine ausgeglichene Mehrstufenpumpe aufgebaut ist. Da die Kapsel 17 nicht dem Abgabedruck irgendeines der Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D ausgesetzt ist, kann der gekapselte Motor 6 mit relativ niedrigem Druckwiderstand ausgebildet sein und die Pumpe kann selbst dann betrieben werden, wenn sie einen hohen Strömungsmitteldruck entwickelt.
Ferner sind die einzelnen Voluten 67a, 67b mit den entsprechenden Laufräder 8B, 8D assoziiert, die entgegengesetzt gerichtete Saugmünder besitzen, und sie sind 180° voneinander um die Hauptwelle 7 beabstandet, um Radialbelastungen auszulöschen, die durch das Strömungsmittel erzeugt werden, welches von den Laufrädern 8B, 8D abgegeben wird. Die einzelnen Voluten 67a, 67b führen in effektiver Weise das Strömungsmittel glatter in das Verbindungsrohr 60 und das Abgaberohr 61, die um 180° voneinander beabstandet sind, als dies für Führungsschaufeln der Fall wäre, die zur Führung des Strömungsmittels verwendet würden.
Wenn die einzelnen Voluten 67a, 67b integral miteinander als eine einteilige Komponente durch die Unterteilungswand 67 ausgebildet sind, dann sind sie genau 180° voneinander beabstandet, um radiale Lastkräfte zu verhindern, die andernfalls entwickelt würden, wenn die einzelnen Voluten 67a, 67b nicht genau in einer 180° beabstandeten Beziehung angeordnet würden. Die Wellendichtung 58 ist einem Axialloch definiert in der Unterteilungswand 67 positioniert und erstreckt sich axial durch die einzelnen Voluten 67a, 67b. Die Wellendichtung 58, die auf diese Weise positioniert ist, sieht eine kompakte Dichtungsstruktur vor, die in effektiver Weise verhindert, dass Strömungsmittel herausleckt. Die anderen Vorteile der Pumpe gemäß den 4 und 5 sind die gleichen wie diejenigen der Pumpe gemäß den 1 und 2.
6 zeigt eine Pumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Pumpe ist als eine mehrstufige Pumpe der Einzelsaugbauart aufgebaut. Diejenigen Teile in 6, die identisch zu denjenigen der 1 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr im Einzelnen beschrieben.
Die mehrstufige Pumpe der Einzelsaugbauart weist ein zylindrisches Pumpengehäuse 1 auf, in dem ein gekapselter Motor 6 mittig darin untergebracht ist. Der gekapselte Motor 6 besitzt eine sich vertikal erstreckende Hauptwelle 7 und trägt an einem unteren Endteil davon ein Paar von unteren Laufrädern 8A, 8B und ein Paar von oberen Laufrädern 8C, 8D. Die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D besitzen entsprechende Saugmünder, die axial nach unten offen sind.
Das Pumpengehäuse 1 weist einen Außenzylinder 2 aus rostfreiem Stahl auf, ferner ein Sauggehäuse 3 aus rostfreier Stahlverbindung, verbunden mit einem unteren Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 51, 52 und ferner ist eine Abdeckung 4 aus rostfreiem Stahl vorgesehen, und zwar verbunden mit einem oberen Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 53, 54. Das Sauggehäuse 3 besitzt einen Ansauganschluss 3a, definiert in einer Seitenwand davon und ferner eine Saugdüse 5, befestigt an der Seitenwand des Sauggehäuses 3, um den Sauganschluss 3a herum und radial nach außen ragend. Eine Unterteilungswand 9 ist fest im Sauggehäuse 3 diametral gegenüber dem unteren Ende der Hauptwelle 7 befestigt und besitzt eine Saugöffnung 9a, definiert in einem mittleren Axialvorsprung davon, und zwar in Verbindung mit dem Saugmund des Laufrads 8 der ersten Stufe.
Das Sauggehäuse 3 und ein unterer Teil des Außenzylinders 2 bringen gemeinsam ein Innengehäuse 10A unter, und zwar axial beabstandet von der Unterteilungswand 9 und die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D sind darin untergebracht, die axial voneinander beabstandet sind. Das Innengehäuse 10A enthält darinnen auch eine Vielzahl von axial beabstandeten Haltern 46, positioniert unterhalb der entsprechenden Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D und entsprechende Auskleidungsringe 45 werden gehalten, und zwar angeordnet um entsprechende Saugmünder der Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D herum, wobei eine Vielzahl von Rückführschaufeln 47 axial zwischen den Laufrädern 8A, 8B, 8C, 8D positioniert ist, und zwar zur Führung eines von den Laufrädern der vorhergehenden Stufe abgegebenen Strömungsmittels nach oben zu den Laufrädern der darauffolgenden Stufe, wobei ferner schließlich eine Führungseinheit 48 oberhalb der Halters 46, unterhalb des Laufrads 8D der letzten Stufe angeordnet ist, und sich um das Laufrad 8D erstreckt um ein Strömungsmittel zu führen, welches radial nach außen von dem Laufrad 8D der letzten Stufe abgegeben ist und zwar zur Strömung axial nach oben.
