EP1327781A2

EP1327781A2 - Self-priming centrifugal pump

Info

Publication number: EP1327781A2
Application number: EP03000155A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Ursinus; Heinz Rust
Original assignee: Philipp Hilge GmbH
Current assignee: Hilge GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2003-01-04
Publication date: 2003-07-16
Anticipated expiration: 2023-01-04
Also published as: DE10200579A1; DE10200579B4; EP1327781A3; ES2289186T3; ATE365275T1; DE50307499D1; DK1327781T3; EP1327781B1

Abstract

The pump has all the parts of the pump coming into contact with the material being pumped made of a material which meets the appropriate requirements for sterility, or coated with such a material The induction cover (2) and the flow channel housing (6), like all the other static components open to the functional cavities, are sealed off from each other.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit einem Saugdeckel mit Ansaugöffnung, einem Laufrad, einem das Laufrad aufnehmenden Strömungskanalgehäuse, einer druckseitigen Öffnung im Strömungskanalgehäuse und einem Unterbrecherbereich im Umfangsbereich zwischen der druckseitigen Öffnung und der Ansaugöffnung.The present invention relates to a self-priming centrifugal pump with a suction cover with suction opening, an impeller, a flow channel housing accommodating the impeller, a pressure-side opening in the flow channel housing and an interrupter area in the Circumferential area between the pressure-side opening and the suction opening.

Kreiselpumpen sind im Stand der Technik seit langem bekannt, so z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 44 00 289. Kreiselpumpen haben in der Regel einen Saugdeckel, ein Laufrad und ein das Laufrad aufnehmendes Strömungskanalgehäuse. Des weiteren sind eine Ansaugöffnung und eine druckseitige Austrittsöffnung vorgesehen. Eine selbstansaugende Kreiselpumpe hat demgegenüber die Besonderheit, daß die eigentliche Ansaugöffnung nicht zentral am Saugdeckel vorgesehen ist und daß in Umfangsrichtung versetzt hierzu und im Regelfall auf der dem Saugdeckel gegenüberliegenden Seite eine Austrittsöffnung vorgesehen ist, wobei Ansaugöffnung und druckseitige Austrittsöffnung effektiv durch einen sogenannten Unterbrecherbereich voneinander getrennt werden. In diesem Unterbrecherbereich wird der Abstand zwischen den Kanten der Laufradschaufeln und den die Laufradschaufeln umgebenden Wänden des Pumpraumes bzw. Strömungskanals so weit wie möglich verringert, so daß, abgesehen von den notwendigerweise verbleibenden Spalten keine direkte Verbindung zwischen Ansaugöffnung und Druckaustrittsöffnung besteht. Auf diese Weise kann ein relativ großer Druckunterschied zwischen Ansaugöffnung und Druckaustrittsöffnung erzeugt und aufrechterhalten werden, der auch beim Ansaugen von Gas bzw. Luft mehreren Metern Wassersäule entspricht und so der Pumpe die Eigenschaft des "Selbstansaugens" verleiht. Damit Ansaugöffnung und Druckaustrittsöffnung immer voneinander getrennt bleiben, ohne daß über größere Querschnitte hinweg ein Druckausgleich stattfinden kann, muß der Unterbrecherbereich in Umfangsrichtung eine Länge von mindestens zwei Schaufelradkammern haben, wobei als Schaufelradkammer das Volumen zwischen zwei benachbarten Schaufelrädern bezeichnet wird. Wenn sich dann beim Bewegen über den Unterbrechungsbereich hinweg eine Schaufelradkammer zu dem ansaugseitigen Abschnitt des Strömungskanals öffnet, befindet sich, von der Druckseite her kommend, bereits die nächstfolgende Schaufelradkammer vollständig im Unterbrecherbereich und ist damit abgeschlossen.Centrifugal pumps have long been known in the art, e.g. from the German published application No. 44 00 289. Centrifugal pumps generally have a suction cover, an impeller and a flow channel housing receiving the impeller. There are also a suction opening and a pressure-side outlet opening is provided. In contrast, a self-priming centrifugal pump has the peculiarity that the actual suction opening is not provided centrally on the suction cover is and that offset in the circumferential direction to this and usually on the suction cover opposite side, an outlet opening is provided, the suction opening and the pressure side Effective opening separated from each other by a so-called interrupter area become. In this breaker area, the distance between the edges of the impeller blades and the walls of the pump chamber or flow channel surrounding the impeller blades reduced as much as possible so that, apart from the necessarily remaining columns there is no direct connection between the suction opening and the pressure outlet opening. To this A relatively large pressure difference between the suction opening and the pressure outlet opening can be achieved generated and maintained, even when sucking gas or air several meters Water column corresponds and thus gives the pump the property of "self-priming". In order to Intake opening and pressure outlet opening always remain separate from each other, without having to worry about larger ones Pressure equalization can take place across cross sections, the interrupter area must be circumferential have a length of at least two impeller chambers, being the impeller chamber the volume between two adjacent paddle wheels is designated. If then moving a paddle wheel chamber to that when moving across the break area section of the flow channel on the suction side is located, coming from the pressure side, the next following paddle wheel chamber is completely in the breaker area and is finished with it.

Die konstruktiven Unterschiede einer selbstansaugenden Kreiselpumpe gegenüber einer normal ansaugenden Kreiselpumpe bringen es mit sich, daß für selbstansaugende Pumpen die Sterilitätsbedingungen nur sehr schwer zu erfüllen sind. Insbesondere müssen die Einzelteile einer selbstansaugenden Pumpe wegen des notwendigen Unterbrecherbereiches noch präziser hergestellt und montiert werden als bei normal ansaugenden Kreiselpumpen und vor allem dürfen auch bei der Rotation des Laufrades keine größeren dynamischen Abweichungen auftreten. Die einzelnen Teile, aus welchen eine entsprechende Pumpe zusammengesetzt ist, müssen außerdem gut gegeneinander abgedichtet werden. Konstruktionsbedingt führen diese Anforderungen an eine genaue und abgedichtete Montage aller Bauteile in der Regel dazu, daß in dem vom Pumpmedium beaufschlagten Bereich mehr oder weniger große Toträume verbleiben, in die das Pumpmedium zwar eindringen kann, aus denen es jedoch nur sehr schlecht wieder zu entfernen ist. Dies bedeutet konkret, daß derartige Pumpen für sogenannte Sterilanwendungen, das heißt für Anwendungen im Lebensmittelbereich oder auch im medizinischen/pharmazeutischen Bereich nicht geeignet sind. Hinzu kommt noch, daß auch die Materialien, die eine hinreichend genaue Fertigung und Lagerung erlauben, sehr oft eine zu große Oberflächenrauhigkeit und/oder Porosität aufweisen und aus diesem Grunde ebenfalls für Sterilanwendungen nicht geeignet sind.The design differences between a self-priming centrifugal pump and a normal one priming centrifugal pumps mean that the sterility conditions for self-priming pumps are very difficult to fulfill. In particular, the individual parts of a self-priming Pump is manufactured even more precisely because of the necessary breaker area and be installed than with normal suction centrifugal pumps and above all also with the rotation there are no major dynamic deviations of the impeller. The individual parts, from which a corresponding pump is composed must also be good against each other be sealed. Due to the design, these requirements lead to an accurate and sealed Assembly of all components usually in that acted upon by the pumping medium There remain areas of more or less large dead spaces into which the pump medium penetrates from which it is very difficult to remove. Specifically, this means that pumps of this type for so-called sterile applications, that is to say for applications in the food sector or are also unsuitable in the medical / pharmaceutical field. Come in addition nor that the materials, which allow a sufficiently precise manufacture and storage, very much often have too large a surface roughness and / or porosity and for this reason are also not suitable for sterile applications.