Der Außenzylinder 2 besitzt eine Vielzahl von axial beabstandeten Verbindungslöchern 2a, definiert in einem oberen Teil davon und ferner eine Vielzahl von axial beabstandeten Verbindungslöchern 2b definiert in einem unteren Teil davon. Die Verbindungslöcher 2a, 2b sind miteinander durch eine Verbindungsleitung oder ein Verbindungsrohr 60D verbunden, welches an einer Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 in einer Abdeckbeziehung gegenüber den Verbindungslöchern 2a, 2b angeschweißt ist. Andere bauliche Einzelheiten der in 6 gezeigten Pumpe sind die gleichen wie diejenigen der Pumpe gemäß den 1 und 2.
Die mehrstufige Pumpe des Einzelsaugtyps des obigen Aufbaus arbeitet wie folgt:
Strömungsmittel, welches durch die Saugdüse 5 und den Sauganschluss 3a angesaugt wird, fließt durch die Saugöffnung 9a in die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D, wobei der Druck des Strömungsmittels erhöht wird. Das radial nach außen von dem 8D der letzten Stufe abgegebene Strömungsmittel wird durch die Führungseinheit 48 zur Strömung axial nach oben geführt. Sodann wird das Strömungsmittel nach oben in den Ringströmungsmitteldurchlass 40 eingeführt, der zwischen dem Außenzylinder 2 und dem zylindrischen Außenmotorrahmen 14 vorgesehen ist, und sodann fließt das Strömungsmittel aus dem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 durch das Verbindungsloch 2a, die Verbindungsleitung 60D, das Verbindungsloch 2b in einem Raum definiert zwischen dem Außenzylinder 2, dem Sauggehäuse 3 und dem Innengehäuse 10A. Sodann strömt das Strömungsmittel durch den obigen Raum in den Abgabeanschluss 61a, von wo aus das Strömungsmittel durch die Abgabedüse 62 aus der Pumpe abgegeben wird.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel führt die Verbindungsleitung 60D, angeschweißt an die Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2, das durch die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D unter Druck gesetzte Strömungsmittel zur Strömung aus dem Ringströmungsmitteldurchlass 40 in den Raum, definiert zwischen dem Außenzylinder 2, dem Sauggehäuse 3 und dem Innengehäuse 10A. Das Verbindungsrohr 60D, welches auf diese Weise vorgesehen ist, dient dazu den Außendurchmesser des Außenzylinders 2 zu reduzieren. Andere Vorteile der Pumpe gemäß 6 sind die gleichen wie diejenigen der Pumpe gemäß den 1 und 2.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, besitzen die Pumpen der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele die folgenden Vorteile:

(1) Die Ausführungsbeispiele sehen eine Pumpe vor, die einen relativ einfachen Aufbau in einem Außengehäuse aufweist, wobei die Konstruktion einen weiten Bereich von Pumpenkonfigurationen einschließlich einer ausgeglichenen Mehrstufenpumpe ermöglicht.
(2) Die Ausführungsbeispiele sehen eine Pumpe vor, die eine erforderliche Strömungsmitteldurchlassfläche besitzt und zwar von relativ kleiner Größe ohne dass die Notwendigkeit besteht, den allgemeinen Außendurchmesser eines Außengehäuses zu erhöhen.
(3) Die Ausführungsbeispiele sehen eine mehrstufige vollumfangsströmungsgekapselte Motorpumpe vor, die eine gemeinsame Welle besitzt, die sowohl als eine Motorwelle als auch als eine Pumpwelle dient, wobei die Pumpe in der Lage ist, ein Strömungsmittel mit einer niedrigen Strömungsrate bei einem hohen Pumpendruck zu pumpen.
(4) Die Ausführungsbeispiele offerieren eine ausgeglichene mehrstufige Pumpe, die einen einfachen Aufbau besitzt, um Radialbelastungen auszulöschen.

Die 7 und 8 zeigen eine Pumpe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Pumpe als eine vertikale Mehrstufenpumpe ausgelegt ist.
Die vertikale Mehrstufenpumpe weist ein zylindrisches Pumpengehäuse 1 auf, welches einen gekapselten Motor 6 mittig darinnen unterbringt. Wie in 7 gezeigt, besitzt der gekapselte Motor 6 eine Hauptwelle 7, die sich vertikal erstreckt und an ihren entgegengesetzten Endteilen entsprechende Paare von unteren Laufrädern 8A, 8B bzw. oberen Laufrädern 8C, 8D trägt. Die unteren Laufräder 8A, 8B besitzen entsprechende Saugmünder, die axial nach unten geöffnet sind und die oberen Laufräder 8C, 8D besitzen entsprechende Saugmünder, die axial nach oben offen sind. Die Laufräder 8A, 8B, 8C, 8D werden auch als Laufräder der ersten bzw. zweiten bzw. dritten bzw. vierten oder letzten Stufe bezeichnet.
Das Pumpengehäuse 1 weist einen Außenzylinder 2 aus rostfreiem Stahl auf, ferner eine untere Gehäuseabdeckung 3B, die aus rostfreiem Stahl verbunden mit einem unteren Ende des Außenzylinders 2 durch Flansche 51, 52 und schließlich ist eine obere Gehäuseabdeckung 4 aus Gussstahl vorgesehen und zwar verbunden mit einem Flansch 53 aus Gussstahl, angeschweißt an ein oberes Ende des Außenzylinders 2. Der Außenzylinder 2 besitzt einen Sauganschluss 2d, definiert in einer Unterseitenwand davon und eine Saugdüse 5 ist an der unteren Seitenwand des Außenzylinders 2 befestigt und zwar um den Sauganschluss 2d herum und ferner radial nach außen ragend. Der Außenzylinder 2 besitzt auch ein Luftablassloch 2f, definiert darinnen oberhalb des Sauganschlusses 2d und sich in die Saugdüse 5 öffnend und zwar zur Verhinderung des Einfangens von Luft in der Saugdüse 5.
Ein unteres Innengehäuse 10B ist fest in einem Raum angebracht, der zwischen einem unteren Endteil des Außenzylinders 2 und der unteren Gehäuseabdeckung 3B definiert ist. Ein durch die Pumpe verarbeitetes Strömungsmittel wird durch die Saudüse 5 und den Sauganschluss 2d in einen Raum angesaugt, der definiert ist zwischen dem unteren Gehäuse 10B und der unteren Gehäuseabdeckung 3B.
Das untere Innengehäuse 10B weist ein zylindrisches Glied 10a und eine flache Abdeckung 10b auf, und zwar angebracht an einem unteren Ende des zylindrischen Gliedes 10a und mit einem Mittelanschluss 10c definiert darin in Verbindung mit dem Saugmund des Laufrads 8A der ersten Stufe. Eine elastische Ringdichtung 70 ist an einem oberen Ende des unteren Innengehäuses 10B befestigt und erstreckt sich da herum und wird gegen eine Innenoberfläche des Außenzylinders 2 gehalten, um ein unter Saugdruck stehendes Strömungsmittel von einem unter Abgabedruck stehenden Strömungsmittel zu isolieren oder zu trennen. Das untere Innengehäuse 10B ist an einer Seitenrahmenplatte 15 des gekapselten Motors 6 durch einen Bolzen 65a und eine Mutter 65b befestigt. Das untere Innengehäuse 10B enthält die unteren Laufräder 8A, 8B, die axial voneinander beabstandet sind.
Das untere Innengehäuse 10B enthält auch darinnen ein Paar von axial beabstandeten Haltern 46, positioniert unterhalb der jeweiligen Laufräder 8A bzw. 8B und halten die entsprechenden Auskleidungsrings 45, angeordnet um die entsprechenden Saugmünder der unteren Laufräder 8A, 8B herum, wobei eine Rückführschaufel 47 axial zwischen dem Laufrad 8A und dem oberen Halter 46, angeordnet unterhalb des Laufrades 8B angeordnet ist, und zwar zum Führen eines Strömungsmittels abgegeben von dem Laufrad 8A der ersten Stufe nach oben zu dem Laufrad 8B der zweiten Stufe, wobei eine Führungseinheit 48 oberhalb des oberen Halters 46 positioniert ist und sich um das Laufrad 8B herum erstreckt und zwar zur Führung eines Strömungsmittels, abgegeben radial nach außen von dem Laufrad 8B der zweiten Stufe zur Strömung axial nach oben.
Der gekapselte Motor 6 ist der gleiche wie derjenige gemäß den 1 und 2. Die Seitenrahmenplatte 16 des gekapselten Motors 6 besitzt ein Fitting- oder Passglied 16c, welches ein oberes Innengehäuse 80 trägt, das in einem Raum positioniert ist, der definiert ist zwischen einem oberen Endteil des Außenzylinders 2 und der oberen Gehäuseabdeckung 4. Die Seitenrahmenplatte 16 besitzt auch ein ringförmiges Fenster 16d definiert darinnen, welches mit dem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 in Verbindung steht und zwar zum Dahindurchlassen eines Strömungsmittels, wegströmend von dem Ringströmungsmitteldurchlass 40. Das obere Innengehäuse 80, welches aus rostfreiem Gussstahl hergestellt ist, weist einen doppelwandigen zylindrischen Hauptkörper 80a (vgl. auch 8) auf und eine Abdeckung 80b, angebracht an einem oberen Ende des doppelwandigen zylindrischen Hauptkörpers 80a. Der doppelwandige zylindrische Hauptkörper 80a enthält darinnen die Laufräder 8C, 8D der dritten und vierten Stufe, die axial voneinander beabstandet sind. Der doppelwandige zylindrische Hauptkörper 80a definiert eine Vielzahl von unterteilten Saugdurchlässen S, die sich axial erstrecken. Das obere Innengehäuse 80 besitzt zwei diametrisch entgegengesetzte Abgabevoluten 80c und zwar angeordnet in dem doppelwandigen zylindrischen Hauptkörper 80a.
Die Abgabevoluten 80c sind in einer Umgebungsbeziehung mit dem vierten oder Endstufenlaufrad 8D angeordnet. Die Abgabevoluten 80c werden in Verbindung mit einem Abgabedurchlass D gehalten, der zwischen einem oberen Innengehäuse 80 und dem Außenzylinder 2 definiert ist. Ein Strömungsmittel, welches von dem Endstufenlaufrad 8D abgegeben wird, fließt durch die Abgabevoluten 80c in den Abgabedurchlass D. Der doppelwandige zylindrische Hauptkörper 80a trägt an seinem Innenende eine Wellendichtung 58, die aufgebaut ist aus einer Hülse 58a, gehalten durch den doppelwandigen zylindrischen Hauptkörper 80a und eine Büchse 58b, angeordnet um die Hauptwelle 7 herum, und gehalten in der Hülse 58a.