Es besteht daher ein Bedarf an selbstansaugenden Pumpen, die auch für Sterilanwendungen geeignet sind. Angesichts dieses Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche bei einem möglichst einfachen Aufbau auch für Sterilanwendungen geeignet ist. There is therefore a need for self-priming pumps that are also suitable for sterile applications are. In view of this prior art, the object of the present invention to create a self-priming centrifugal pump with the features mentioned at the beginning, which is also suitable for sterile applications with the simplest possible structure.

Hinsichtlich der Pumpe mit den eingangs genannten Merkmalen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Saugdeckel, Laufrad und Strömungskanalgehäuse aus einem den Anforderungen an Sterilität genügenden Material gefertigt und/oder mit einem solchen Material beschichtet sind, und daß Saugdeckel und Strömungskanalgehäuse sowie alle weiteren vom Pumpmedium beaufschlagten statischen Bauelemente der Pumpe mit zu den Funktionsräumen offen liegenden und vom Pumpmedium gut beaufschlagten Dichtungen gegeneinander abgedichtet sind.With regard to the pump with the features mentioned at the outset, this object is achieved by that suction cover, impeller and flow channel housing from a the requirements of sterility enough material is made and / or coated with such a material, and that suction cover and flow channel housing as well as all other static ones acted upon by the pump medium Components of the pump with the function rooms exposed and from the pump medium well loaded seals are sealed against each other.

Dabei ist die Herstellung der vom Pumpmedium beaufschlagten Bauteile aus einem den Sterilitätsanforderungen genügenden Material oder zumindest die Beschichtung der Bauteile mit einem solchen Material eine notwendige Bedingungen, ohne deren Erfüllung die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht zu lösen wäre. Das Erfüllen dieser Forderung bringt allerdings neue Schwierigkeiten mit sich, weil nämlich zumindest einige dieser für Sterilanwendungen geeigneten Materialien Eigenschaften haben, die sie für die Verwendung bei einer selbstansaugenden Pumpe als weniger geeignet erscheinen lassen. Während z.B. herkömmliche, nicht sterile selbstansaugende Pumpen ein Laufrad aus Bronze und einen Saugdeckel und/oder ein Strömungskanalgehäuse aus Gußmaterial haben, die bei Berührung gut aufeinander gleiten, so daß man dazwischen im Unterbrechungsbereich eine relativ enge Spaltweite einstellen kann, ohne daß im Fall einer Berührung der Laufradkanten mit dem Saugdeckel oder dem Strömungskanalgehäuse aufgrund von Berührungen nennenswerte Schäden auftreten können, neigen die Edelstahlmaterialien, die für Sterilanwendungen auf den ersten Blick als besonders geeignet erscheinen, relativ leicht zu Kaltverschweißung im Falle einer Berührung oder eines Reibens der Schaufelradkanten an den Innenseiten der entsprechenden Gehäuseteile. Dies schränkt entweder die Auswahl der verfügbaren Materialien ein oder führt zu Kompromissen hinsichtlich der Einstellung einer engen Spaltbreite im Unterbrecherbereich, um Beschädigungen oder frühzeitigen Verschleiß zu vermeiden. Dies wiederum hat allerdings eine Verminderung der Leistungsfähigkeit der Pumpe zur Folge, insbesondere eine Reduzierung der möglichen Ansaughöhe.The manufacture of the components acted upon by the pump medium is one of the sterility requirements sufficient material or at least the coating of the components with such Material a necessary conditions, without the fulfillment of which the invention is based Task would not be solved. However, meeting this requirement creates new difficulties with it, because at least some of these materials are suitable for sterile applications Have properties that make them less suitable for use with a self-priming pump make it seem appropriate. While e.g. conventional, non-sterile self-priming pumps a bronze impeller and a suction cover and / or a flow channel housing made of cast material have that slide smoothly when touched, so that you are in between in the interruption area can set a relatively narrow gap width without, in the event of contact with the impeller edges with the suction cover or the flow channel housing due to contact Damage can occur, the stainless steel materials that are used for sterile applications at first glance appear to be particularly suitable, relatively easy to cold weld in the case touching or rubbing the paddle wheel edges on the inside of the corresponding Housing parts. This either limits the choice of available materials or leads to Compromises regarding the setting of a narrow gap width in the interrupter area to avoid damage or to avoid premature wear. However, this in turn has a reduction the performance of the pump, in particular a reduction in the possible Suction.

Neben der Verwendung des geeigneten Materials werden die konstruktiven Schwierigkeiten, denen man sich bei der Realisierung selbstansaugender Pumpen für Sterilanwendungen ausgesetzt sieht, vor allem durch die erfindungsgemäße Anordnung der notwendigen Dichtungen überwunden. Statt die Dichtungen weitgehend geschützt von dem Pumpmedium in Toträumen oder versteckten Aussparungen unterzubringen, werden die Dichtungen im Falle der vorliegenden Erfindung dem Pumpmedium bewußt ausgesetzt. Die Dichtungen werden vorzugsweise so angeordnet, daß das die Dichtungen beaufschlagende Pumpmedium keine Engstellen passieren muß, deren Querschnitt wesentlich (um einen Faktor 2 oder mehr) geringer wäre als die zu beaufschlagenden Flächen der Dichtung selbst. Dabei können die Dichtungen z.B. ganz oder teilweise so angeordnet werden, daß die Verlängerung der Wandkontur der gegeneinander abgedichteten Flächen in der Pumpe in den Querschnitt der Dichtung fällt. Mit anderen Worten, die Dichtungen wölben sich zumindest etwas in den glatt (d. h. im wesentlichen gerade und konkav ohne vermeidbare Krümmungen) ergänzten Bereich der inneren Oberfläche der Gehäuseteile vor. Alternativ oder zusätzlich können die Pumpenbauteile im Bereich der Dichtungen so ausgestaltet werden, daß die inneren Bauteilflächen, die an die mit den Dichtungen in Kontakt tretenden Flächen angrenzen, sich unter einem relativ kleinen Krümmungsradius, typischerweise in der Größenordnung von 5 mm oder kleiner, von der Oberfläche der Dichtung weg krümmen oder aber unter einem Winkel, der größer als 30° ist, von der Oberfläche bzw. einer Tangente an die Oberfläche der Dichtung weg erstrecken.In addition to the use of the appropriate material, the design difficulties, which you are exposed to the implementation of self-priming pumps for sterile applications, overcome above all by the arrangement of the necessary seals according to the invention. Instead of the seals are largely protected from the pumping medium in dead spaces or hidden recesses in the case of the present invention, the seals become the pumping medium deliberately exposed. The seals are preferably arranged so that the Pump medium acting on seals does not have to pass through narrow sections whose cross-section would be significantly (by a factor of 2 or more) smaller than the areas to be covered Seal itself. The seals can e.g. be arranged in whole or in part so that the extension of the wall contour of the surfaces sealed against each other in the pump in the Cross section of the seal falls. In other words, the seals are at least slightly bulging which complemented smooth (i.e. essentially straight and concave with no avoidable curvatures) Area of the inner surface of the housing parts. Alternatively or additionally, the pump components be designed in the area of the seals so that the inner component surfaces, the adjacent to the surfaces that come into contact with the seals, below a relatively small Radius of curvature, typically on the order of 5 mm or less, from the surface bend the seal away or at an angle greater than 30 ° from the surface or extend a tangent to the surface of the seal.