Elastische Dichtringe 76, 77 sind jeweils an den oberen und unteren Enden des doppelwandigen zylindrischen Hauptkörpers 80a befestigt und werden gegen die Innenoberfläche des Außenzylinders 2 gehalten, um zu verhindern, dass Strömungsmittel aus dem Abgabebereich zurück in einen Saugbereich in der Pumpe leckt. Die Abdeckung 80b besitzt eine mittige Saugöffnung 80d, darinnen definiert und zwar in Verbindung mit dem Saugmund des Laufrads 8C der dritten Stufe. Der doppelwandige zylindrische Hauptkörper 80a besitzt eine Aussparung 80e, definiert in einem unteren Teil davon um eine Verbindung vorzusehen zwischen der Rotorkammer des gekapselten Motors 6 und dem Ringströmungsmitteldurchlass 40.
Das obere Innengehäuse 80 ist an der Seitenrahmenplatte 16 des gekapselten Motors 6 befestigt und zwar durch einen Bolzen 66a und eine Mutter 66b. Das obere Innengehäuse 80 enthält darinnen ein Paar von axial beabstandeten Haltern 46, positioniert oberhalb der oberen Laufräder 8C bzw. 8D und hält entsprechende Auskleidungsringe 45, eingepasst über entsprechenden oberen Enden der oberen Laufräder 8C, 8D und ferner ist eine Rückführschaufel 47 axial zwischen dem Laufrad 8C und dem unteren Halter 46, angeordnet oberhalb des Laufrads 8D positioniert und zwar zur Führung eines Strömungsmittels abgegeben von dem Laufrad 8C der dritten Stufe nach unten zu dem Laufrad 8D der Endstufe. Die Halter 46 und die Rückführschaufel 47, die im oberen Innengehäuse 80 untergebracht sind, sind identisch zu den Halten 46 und der Rückführschaufel 47, untergebracht im unteren inneren Gehäuse 10B
Der Außenzylinder 2 besitzt ein Abgabefenster 2e, definiert in einem oberen Teil davon und zwar in Verbindung mit dem Abgabedurchlass D. Das Abgabefenster 2e ist mit einem Abgabegehäuse 61 abgedeckt, welches an einer Außenumfangsoberfläche des Außenzylinders 2 angeschweißt ist. Das Abgabegehäuse 61 erstreckt sich nach unten zu einem unteren Teil des Außenzylinders 2 und besitzt einen Abgabeanschluss 61, definiert in einem unteren Ende davon. Eine Abgabedüse 62 ist an einer unteren Seitenwand des Abgabegehäuses 61 befestigt und zwar um den Abgabeanschluss 61a herum und ragt radial nach außen.
Andere bauliche Einzelheiten der Pumpe gemäß den 7 und 8 sind die Gleichen wie diejenigen der Pumpe gemäß den 1 und 2.
Der Betrieb der vertikalen mehrstufigen Pumpe gemäß den 7 und 8 wird nunmehr beschrieben.
Ein durch die Saugdüse 5 und den Sauganschluss 2d angesaugtes Strömungsmittel fließt durch die Saugöffnung 10c in die Laufräder 8A, 8B der ersten und zweiten Stufe, wobei der Druck des Strömungsmittels erhöht wird. Das von dem Laufrad 8B der zweiten Stufe abgegebene Strömungsmittel läuft radial nach außen und wird durch die Führungseinheit 48 zur Strömung axial nach oben geführt. Sodann wird das Strömungsmittel nach oben in den Ringströmungsmitteldurchlass 40 zwischen dem Außenzylinder 2 und dem zylindrischen Außenmotorrahmen 14 eingeführt und fließt sodann von dem ringförmigen Strömungsmitteldurchlass 40 durch das ringförmige Fenster 16d und die Saugdurchlässe S in einen Raum, definiert zwischen dem oberen Innengehäuse 80 und der oberen Gehäuseabdeckung 4. Sodann fließt das Strömungsmittel nach unten durch die Saugöffnung 80d in die Laufräder 8C, 8D der dritten und Endstufe, wobei der Druck des Strömungsmittels erhöht wird. Das durch das Laufrad 8D der Endstufe abgegebene Strömungsmittel wird durch die Abgabevoluten 80c zur Strömung in den Abgabedurchlass D geführt, und durch das Abgabefenster 2e radial nach außen in das Abgabegehäuse 61 abgegeben. Sodann fließt das Strömungsmittel axial nach unten in das Abgabegehäuse 61 und wird durch den Abgabeanschluss 61a abgegeben und sodann durch die Abgabedüse 62 aus der Pumpe herausgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Pumpe den zylindrischen Außenmotorrahmen 14 auf und zwar angeordnet um den Stator 13 des gekapselten Motors 6 herum, wobei der Außenzylinder 2 den Ringströmungsmitteldurchlass 40 zwischen sich selbst und der Außenumfangsoberfläche des zylindrischen Außenmotorrahmens 14 definiert, und wobei ferner ein erster Pumpenabschnitt aufgebaut ist aus den Laufrädern 8A, 8B zum Zwecke des Führens eines Strömungsmittels, welches durch die Pumpe verarbeitet wird in den Ringströmungsmitteldurchlass 40. Ferner besitzt das obere Innengehäuse 80, welches einen zweiten Pumpenabschnitt unterbring, und zwar bestehend aus den Laufrädern 8C, 8D, Saugdurchlässe S, und ferner ist der Abgabedurchlass D zwischen dem oberen Innengehäuse 80 und dem Außenzylinder 2 definiert.