In einigen Anwendungsfällen kann es jedoch zweckmäßig sein, die Kontur der Dichtung nicht in die verlängert gedachte Kontur der Innenwände der Pumpe bzw. der mit dem Pumpmedium beaufschlagten Innenräume der Pumpe überlappen zu lassen, so dass sich die Dichtung also nicht in den Innenraum der Pumpe vorwölbt. Dies gilt insbesondere in dem Pumpenbereich, wo ein sehr enger Abstand zwischen Kanten und/oder Ecken der Laufradschaufeln und den die Laufradschaufeln umgebenden Flächen einzuhalten ist. Soweit in diesem Bereich auch Dichtungen anzuordnen sind, ist es zweckmäßig, diese von der inneren Oberfläche etwas weg zu versetzen, weil aufgrund der elastischen Verformbarkeit der Dichtungen enge Toleranzen zwischen der Oberfläche der Dichtung und beispielsweise den Laufradkanten nicht einzuhalten sind. Falls die Dichtungen daher in einem solchen etwas zurückversetzten Dichtungsraum aufgenommen sind, ist jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, daß dann die Breite bzw. kleinste Dimension der Öffnung zwischen Dichtung und dem übrigen mit Pumpmedium beaufschlagten Raum mindestens 0,5 mm beträgt. Außerdem sollte das Aspektverhältnis einer entsprechenden Öffnung, defimiert als das Verhältnis von Tiefe zu Breite der Zugangsöffnung bzw. eines Zugangskanals zu der Dichtung, höchstens 2 und vorzugsweise weniger als 1 betragen. Wesentlich ist auf jeden Fall, daß weder vor den Dichtungen noch am Übergang zwischen Dichtungen und den angrenzenden Flächen schmale und tiefe Spalte oder gar deutliche Hinterschneidungen entstehen, die nur schlecht von dem Pumpmedium und/oder einem Reinigungsmittel durchspült werden können. Die dichtenden Wandabschnitte der Pumpenbauteile sollten daher mit einem möglichst großen Winkel nicht unter 30° an die Dichtungsoberfläche anstoßen. Wenn ein kleinerer Übergangswinkel unvermeidlich ist, sollte der betreffende Wandabschnitt sich zumindest mit einem relativ kleinen Krümmungsradius unter 5 mm von der Oberfläche der Dichtung weg krümmen, damit der gegebenenfalls noch verbleibende, keilförmige Spalt zwischen Dichtung und angrenzendem Wandabschnitt nur eine sehr geringe Tiefe hat und damit leicht ausgespült werden kann.In some applications, however, it may be appropriate not to insert the contour of the seal into the elongated contour of the inner walls of the pump or the pump medium Overlap the interior of the pump so that the seal is not in the Bulge interior of the pump. This is especially true in the pump area, where a very tight Distance between edges and / or corners of the impeller blades and those surrounding the impeller blades Areas must be observed. Insofar as seals are to be arranged in this area it is advisable to move them slightly away from the inner surface because of the elastic Deformability of the seals tight tolerances between the surface of the seal and For example, the impeller edges cannot be observed. If the seals are in such a case somewhat recessed sealing space are included, but is provided according to the invention, that then the width or smallest dimension of the opening between the seal and the remaining space with pump medium is at least 0.5 mm. Besides, that should Aspect ratio of a corresponding aperture, defined as the depth to width ratio of the Access opening or an access channel to the seal, at most 2 and preferably less be as 1. It is essential in any case that neither in front of the seals nor at the transition narrow and deep gaps or even clear gaps between the seals and the adjacent surfaces Undercuts arise that are poor from the pumping medium and / or a cleaning agent can be flushed. The sealing wall sections of the pump components should therefore do not hit the sealing surface with the largest possible angle at less than 30 °. If a smaller transition angle is inevitable, the wall section in question should be at least with a relatively small radius of curvature less than 5 mm from the surface of the seal bend away so that any remaining wedge-shaped gap between the seal and adjacent wall section has only a very small depth and can therefore be easily rinsed out can.

Die Dichtungen haben zweckmäßigerweise einen Querschnitt von mindestens 4 bis 8 mm².The seals advantageously have a cross section of at least 4 to 8 mm ² .

Im Unterbrecherbereich sollte die Spaltbreite zwischen den Kanten der einzelnen Schaufeln des Laufrades und den angrenzenden Wänden, nämlich dem Saugdeckel und der gegenüberliegenden Wand des Strömungskanalgehäuses und auch des entsprechenden Gehäuseabschnittes, der entlang des Umfanges des Laufrades verläuft, weniger als 0,5 mm betragen, vorzugsweise weniger als 0,3 mm. Gegenüber dem Saugdeckel können konstant 0,2 mm Spaltbreite oder weniger eingehalten werden und im Unterbrecherbereich kann dieser kleine Spaltabstand auch gegenüber der dem Saugdeckel gegenüberliegenden Wand des Strömungskanalgehäuses eingehalten werden. Eine Dichtung befindet sich vorzugsweise im Eckbereich zwischen Saugdeckel und dem dort ansetzenden Rand des Strömungskanalgehäuses und ist nach hinten weg von der entsprechenden Ecke der Laufradschaufeln um etwa 0,5 mm versetzt angeordnet. Das heißt die Dichtungsoberfläche springt gegenüber einem gedachten (geraden oder konkaven) Übergang in der Ecke zwischen Saugdeckel und Strömungskanalgehäuse um etwa 0,2 bis 0,3 mm zurück.In the interrupter area, the gap width between the edges of the individual blades of the Impeller and the adjacent walls, namely the suction cover and the opposite Wall of the flow channel housing and also the corresponding housing section that runs along the circumference of the impeller is less than 0.5 mm, preferably less than 0.3 mm. Compared to the suction cover, a gap width of 0.2 mm or less can be maintained at all times and in the interrupter area this small gap distance can also be compared to that Suction cover opposite wall of the flow channel housing are observed. A Seal is preferably located in the corner area between the suction cover and the one attached there Edge of the flow channel housing and is to the rear away from the corresponding corner of the Impeller blades offset by approximately 0.5 mm. That means the sealing surface jumps opposite an imaginary (straight or concave) transition in the corner between the suction cover and flow channel housing by about 0.2 to 0.3 mm.

Abgesehen von dem Unterbrecherbereich ist der Strömungskanal vorzugsweise in radialer Richtung erweitert, das heißt er hat, mit Ausnahme des unmittelbar an den Saugdeckel angrenzenden und die Dichtung in diesem Bereich tragenden Abschnittes, einen deutlich größeren Durchmesser als das Laufrad. Wie bei selbstansaugenden Kreiselpumpen üblich, verläuft im übrigen der Strömungskanal parallel zu dem von den Laufradschaufeln beaufschlagten Raum, wobei sich während eines Pumpvorganges ein torusförmiger Wirbel in dem Strömungskanal und dem unmittelbar angrenzenden, vom Laufrad beaufschlagten Pumpraum ausbildet. Dieser Torus beginnt im Bereich der Ansaugöffnung und endet an der druckseitigen Austrittsöffnung, ist also nicht vollständig, sondern durch den Unterbrecherbereich unterbrochen. Außerdem verjüngt sich der Strömungskanal in Richtung der druckseitigen Austrittsöffnung, wobei dieser verjüngte Abschnitt von Fachleuten auch als "Wurmfortsatz" bezeichnet wird. Radial innerhalb dieses Wurmfortsatzes ist in der Wand des Strömungskanalgehäuses eine Entgasungsbohrung vorgesehen für das Gas, welches möglicherweise zu Beginn eines Ansaugvorganges durch die Pumpe angesaugt wurde oder welches möglicherweise durch Entgasung aus dem Pumpmedium freigesetzt wird.Apart from the interrupter area, the flow channel is preferably in the radial direction expanded, that is, it has, with the exception of the immediately adjacent to the suction cover and the Seal in this area bearing section, a significantly larger diameter than that Wheel. As usual with self-priming centrifugal pumps, the flow channel also runs parallel to the space acted upon by the impeller blades, whereby during a pumping process a toroidal vortex in the flow channel and the immediately adjacent one, the pump chamber acted upon by the impeller. This torus begins in the area of the intake opening and ends at the pressure-side outlet opening, so it is not complete, but through the Interrupt area interrupted. In addition, the flow channel tapers in the direction of the discharge opening on the pressure side, this tapered section also being referred to by experts as a "worm process" referred to as. Radial within this appendix is in the wall of the flow channel housing a vent hole is provided for the gas, which may be at the beginning a suction process has been sucked in by the pump or which may have been Degassing is released from the pump medium.

Außerhalb des Strömungskanals ist zusätzlich noch ein Druckraum vorgesehen, der in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen parallel zum Strömungskanal verläuft und dabei auch den Strömungskanal bzw. das Strömungskanalgehäuse teilweise umschließt. Der Druckraum mündet schließlich in einen radialen oder tangentialen Ausgangsstutzen.Outside the flow channel, a pressure chamber is also provided, which is the preferred one Embodiment of the invention runs essentially parallel to the flow channel and partially also encloses the flow channel or the flow channel housing. The pressure room finally opens into a radial or tangential outlet nozzle.

Zweckmäßigerweise wird der Druckraum durch das Innere eines topfförmigen Gehäuses gebildet, welches eine zusätzliche zentrale Bohrung für den Durchtritt einer Antriebswelle für das Laufrad hat. Der Außendurchmesser des Druckraumgehäuses ist vorzugsweise derselbe wie der Außendurchmesser des Strömungskanalgehäuses, wobei jedoch letzteres auf seiner Außenseite eine stufenförmige Verjüngung aufweist, deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Druckraumgehäuses entspricht, so daß dieses von außen auf das Strömungskanalgehäuse aufgesetzt werden kann und dabei die erwähnte stufenförmige Verjüngung aufnimmt. Auf der Außenseite schließen dann das Strömungskanalgehäuse mit seinem erweiterten Abschnitt und das Druckraumgehäuse bündig miteinander ab. Die Antriebswelle verläuft zweckmäßigerweise durch eine zentrale Bohrung des Druckraumgehäuses und auch des Strömungskanalgehäuses und ist in diesem Bereich durch eine Gleitdichtung abgedichtet.The pressure space is expediently formed by the interior of a pot-shaped housing, which has an additional central hole for the passage of a drive shaft for the impeller. The outside diameter of the pressure chamber housing is preferably the same as the outside diameter of the flow channel housing, the latter, however, a step-shaped on its outside Has taper whose outer diameter is essentially the inner diameter corresponds to the pressure chamber housing, so that this from the outside onto the flow channel housing can be put on and takes up the aforementioned step-shaped taper. On the outside then close the flow channel housing with its expanded portion and that Pressure chamber housing flush with each other. The drive shaft expediently runs through a central bore of the pressure chamber housing and also the flow channel housing and is in sealed in this area with a sliding seal.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Welle außerdem noch im Bereich des Saugdeckels in einem Gleitlager gelagert. Das Gleitlager kann gegebenenfalls auch einstückig mit dem Laufrad ausgebildet sein, wobei das Laufrad nicht nur in Umfangsrichtung mit der Welle kraftschlüssig verbunden ist, sondern auch in axialer Richtung auf der Welle fixiert ist. In Verbindung mit der Lagerung der Welle bzw. des Laufrades auch im Bereich des Saugdeckels ist es möglich, das Laufrad so genau innerhalb des Pumpengehäuses, das heißt zwischen Saugdeckel und Saugkanalgehäuse und insbesondere im Unterbrecherbereich zu führen, daß die kleinen Spaltdichtungsabstände zwischen den Kanten des Laufrades und dem Saugdeckel bzw. dem Strömungskanalgehäuse von weniger als 0,2 mm einzuhalten sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, the shaft is also still in the Area of the suction cover stored in a plain bearing. The plain bearing can also if necessary be integrally formed with the impeller, the impeller not only in the circumferential direction with the Shaft is non-positively connected, but is also fixed in the axial direction on the shaft. In connection with the bearing of the shaft or the impeller also in the area of the suction cover possible, the impeller as precisely within the pump housing, i.e. between the suction cover and suction channel housing and in particular in the interrupter area that the small gap seal distances between the edges of the impeller and the suction cover or the flow channel housing of less than 0.2 mm must be observed.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der selbstansaugenden Kreiselpumpe noch eine zusätzlich nicht selbstansaugende Kreiselpumpenstufe vorgeschaltet. Diese Kreiselpumpenstufe hat zweckmäßigerweise denselben Außendurchmesser und ebenfalls eine stufenförmige Verjüngung, wie sie zuvor schon für das Strömungskanalgehäuse beschrieben wurde, wobei auch der Saugdeckel der selbstansaugenden Pumpe topfartig ausgebildet ist und, ähnlich wie dies zuvor zwischen Druckraumgehäuse und Strömungskanalgehäuse beschrieben wurde, den verjüngten Abschnitt des Gehäuses der vorgeschalteten nicht selbstansaugenden Kreiselpumpe umfaßt. Die vorgeschaltete, nicht selbstansaugende Kreiselpumpe erhöht zum einen die Pumpleistung des Gesamtsystems und trägt zum anderen auch dazu bei, daß Kavitationseffekte besser vermieden werden könnte, weil die in der selbstansaugenden Pumpe auftretenden Druckdifferenzen hierdurch verringert werden.In a further preferred embodiment of the invention is the self-priming centrifugal pump an additional non-self-priming centrifugal pump stage. This centrifugal pump stage expediently has the same outside diameter and also a stepped shape Taper, as previously described for the flow channel housing, wherein the suction cover of the self-priming pump is pot-shaped and similar to this was previously described between the pressure chamber housing and flow channel housing, the tapered Section of the housing of the upstream non-self-priming centrifugal pump comprises. On the one hand, the upstream, non-self-priming centrifugal pump increases the pumping capacity of the overall system and also helps to avoid cavitation effects could be because of the pressure differences occurring in the self-priming pump be reduced.