Die Saugdurchlässe S definiert in dem oberen Innengehäuse 80 dienen zu Führung des vom Laufrad 8B des ersten Pumpenabschnitts abgegeben Strömungsmittel und zur Wegströmung von dem gekapselten Motor 6 in den Saugmund des Laufrads 8C der dritten Stufe der entfernt von dem gekapselten Motor 6 positioniert ist. Der Abgabedurchlass D, definiert zwischen dem oberen Innengehäuse 80 und dem Außenzylinder 2, führt das abgegebene Strömungsmittel zur Strömung da heraus aus dem Außenzylinder 2. Diese Strömungsmitteldurchlassanordnung ergibt einen Aufbau zum Ausgleich der axialen Schubkräfte in der Pumpe.
Ferner macht die oben erläuterte Strömungsmitteldurchlassanordnung jedwede Rohre unnötig zur Einführung des Strömungsmittels vom ersten Pumpenabschnitt in den zweiten Pumpenabschnitt, was gestattet, dass die Pumpe einen einfachen Aufbau besitzt und zwar als eine ausgeglichene Mehrstufenpumpe der Einzelsaugbauart.
Wenn eine Einzelsaugtyppumpe mit hoher Drehzahl von mindestens 4000 Umdrehungen pro Minute betrieben wird, und zwar durch die Verwendung eines Wechselrichters oder dergleichen, dann ist es wichtig, dass die Pumpe eine Sollsaugleistungsfähigkeit beibehält. Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt das Laufrad 8A der ersten Stufe eine größere Design- oder Konstruktionspunktströmungsrate oder -kapazität als irgendeines der anderen Laufräder 8B, 8C, 8D. Speziell bzw. insbesondere besitzt das Laufrad 8A der ersten Stufe einen Saugmunddurchmesser D₁, der größer ist der Saugmunddurchmesser von irgendeinem anderen der Laufräder 8B, 8C, 8D, und das Laufrad 8A der ersten Stufe hat eine Schaufelbreite B₂, die größer ist als die Schaufelbreite der anderen Laufräder 8B, 8C, 8D. Im Allgemeinen zeigt ein Vergleich zwischen den Laufrädern mit identischen Außendurchmessern aber unterschiedlichen Saugmunddurchmessern, dass das Laufrad mit dem größeren Saugmunddurchmesser eine bessere Saugleistungsfähigkeit besitzt als das Laufrad mit dem kleineren Saugmunddurchmesser bei den gleichen Strömungsraten. Die Gesamtströmungsrate einer mehrstufigen Pumpe wird im Wesentlichen bestimmt durch einen Impeller bzw. ein Laufrad mit einer kleineren Strömungsrate darinnen angeordnet. Es ist daher möglich, dass die Pumpe der Einzelansaugbauart, die mit einer hohen Drehzahl betrieben wird, eine Sollsaugleistungsfähigkeit beibehält.
Es ist auch für eine Pumpe, die mit hoher Drehzahl betrieben wird wichtig, axiale Schubkräfte auszulöschen, wie auch Radialbelastungen auszugleichen. Wenn die Pumpe bei einer hohen Drehzahl betrieben wird, werden die Lager der Pumpe hohen Radialbelastungen ausgesetzt, was die Tendenz zu einer schnellen Lagerabnutzung beinhaltet. Dem gemäß muss die Pumpe einen solchen Aufbau besitzen, dass Radialbelastungen ausgeglichen und ausgelöscht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden solche Radiallasten dadurch ausgelöscht, dass man eine doppelte Volutenkonstruktion verwendet und zwar bestehend aus den Abgabevoluten 80c, assoziiert mit dem Laufrad 8D der letzten Stufe im oberen Innengehäuse 80 und ebenfalls durch Aufbau der Rücklaufschaufel 47 und der Führungseinheit 48, assoziiert mit dem anderen Laufrädern 8A, 8B, 8C als Voluten oder Führungsschaufeln.
Da ferner erfindungsgemäß das obere Innengehäuse 80 aus einem Gussstück aufgebaut ist, bestehend aus rostfreiem Gussstahl, kann das Gehäuse 80 als eine relativ komplizierte einteilige Komponente aufgebaut werden mit darinnen ausgebildeten bzw. definierten Saugdurchlässen S und dem Abgabedurchlass D. Da die Saugmünder der Laufräder 8A, 8B und die Saugmünder der Laufräder 8C, 8D in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind, und da das obere Innengehäuse 80 verwendet wird, kann die Pumpe als eine mehrstufige Pumpe einer ausgeglichenen Einzelsaugbauart konstruiert werden.
Darüber hinaus sind zwei elastische Dichtungsringe 76, 77 am oberen Innengehäuse 80 angebracht, wobei der Abgabedurchlass D dazwischen angeordnet ist, um zu verhindern, dass Strömungsmittel aus dem Abgabedurchlass D in die Saugdurchlässe S leckt. In dem Fall wo die ersten und zweiten Pumpenabschnitte auf entgegengesetzten Enden der Hauptwelle 7 des gekapselten Motors 6 positioniert sind, ist ein Sauggehäuse mit einem Sauganschluss oder ein Abgabegehäuse 61 (nur das Abgabegehäuse 61 ist in 7 gezeigt) mit dem Abgabeanschluss 61a effektiv um die Saug- und Abgabeanschlüsse positionsmäßig miteinander auszurichten.