Als Material kann für die erfindungsgemäße Pumpe, insbesondere für Saugdeckel, Strömungskanalgehäuse und gegebenenfalls auch für das Laufrad ein Edelstahl, z.B. Chrom-Molybdän-Nickel-Stahl verwendet werden, der sich gut schmieden und verarbeiten läßt. Insbesondere für das Laufrad selbst können allerdings auch Kunststoffmaterialien oder eine Kunststoffbeschichtung zur Anwendung kommen. Im Falle einer Herstellung aus Kunststoff oder einer Beschichtung mit Kunststoff kann das Laufrad bzw. dessen Beschichtung auch einstückig mit dem in einer zentralen Bohrung des Saugdeckels angeordneten Gleitlager einstückig ausgebildet sein.Flow channel housings can be used as material for the pump according to the invention, in particular for suction covers and possibly also a stainless steel for the impeller, e.g. Chromium-molybdenum-nickel steel can be used, which can be easily forged and processed. Especially for the impeller However, plastic materials or a plastic coating can also be used come. In the case of production from plastic or a coating with plastic the impeller or its coating can also be made in one piece with that in a central bore of the suction cover arranged slide bearing can be integrally formed.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe in einem axialen Schnitt,
Figur 2: ein Detail aus Figur 1 im Bereich der Dichtung 14,
Figur 3: einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 im Bereich der Dichtung 15,
Figur 4: die Draufsicht auf ein offenes Strömungskanalgehäuse mit einem darin angeordneten Laufrad, entsprechend einer Ansicht auf Figur 1 von links ohne Saugdeckel und Pumpengehäusedeckel und
Figur 5: einen axialen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform.

Further advantages, features and possible uses of the present invention result from the following description of a preferred embodiment and the associated figures. Show it:

Figure 1: a first embodiment of the pump according to the invention in an axial section,
Figure 2: 1 in the area of the seal 14,
Figure 3: 2 shows an enlarged detail from FIG. 1 in the area of the seal 15,
Figure 4: the top view of an open flow channel housing with an impeller arranged therein, corresponding to a view of Figure 1 from the left without suction cover and pump housing cover and
Figure 5: an axial section through a second embodiment.

Die in Figur 1 insgesamt mit 20 bezeichnete selbstansaugende Pumpe besteht im wesentlichen aus dem Saugdeckel 2, dem Laufrad 5, dem Strömungskanalgehäuse 6 und der Antriebswelle 10 für das Laufrad 5. Komplettiert wird die Pumpe noch durch einen Gehäusedeckel 12, der einen zentralen Ansaugstutzen 1 aufweist, und ein Druckraumgehäuse 8, welches einen tangentialen Druckstutzen oder Ausgangsstutzen 16 aufweist. Das Druckgehäuse 8, das Strömungskanalgehäuse 6 und der Saugdeckel 2 haben einen zylindrischen Umfang mit im wesentlichen demselben Außendurchmesser, wobei der Saugdeckel 2 und das Strömungskanalgehäuse 6 eine abgestufte Verjüngung aufweisen, deren Außendurchmesser jeweils dem Innendurchmesser des nächstfolgenden Teiles entspricht, so daß das Strömungskanalgehäuse 6 passend in das Druckgehäuse 8 eingesetzt werden kann, während der Saugdeckel mit seinem verjüngten Abschnitt in dem axial vorspringenden Randteil des Strömungskanalgehäuses 6 aufgenommen werden kann. Auch der Saugdeckel 2 weist eine zylindrisch umlaufende Felge auf, die wiederum den verjüngten zylindrischen Abschnitt eines Gehäusedeckels 12 aufnimmt. Der Gehäusedeckel 12 weist schließlich noch einen seitlich überstehenden Flanschrand mit Befestigungsbohrungen auf, durch welche sich Befestigungsbolzen 18 erstrecken, die die vier wesentlichen und zu einer in etwa zylindrischen Einheit zusammengesteckten Teile, nämlich den Gehäusedeckel 12, den Saugdeckel 2, das Strömungskanalgehäuse 6 und das Druckgehäuse 8 an die Halterung 17 eines entsprechenden Motorblockes andrücken, der hier nicht dargestellt ist und durch welchen die Welle 10 drehend angetrieben wird.The self-priming pump, designated overall by 20 in FIG. 1, essentially consists of the suction cover 2, the impeller 5, the flow channel housing 6 and the drive shaft 10 for the impeller 5. The pump is completed by a housing cover 12, which is a central Has intake manifold 1, and a pressure chamber housing 8, which has a tangential pressure nozzle or outlet nozzle 16. The pressure housing 8, the flow channel housing 6 and the suction cover 2 has a cylindrical circumference with essentially the same outside diameter, wherein the suction cover 2 and the flow channel housing 6 have a stepped taper have, whose outer diameter each the inner diameter of the next part corresponds so that the flow channel housing 6 can be inserted into the pressure housing 8 can, while the suction cover with its tapered section in the axially projecting Edge part of the flow channel housing 6 can be added. The suction cover 2 also has a cylindrical circumferential rim, which in turn the tapered cylindrical portion of a Housing cover 12 picks up. Finally, the housing cover 12 has a laterally protruding one Flange edge with fastening holes through which fastening bolts 18 extend, which the four essential and put together into an approximately cylindrical unit Parts, namely the housing cover 12, the suction cover 2, the flow channel housing 6 and press the pressure housing 8 onto the bracket 17 of a corresponding engine block, which here is not shown and by which the shaft 10 is driven in rotation.

Die einzelnen Schaufeln 25 des Laufrades 5 sind in der in Figur 1 dargestellten axialen Ansicht im wesentlichen rechteckige, plattenförmige Teile, die allerdings zu ihren Rändern hin abgeschrägt bzw. "angeschärft" sind, was durch die prismatischen Randflächen der Schaufeln im oberen Bereich des Laufrades in Figur 1 angedeutet wird.The individual blades 25 of the impeller 5 are in the axial view shown in Figure 1 in essentially rectangular, plate-shaped parts, which, however, beveled towards their edges or "sharpened", which is due to the prismatic edge surfaces of the blades in the upper area of the impeller is indicated in Figure 1.

Der Saugdeckel 2 weist in seinem in Figur 1 unteren Bereich eine Ansaugöffnung 3 auf und ist ansonsten vollständig geschlossen, das heißt er verdeckt das Laufrad 5 mit Ausnahme des Bereiches der Ansaugöffnung 3. Der Saugdeckel 2 liegt auf einer ebenen Umfangsfläche des Strömungskanalgehäuses 6 auf und ist über eine Dichtung 14 gegen das Strömungskanalgehäuse 6 abgedichtet. Das Strömungskanalgehäuse hat näherungsweise die Form eines Torus, von dem Teile weggeschnitten sind, so daß das Laufrad 5 im Inneren des Torus um dessen Achse frei rotieren kann und die Laufradschaufeln 25 dabei etwa die Hälfte des freien Torusquerschnitts überstreichen. Vor allem der nicht von den Laufradschaufeln 25 beaufschlagte Querschnittsbereich des Strömungskanalgehäuses 6 wird als Strömungskanal 7 bezeichnet. Dieser Strömungskanal 7 verläuft axial versetzt parallel zu dem von den Laufradschaufeln 25 beaufschlagten und überstrichenen, zylindrischen Volumen, ist aber gegenüber den von den Laufradschaufeln beaufschlagten Bereich auch in radialer Richtung etwas erweitert. Aufgrund der strömungsdynamischen Verhältnisse im Betrieb der Pumpe bildet sich im Betrieb im Strömungskanal 7 ein mehr oder weniger spiralförmiger Wirbel aus, der sowohl den Bereich der Kammern zwischen den Schaufeln als auch den Bereich des Strömungskanals 7 außerhalb der Laufradkammern erfaßt. Die radiale Erweiterung des Strömungskanals 7 dient vor allem auch der ungehinderten Ausbildung dieses Wirbels. Der Strömungskanal 7 erstreckt sich allerdings nicht über den gesamten Umfang des Strömungskanalgehäuses 6, wie man am besten anhand der Figur 4 erkennt.The suction cover 2 has a suction opening 3 in its lower area in FIG. 1 and is otherwise completely closed, ie it covers the impeller 5 with the exception of the area the suction opening 3. The suction cover 2 lies on a flat peripheral surface of the flow channel housing 6 and is sealed against the flow channel housing 6 via a seal 14. The flow channel housing has approximately the shape of a torus, from which parts are cut away are so that the impeller 5 can rotate freely inside the torus about its axis and the impeller blades 25 cover about half of the free toroidal cross section. Especially the cross-sectional area of the flow channel housing not acted upon by the impeller blades 25 6 is referred to as flow channel 7. This flow channel 7 is axially offset parallel to the cylindrical volume acted upon and swept by the impeller blades 25, but is also radial compared to the area impinged by the impeller blades Slightly expanded towards. Due to the dynamic flow conditions during operation of the pump forms a more or less spiral vortex during operation in the flow channel 7, the both the area of the chambers between the blades and the area of the flow channel 7 detected outside the impeller chambers. The radial expansion of the flow channel 7 serves especially the unhindered formation of this vortex. The flow channel 7 extends however, not over the entire circumference of the flow channel housing 6, as is best recognizes with the help of FIG.

Figur 4 entspricht im wesentlichen einer Draufsicht auf Figur 1 von links, wobei allerdings der Gehäusedeckel 12 mit dem Ansaugstutzen 1 und auch der Saugdeckel 2 fortgelassen sind. Auch die Welle 10 mit der Laufradmutter 11 ist in Figur 4 nicht dargestellt. In der in Figur 4 dargestellten Position würde sich die Ansaugöffnung 3 des Saugdeckels in einer unten rechts im Bereich des Ansaugkanals 7 durch einen gestrichelten Kreis angedeuteten Position befinden. Wie man erkennen kann, beginnt dort der Strömungskanal 7 mit dem sogenannten Ansaugbereich 7', wobei der Durchmesser der Ansaugöffnung der Breite des Strömungskanals 7 angepasst ist (etwas größer als der gestrichelte Kreis bei 7'). Das Laufrad 5 mit den Laufradschaufeln 25 dreht sich in Figur 4 entgegen dem Uhrzeigersinn. Das durch die Ansaugöffnung 3 in den Ansaugbereich 7' des Strömungskanals 7 eintretende Fluid wird durch die Laufradschaufeln 25 mitgenommen und in Umfangsrichtung beschleunigt. Dabei findet zwar entsprechend dem bereits beschriebenen Wirbel ein permanenter Austausch des Mediums zwischen den Schaufeln (in den Schaufelkammern) und dem parallel hierzu verlaufenden Strömungskanal 7 statt, insgesamt wird jedoch das Fluid bzw. Pumpmedium in Umfangsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn mitgenommen und zunehmend verdichtet.Figure 4 corresponds essentially to a plan view of Figure 1 from the left, but with the housing cover 12 with the intake manifold 1 and the suction cover 2 are omitted. Also the Shaft 10 with the impeller nut 11 is not shown in Figure 4. In the position shown in Figure 4 would be the suction opening 3 of the suction cover in a lower right in the area of the intake duct 7 are indicated by a dashed circle position. As you can see The flow channel 7 begins there with the so-called suction area 7 ', the diameter the suction opening is adapted to the width of the flow channel 7 (slightly larger than the dashed line Circle at 7 '). The impeller 5 with the impeller blades 25 rotates counter to that in FIG Clockwise. That through the suction opening 3 into the suction area 7 ′ of the flow channel 7 Fluid entering is carried along by the impeller blades 25 and accelerated in the circumferential direction. A permanent exchange takes place according to the vortex already described of the medium between the blades (in the blade chambers) and that parallel to it running flow channel 7 takes place, but overall the fluid or pump medium in the circumferential direction taken counterclockwise and increasingly compressed.

Etwa um 270° gegenüber dem Ansaugbereich 7' versetzt liegt die druckseitige Austrittsöffnung 26 im Bereich des maximalen Druckes im Strömungskanal 7. Dahinter beginnt ein sich zunehmend verjüngender Bereich des Strömungskanals, der unter Fachleuten auch als der "Wurmfortsatz" 7" bezeichnet wird. Dieser Wurmfortsatz 7" in Form einer allmählichen Verjüngung des Strömungskanals 7 hinter der Austrittsöffnung 26 endet unmittelbar radial außerhalb einer Entgasungsöffnung 19 im Gehäuse 6 des Strömungskanals 7. Diese Entgasungsbohrung 19 dient dem Austritt von beim Ansaugvorgang oder auch sonst während des Pumpens im Pumpmedium mitgerissenen Gasen, die auch durch Entgasungsvorgänge des Pumpmediums entstehen können, wenn dieses entsprechende gelöste Gase enthält. Aufgrund der höheren Dichte von Flüssigkeiten, die in der Regel mit solchen Pumpen gefördert werden, konzentriert sich die Flüssigkeit eher im radial äußeren Bereich, während Gase sich im radial inneren Bereich des Laufrades ansammeln, so daß demzufolge auch die Entgasungsöffnung 19 am radial inneren Ansatzbereich der einzelnen Schaufeln 25 zu finden ist. Im stationären Betrieb, wenn ausschließlich Flüssigkeit gepumpt bilden der Wurmfortsatz mit der Entgasungsöffnung 19 einen Bypass zur druckseitigen Austrittsöffnung 26, durch den ebenfalls ein Teil des Pumpmediums aus dem Strömungskanal 7 der Pumpe 20 in den Druckraum 9 überführt wird.The outlet opening 26 on the pressure side is offset by approximately 270 ° with respect to the suction region 7 ' in the area of the maximum pressure in the flow channel 7. Behind it begins an increasing tapering area of the flow channel, which experts call the "worm process" 7 referred to as. This worm process 7 "in the form of a gradual tapering of the flow channel 7 behind the outlet opening 26 ends immediately radially outside a degassing opening 19 in the housing 6 of the flow channel 7. This degassing bore 19 serves for the exit of the Suction process or other gases entrained in the pumping medium during pumping can also arise from degassing processes of the pump medium, if this corresponds contains dissolved gases. Due to the higher density of liquids that are usually with such Pumps are pumped, the liquid concentrates more in the radially outer area, while gases accumulate in the radially inner area of the impeller, so that consequently also the degassing opening 19 can be found at the radially inner attachment area of the individual blades 25. In stationary operation, when only liquid is pumped, the appendix forms with the Degassing opening 19 a bypass to the pressure-side outlet opening 26, through which also Part of the pump medium is transferred from the flow channel 7 of the pump 20 into the pressure chamber 9 becomes.