Eine Zwischenströmungsmitteldruck, erhöht durch die Laufräder 8A, 8B des ersten Pumpenabschnitts, wirkt auf die Kapsel 17 des gekapselten Motors 6. Der durch die Laufräder 8C, 8D der zweiten Pumpenabschnitte erreichte endgültige Abgabedruck wirkt jedoch nicht auf die Kapsel 17. Die Wellendichtung 58 ist auf einem Teil der Hauptwelle 7 angebracht, die positioniert ist zwischen dem Raum in dem der Endabgabedruck entwickelt wird und dem Raum in dem der Zwischenströmungsmitteldruck entwickelt wird, um dadurch die Strömungsmittelmenge zu begrenzen, die aus dem ersteren Raum in den letzteren Raum leckt.
Der erste Pumpenabschnitt, gebildet durch die Laufräder 8A, 8B, besitzt eine größere Konstruktionsströmungsrate oder -kapazität als der zweite Pumpenabschnitt, aufgebaut aus den Laufrädern 8C, 8D. Im Allgemeinen besitzt eine Pumpe (Laufrad) mit einer größeren Konstruktionsströmungsrate eine bessere Saugleistungsfähigkeit als eine Pumpe (Laufrad) mit einer kleineren Konstruktionsströmungsrate dann, wenn der Betrieb bei der gleichen Strömungsrate erfolgt. Die Gesamtströmungsrate der Pumpe ist dann im Wesentlichen bestimmt durch den zweiten Pumpabschnitt, der eine kleinere Konstruktionsströmungsrate besitzt. Wenn man daher einen Strömungsratenbereich erreicht, wenn nur der erste Pumpenabschnitt arbeitet, der größer ist als ein Strömungsratenbereich, wenn nur der zweite Pumpenabschnitt arbeitet, so kann die Pumpe eine gewünschte oder Sollsaugleistungsfähigkeit beibehalten, selbst wenn sie bei einer hohen Drehzahl betrieben wird.
Ferner ist erfindungsgemäß der Dichtring 76 in einem Raum angeordnet, umgeben durch drei Komponenten, d. h. das obere Innengehäuse 80, den Außenzylinder 2 und die obere Gehäuseabdeckung 4, und der andere Dichtring 77 ist in einem Raum angeordnet, umgeben durch drei Komponenten, d. h. das obere Innengehäuse 80, den Außenzylinder 2 und die Seitenrahmenplatte 16. Die Dichtungsringe 76, 77 sind aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi hergestellt und werden in der Position greifend gehalten beim axialen Festziehen. Bevor das obere Innengehäuse 80 in den Außenzylinder 2 eingesetzt wird, werden die Dichtringe 76, 77 über das obere Innengehäuse 80 gepasst. Zu diesem Zeitpunkt sind die Dichtringe 76, 77 nicht axial angezogen und besitzen einen Außendurchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Außenzylinders 2, so dass das obere Innengehäuse 80 leicht in den Außenzylinder 2 eingesetzt werden kann. Wenn das obere Innengehäuse 80 in dem Außenzylinder 2 zusammengebaut ist, so wird der Dichtring 77, der gegen die Seitenrahmenplatte 16 gehalten ist, axial durch den Bolzen 66a und die Mutter 66b angezogen und der Dichtring 76 wird axial durch die obere Gehäuseabdeckung 4 festgezogen, die am Flansch 53 befestigt ist. Daher werden die Dichtringe 76, 77 axial festgezogen oder unter Druck gesetzt, was ihren Außendurchmesser erhöht, so dass ihre Außenumfangsoberflächen in engen Kontakt mit der Innenoberfläche des Außenzylinders 2 gebracht werden, um dadurch eine gewünschte Dichtfähigkeit vorzusehen.
Die internen Komponenten einschließlich des Außenmotorrahmens 14 und der Seitenrahmenplatten 15, 16 der Pumpe können einer Axialbewegung nach unten gemäß 7 unterworfen sein und zwar bezüglich des Außenzylinders 2 infolge von Kräften, erzeugt durch eine bestimmte Druckverteilung, die darinnen geschaffen wird. Solche Kräfte können nicht in hinreichender Weise einfach durch Schweißen des Rahmenstegs 67 an den Außenzylinder 2 und den Außenmotorrahmen 14 aufgenommen werden.
Erfindungsgemäß erstreckt sich die Seitenrahmenplatte 16 radial nach außen und ist mit dem Außenzylinder 2 verschweißt, um die obigen Kräfte hinreichend aufzunehmen. In 7 wirkt der durch das Endstufenlaufrad 8D entwickelte Druck in einem Raum, definiert axial zwischen den Dichtringen 76, 77. Daher wird ein Teil des Außenzylinders 2, der den Raum zwischen den Dichtringen 76, 77 umgibt, einem Innendruck ausgesetzt, der größer ist als der Innendruck in dem anderen Teil des Außenzylinders 2. Es ist außerordentlich wirkungsvoll, die Seitenrahmenplatte 16 an den Außenzylinder 2 anzuschweißen, um den Teil des Außenzylinders 2, der den Raum zwischen den Dichtringen 76, 77 umgibt mechanisch festzulegen. Der Gehäuseflansch 53, angeschweißt an das obere Ende des Außenzylinders 2 verhindert wirksam, dass der Außenzylinder 2 sich radial nach außen erweitert.
Das in dem Außenzylinder 2 oberhalb des Sauganschlusses 3 und sich in die Saugdüse 5 öffnende, definierte Luftablassloch 2d dient zur Verhinderung, dass Luft in der Saugdüse 5 eingefangen wird.