Der Druckbereich 7" sowie die Entgasungsöffnung 19 sind in Umfangsrichtung in einem Abstand zu der Ansaugöffnung 3 bzw. dem Beginn des Strömungskanals 7 angeordnet, der in etwa der in Umfangsrichtung gemessenen Breite zweier Pumpkammern entspricht, wobei eine Pumpkammer als das zwischen zwei Laufradschaufeln 25 eingeschlossene Volumen definiert wird. Bezogen auf die axiale Querschnittsdarstellung in Figur 1 bedeutet dies, daß ein entsprechender, durch den Unterbrecherbereich 22 gelegter Schnitt keinen parallel zu dem Schaufelbereich verlaufenden Strömungskanal 7 mehr zeigen würde. Vielmehr liegt im Unterbrecherbereich 22 die Wand des Strömungskanalgehäuses 6 eng an dem Laufrad bzw. den Kanten der Laufradschaufeln 25 an, ebenso wie auf der gegenüberliegenden Seite der Laufradschaufeln der Saugdeckel 2 dicht an diesen Kanten entlangläuft. Auch die radiale Erweiterung des Strömungskanales 7 ist in dem Unterbrecherbereich 22 auf einen schmalen Spalt S2 reduziert, der so klein wie möglich gehalten wird, ohne daß es aufgrund von Vibrationen oder Toleranzabweichungen zu einer Berührung der Schaufelkanten mit dem Strömungskanalgehäuse 6 kommen kann.The pressure region 7 ″ and the degassing opening 19 are at a distance from one another in the circumferential direction the suction opening 3 or the beginning of the flow channel 7, which is approximately that in the circumferential direction corresponds to the measured width of two pumping chambers, one pumping chamber as the volume enclosed between two impeller blades 25 is defined. Related to the Axial cross-sectional representation in Figure 1, this means that a corresponding, through the interrupter area 22 section made no flow channel running parallel to the blade area 7 would show more. Rather, the wall of the flow channel housing lies in the interrupter area 22 6 close to the impeller or the edges of the impeller blades 25, as well as on the opposite side of the impeller blades of the suction cover 2 close to these edges runs along. The radial expansion of the flow channel 7 is also in the interrupter area 22 reduced to a narrow gap S2, which is kept as small as possible without it due to vibrations or tolerance deviations from touching the blade edges the flow channel housing 6 can come.

Ein axialer Schnitt durch den Unterbrecherbereich am Übergang des Strömungskanalgehäuses 6 zum Saugdeckel 2 ist in Figur 2 vergrößert dargestellt. Dies entspricht in etwa dem in Figur 1 oben im Bereich der Dichtung 14 eingekreisten und mit II bezeichneten Bereich.An axial section through the interrupter area at the transition of the flow channel housing 6 the suction cover 2 is shown enlarged in Figure 2. This corresponds approximately to that in Figure 1 above circled in the area of the seal 14 and designated by II.

Wie man in Figur 2 erkennt, haben die Kanten der Laufradschaufeln 25 zur Innenwand des Laufraddeckels einen sehr kleinen Abstand S1, der typischerweise nicht mehr als 0,2 mm beträgt. Auch zu dem in Umfangsrichtung verlaufenden Wandabschnitt des Strömungskanalgehäuses 6 hat die äußere Kante der Laufradschaufel 25 nur einen sehr kleinen Abstand entsprechend dem angegebenen Spalt S2, der geringfügig größer ist als der Spalt S1, nach Möglichkeit jedoch auch 0,5 mm nicht übersteigen sollte. Man beachte, dass im Unterbrecherbereich 22 auch der Spalt zwischen den Schaufelkanten und der oben dargestellten radialen Wand über die gesamte axiale Länge der Laufradschaufeln 25 auf die Spaltbreite S2 reduziert wäre, während in dem in Figur 2 dargestellten Ausschnitt aus Figur 1 noch die radiale Erweiterung des Strömungskanales erkennbar ist ist.As can be seen in Figure 2, the edges of the impeller blades 25 have the inner wall of the impeller cover a very small distance S1, which is typically not more than 0.2 mm. Also to the circumferential wall section of the flow channel housing 6 has the outer Edge of the impeller blade 25 only a very small distance according to the specified Gap S2, which is slightly larger than gap S1, but not 0.5 mm if possible should exceed. Note that in the breaker area 22, the gap between the Blade edges and the radial wall shown above over the entire axial length of the impeller blades 25 would be reduced to the gap width S2, while in the section shown in FIG. 2 the radial expansion of the flow channel can also be seen from FIG.

Die Dichtung 14 ist in entsprechenden Aussparungen des Saugdeckels 2 und der angrenzenden Wand des Strömungskanalgehäuses 6 aufgenommen, wobei diese Aussparungen im Verhältnis zum Durchmesser des zylindrischen Dichtringquerschnittes so bemessen sind, daß der Dichtring 14 bei Berührung der einander zugewandten Wandabschnitte des Saugdeckels 2 und des Strömungskanalgehäuses 6 um das Maß S3 gequetscht wird.The seal 14 is in corresponding recesses of the suction cover 2 and the adjacent one Wall of the flow channel housing 6 added, these recesses in proportion are dimensioned to the diameter of the cylindrical sealing ring cross section such that the sealing ring 14 when touching the mutually facing wall sections of the suction cover 2 and the flow channel housing 6 is squeezed by dimension S3.

Beim Übergang von den Dichtflächen, die durch die Aussparungen im Saugdeckel 2 und der Wand des Strömungskanalgehäuses 6 gebildet werden, zu dem von den Laufradschaufeln 25 beaufschlagten Bereich weisen die Innenwand des Saugdeckels 2 und eine entsprechende vorspringende Ecke des Strömungskanalgehäuses 6 einen sehr kleinen Krümmungsradius r auf, der deutlich kleiner ist als der Radius des Dichtungsquerschnittes. Auf diese Weise erreicht man, daß zwischen der Dichtungsoberfläche und den angrenzenden Wänden ein enger und tiefer Spalt vermieden wird, sondern die Wände der betreffenden Bauteile sich unmittelbar außerhalb des abdichtenden Kontaktes schnell von der Oberfläche der Dichtung fort krümmen. Im Ergebnis verbleibt zwischen dem von den Laufradschaufeln 25 beaufschlagten Bereich und der Oberfläche der Dichtung 14 ein kleiner Kanal mit einer Tiefe von im allgemeinen weniger als 0,5 mm und einer Breite von mehr als 0,5 mm, so daß das Aspektverhältnis dieses Zugangskanals zu der Dichtung deutlich kleiner als 1 ist. Außerdem ist der Kanalquerschnitt (in der Draufsicht auf die Dichtung) nur geringfügig, d. h. um höchstens 10 oder 20% kleiner als die dahinterliegende zu beaufschlagende Oberfläche der Dichtung. Dies wiederum bedeutet, daß sich in diesem Kanal und generell im Bereich des Übergangs zwischen dichtenden Wandabschnitten und der Dichtung selbst das von der Pumpe geförderte Medium nicht festsetzen kann und daß bei einem Spülen der Pumpe mit einem Spülmittel auch dieser Kanal und die Oberfläche der Dichtung gut durchspült bzw. abgespült werden und eine vollständige Reinigungswirkung erzielt wird, so daß hinsichtlich der Anordnung dieser Dichtung alle üblichen Sterilitätsanforderungen erfüllt werden können.At the transition from the sealing surfaces through the recesses in the suction cover 2 and the wall of the flow channel housing 6 are formed, to which the impeller blades 25 act Area have the inner wall of the suction cover 2 and a corresponding projecting Corner of the flow channel housing 6 has a very small radius of curvature r, which is significantly smaller is the radius of the seal cross section. In this way you can achieve that between the Sealing surface and the adjacent walls a narrow and deep gap is avoided, but the walls of the components in question are located immediately outside the sealing contact quickly bend away from the surface of the seal. The result remains between that of the impeller blades 25 area and the surface of the seal 14 a small Channel with a depth of generally less than 0.5 mm and a width of more than 0.5 mm, so that the aspect ratio of this access channel to the seal is significantly less than 1. Moreover the channel cross-section (in the top view of the seal) is only slight, i. H. by at most 10 or 20% smaller than the surface of the seal to be acted upon. This in turn means that in this channel and generally in the area of the transition between sealing wall sections and the seal itself the medium pumped by the pump can fix and that when flushing the pump with a detergent this channel and the surface of the seal is thoroughly rinsed or rinsed and a complete cleaning effect is achieved so that all the usual sterility requirements with regard to the arrangement of this seal can be fulfilled.