Im Allgemeinen besitzen mehrstufige Pumpen der Einzelsaugbauart, insbesondere diejenigen, die bei hoher Drehzahl betrieben werden, eine schlechte Saugleistungsfähigkeit. Demzufolge sind die Prinzipien der vorliegenden Erfindung wirkungsvoll bei der Verbesserung der Saugleistungsfähigkeit auch bei allgemeinen Pumpen, die sich von Pumpen der Vollumfangsströmungsbauart unterscheiden.
Aus der obigen Beschreibung ist klar, dass das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile besitzt:

(1) Das Ausführungsbeispiel bietet eine Pumpe des Vollumfangsströmungseinzelsaugtyps von einfacher Struktur, die Axialschublasten ausgleichen kann, welche darinnen entwickelt wird und wobei ferner die Pumpe ein Strömungsmittel mit einer Strömungsrate bei einem hohen Pumpendruck pumpen kann.
(2) Das Ausführungsbeispiel sieht eine Pumpe vor, welche eine Sollsaugleistungsfähigkeit erhält, wenn sie bei hoher Drehzahl betrieben wird.
(3) Das Ausführungsbeispiel bietet eine Pumpe, die darinnen entwickelte Radialbelastungen auslöscht.

Obwohl hier bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und im Einzelnen beschrieben wurden ist doch klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims

Eine Pumpe, die Folgendes aufweist: ein Außengehäuse (1); einen im Außengehäuse angeordneten Motor (6) mit einem Stator (13) und einem zylindrischen Motoraußenrahmen (14), der über den Stator gepasst ist und fest in dem Außengehäuse getragen ist; ein Ringraum (40), definiert zwischen dem Außengehäuse und dem Motoraußenrahmen, wobei das Außengehäuse ein erstes Außengehäuseglied (2) aufweist, welches den erwähnten Ringraum zwischen dem ersten Außengehäuseglied und dem zylindrischen Außenmotorrahmen definiert, und mit einem zweiten Außengehäuseglied (3, 3A, 4, 4A, 4B) angebracht an mindestens einem Axialende des ersten Außengehäuseglieds; einen mehrstufigen Pumpenabschnitt des Einzelansaugtyps mit einer Vielzahl von Laufrädern (8A, 8B, 8C, 8D), angeordnet in dem Außengehäuse, wobei die Laufräder mindestens ein Laufrad aufweisen, dessen Ansaugmund in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung offen ist, in der der Ansaugmund eines weiteren Laufrades offen ist; und Verbindungsmittel (60), 60A, 60B, 60C, 60D, 61 ), angeordnet außerhalb des Außengehäuses zur Führung der Hauptströmung des Strömungsmittels oder Fluids von einem Raum, definiert in dem Außengehäuse in einen weiteren Raum, definiert in dem Außengehäuse.
Eine Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsmittel ein Rohr und/oder ein Gehäuse aufweisen und zwar angebracht auf einer Außenoberfläche des Außengehäuses.
Eine Pumpe nach Anspruch 1, wobei das Außengehäuse aus Metallblech hergestellt ist.
Eine Pumpe nach Anspruch 2, wobei die Verbindungsmittel mit dem Außengehäuse verschweißt sind
Eine Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsmittel derart angeordnet sind, dass sie das Strömungsmittel von dem Laufrad der vorhergehenden Stufe zu dem Laufrad der darauffolgenden Stufe führen.
Eine Pumpe nach Anspruch 1, wobei der Motor ein gekapselter Motor ist und zwar mit einer Welle (7), einer Kapsel (17), angeordnet in dem Stator und einer Rotorkammer darin definierend, und ferner mit einem Rotor (18), angebracht an der erwähnten Welle und drehbar angeordnet in der Rotorkammer, wobei die Welle drehbar durch eine Vielzahl von Lageranordnungen gelagert wird, die in der Rotorkammer angeordnet sind, wobei die Lageranordnung (21, 22, 23, 24, 26; 32, 33) durch ein Teil des Strömungsmittels geschmiert werden, welches in die Rotorkammer eingeführt wird.
Eine Pumpe nach Anspruch 6, wobei die Laufräder derart angeordnet sind, dass ein Abgabedruck entwickelt durch sämtliche Laufräder nicht an die Kapsel angelegt wird.
Eine Pumpe nach Anspruch 1, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: zwei einzelne Voluten (67a, 67b), jeweils assoziiert mit den entsprechenden Laufrädern, deren Saugöffnungen oder Saugmünder jeweils in entgegengesetzten Richtungen offen sind, wobei die einzelnen Voluten jeweils entsprechenden Ende besitzen, wo sie die Windung anfangen oder aufhören, wobei diese Enden im Wesentlichen 180° beabstandet voneinander angeordnete sind, um dadurch die durch die Laufräder entwickelten Radiallasten auszulöschen.
Eine Pumpe nach Anspruch 8, wobei die zwei einzelnen Voluten integral miteinander als eine einheitliche Komponente geformt sind.
Eine Pumpe nach Anspruch 9, wobei ferner eine Wellendichtung (58) vorgesehen ist und zwar angeordnet in einem Axialloch, welches durch die zwei einzelnen Voluten verläuft, und zwar zur Verhinderung des Strömungsmittellecks durch das Axialloch.
Eine Pumpe die Folgendes aufweist: ein Außengehäuse (1); einen Motor (6), untergebracht in dem Außengehäuse, wobei der Motor einen Stator und einen zylindrischen Motoraußenrahmen aufweist, und zwar passend über dem Stator und fest getragen in dem Außengehäuse; einen Ringraum (40), definiert zwischen dem Außengehäuse und dem zylindrischen Außenmotorrahmen; ein Innengehäuse (80), vorgesehen in dem Außengehäuse; und einen Pumpabschnitt mit mindestens einem Laufrad (8C, 8D), angeordnet in dem Innengehäuse; wobei das Innengehäuse einen Saugdurchlass (5) aufweist, und zwar definiert darinnen in Verbindung mit dem Ringraum zum Einführen von Strömungsmittel in den Pumpenabschnitt; wobei das Innengehäuse einen doppelwandigen zylindrischen Körper (80a) derart aufweist, so dass der Pumpenabschnitt mindestens ein Laufrad (8C, 8D) aufweist, und zwar angeordnet radial innerhalb des doppelwandigen zylindrischen Körpers, und wobei ferner der Saugdurchlass gebildet ist durch, und sich befindet innerhalb der erwähnten Doppelwand des zylindrischen Körpers (80a), und wobei das Innengehäuse und das Außengehäuse einen Abgabedurchlass (D) dazwischen definieren, und zwar zur Abgabe des Strömungsmittels aus dem Pumpabschnitt.
Eine Pumpe nach Anspruch 11, wobei das Innengehäuse ein Gussteil ist, mit dem Saugdurchlass intergral definiert darinnen.
Eine Pumpe nach Anspruch 12, wobei der Laufradabschnitt eine Vielzahl von Laufrädern aufweist, die entsprechende Saugmünder besitzen, und wobei die Laufräder mindestens ein Laufrad aufweisen, dessen Saugmund in einer Richtung offen ist, entgegengesetzt zu der Richtung in der der Saugmund eines anderen Laufrads offen ist.
Eine Pumpe nach Anspruch 12, wobei zwei Dichtglieder (76, 77) an jeder Seite des Abgabedurchlasses positioniert sind um zu verhindern, dass ein Strömungsmittel aus dem Abgabedurchlass in den Saugdurchlass leckt.
Eine Pumpe nach Anspruch 11, wobei ferner eine Vielzahl von Abgabevoluten (80c) in dem erwähnten Innengehäuse angeordnet ist, und zwar zum Auslöschen von im Innengehäuse entwickelten Radiallasten.
Eine Pumpe nach Anspruch 11, wobei der Pumpabschnitt einen ersten Pumpabschnitt mit mindestens einem, an einem Ende der Welle angeordneten Laufrad aufweist, und wobei ein zweiter Pumpabschnitt mindestens ein Laufrad, angebracht an einem anderen Ende der Welle aufweist; und wobei die Laufräder der ersten und zweiten Pumpenabschnitte entsprechende Saugmünder besitzen, die sich in entgegengesetzten Richtungen öffnen, wobei das Innengehäuse welches das Laufrad des zweiten Pumpenabschnitts enthält oder unterbringt, einen Saugdurchlass definiert darinnen aufweist, und zwar in Verbindung mit dem Ringraum, und wobei das Innengehäuse und das Außengehäuse einen Abgabedurchlass dazwischen definieren zur Abgabe des Strömungsmittels aus dem zweiten Pumpabschnitt.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei das Innengehäuse ein Gussteil ist mit dem erwähnten Saugdurchlass integral darinnen definiert.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei ferner zwei Dichtglieder (76, 77) vorgesehen sind, und zwar eines positioniert auf jeder Seite des Abgabedurchlasses zur Verhinderung, dass ein Strömungsmittel aus dem Abgabedurchlass in den Saugdurchlass leckt.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei ferner eine Vielzahl von Abgabevoluten (80c) in dem Innengehäuse angeordnet ist, und zwar zum Auslöschen der in dem Innengehäuse entwickelten Radialbelastungen.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei ferner ein Ansauggehäuse und/oder ein Abgabegehäuse (61) an einer Außenoberfläche des Außengehäuses angebracht sind zur Einstellung des Sauganschlusses und/oder des Abgabeanschlusses der Pumpe.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei der Motor ein gekapselter Motor ist mit einer Kapsel (17), passungsmäßig angeordnet in dem Stator, wobei die Kapsel nur einem Druck ausgesetzt ist, der durch den ersten Pumpabschnitt vergrößert wurde.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei ein Strömungsgeschwindigkeits- oder Strömungsratenbereich, der erreicht wird, wenn nur der erste Pumpenabschnitt betrieben wird, größer ist als ein Strömungsgeschwindigkeits- oder Strömungsratenbereich, der erreicht wird, wenn nur der zweite Pumpenabschnitt betrieben wird.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei mindestens ein Laufrad des ersten Pumpenabschnitts einen Saugmunddurchmesser besitzt, der größer ist als ein Saugmunddurchmesser des Laufrades des zweiten Pumpenabschnitts.
Eine Pumpe nach Anspruch 18, wobei mindestens eines der zwei Dichtglieder angeordnet ist in einem Raum, umgeben durch das Innengehäuse, ein Außenzylinder und eine Gehäuseabdeckung, angebracht an einem Ende des Außenzylinders.
Eine Pumpe nach Anspruch 16, wobei der Motor eine Seitenrahmenplatte (15, 16) aufweist, und zwar angebracht an einem Ende des zylindrischen Außenmotorrahmens, wobei die Seitenrahmenplatte sich radial nach außen erstreckt und an das Außengehäuse geschweißt ist, wobei die Seitenrahmenplatte ferner ein Fenster besitzt, um den Durchgang von Strömungsmittel darin zu gestatten.