Ähnliches gilt auch für die übrigen Dichtungen 13, 15 oder 23, die in Figur 1 erkennbar sind. Zur Verdeutlichung ist in Figur 3 nochmals eine Vergrößerung der Dichtung 15 entsprechend dem in Figur 1 mit einem Kreis III gekennzeichneten Bereich wiedergegeben. Die Dichtung 15 dichtet den Übergang vom Strömungskanalgehäuse 6 zu dem Druckraumgehäuse 8 ab, die im übrigen bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 identisch wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ausgebildet sind. Man erkennt in Figur 3 den oberen gekrümmten Verlauf der Außenwand des Strömungskanalgehäuses 6 am Übergang zu dem verjüngten Bereich, der von der zylindrischen Wand des Druckraumgehäuses 8 umschlossen wird. Die Wand des Druckraumgehäuses 8 hat in diesem Bereich eine Aussparung zur Aufnahme des Dichtringes 15, die allerdings so bemessen ist, daß der Dichtring 15 deutlich aus dieser Aussparung hervorsteht und so mit dem gekrümmten Eckbereich auf der Außenseite des Strömungskanalgehäuses 6 in Dichtungskontakt treten kann. Wie man in Figur 3 erkennt, sind die Dichtung 15, die Aussparung in der Wand des Druckraumgehäuses 8 und die Krümmung der Wand des Strömungskanalgehäuses 6 so ausgebildet, daß die gestrichelt gezeichneten Projektionen oder Verlängerungen der entsprechenden Wandabschnitte in den Dichtungsquerschnitt fallen. Dies bedeutet wiederum, daß sich, ebenso wie auch im Falle der Dichtung 14, am Übergang von der Dichtungsoberfläche zu den angrenzenden Dichtflächen der Bauelemente der Pumpe keine tiefen und engen Spalte bilden, sondern die Oberflächen der Bauelemente und der Dichtung unter einem relativ großen Winkel von 30° oder mehr aufeinandertreffen. Damit wird sowohl die Oberfläche der Dichtung selbst als auch der Übergang zwischen Dichtung und angrenzenden Flächen der Bauelemente von dem Pumpmedium und etwaigen Reinigungsflüssigkeiten gut überspült und kann sehr einfach gereinigt werden.The same applies to the other seals 13, 15 or 23, which can be seen in Figure 1. to Clarification in FIG. 3 is again an enlargement of the seal 15 corresponding to that in FIG Figure 1 reproduced with a circle III marked area. The seal 15 seals the Transition from the flow channel housing 6 to the pressure chamber housing 8, which in the rest of the The embodiment according to FIG. 5 is identical to the embodiment according to FIG. 1 are. The upper curved course of the outer wall of the flow channel housing can be seen in FIG 6 at the transition to the tapered area from the cylindrical wall of the pressure chamber housing 8 is enclosed. The wall of the pressure chamber housing 8 has in this area a recess for receiving the sealing ring 15, which, however, is dimensioned so that the sealing ring 15 clearly protrudes from this recess and so with the curved corner area on the Outside of the flow channel housing 6 can come into sealing contact. As shown in Figure 3 recognizes the seal 15, the recess in the wall of the pressure chamber housing 8 and Curvature of the wall of the flow channel housing 6 is formed so that the dashed lines Projections or extensions of the corresponding wall sections in the sealing cross section fall. This in turn means that, as in the case of the seal 14, on Transition from the sealing surface to the adjacent sealing surfaces of the components of the Pump do not form deep and narrow gaps, but the surfaces of the components and the Seal meet at a relatively large angle of 30 ° or more. This will both the surface of the seal itself as well as the transition between the seal and adjacent Surfaces of the components of the pumping medium and any cleaning liquids are good washed over and can be cleaned very easily.

Völlig analog ist auch die Anordnung der Dichtung 13, und auch die Dichtung 23 im Bereich der Laufradmutter 11 und der Welle bzw. einem entsprechenden zylindrischen Ansatz des Laufrades 5 ist so ausgestaltet, daß sich keine engen und tiefen Spalte zwischen Dichtung und Dichtflächen bilden können.The arrangement of the seal 13, and also the seal 23 in the area of the Impeller nut 11 and the shaft or a corresponding cylindrical extension of the impeller 5 is designed so that no narrow and deep gaps form between the seal and sealing surfaces can.

In den in den Figuren 1 und 5 dargestellten Ausführungsformen ist das Laufrad 5 einstückig mit einem zylindrischen Ansatz 24 ausgebildet und auch das Gleitlager 4 kann ganz oder teilweise einstückig mit diesem zylindrischen Ansatz 24 ausgebildet werden. Dieses Gleitlager 4 ermöglicht eine sehr präzise Lagerung des Laufrades 5 bzw. der Welle 10, die zusätzlich noch über eine Gleitdichtung 21 gegenüber dem Druckraumgehäuse 8 und dem Strömungskanalgehäuse 6 abgedichtet ist. Aufgrund der präzisen Lagerung des Laufrades in sehr kurzem axialem Abstand zu den Laufradschaufeln ist es möglich, zwischen dem Saugdeckel 2 und den Kanten der Laufradschaufeln 25 und auch zwischen diesen Kanten der Laufradschaufeln 25 und den Wänden des Strömungskanalgehäuses 6 im Unterbrecherbereich 22 den erwähnten sehr kleinen Abstand von weniger als 0,5 mm und vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm, aufrechtzuerhalten, ohne daß es zu Berührungen der Laufradschaufeln mit den genannten Bauteilen der Pumpe kommen kann. Demzufolge ist es möglich, hochlegierte, kohlenstoffarme Stähle für das Laufrad und den Saugdeckel sowie das Strömungskanalgehäuse 6 zu verwenden, ohne daß Kaltverschweißungen aufgrund von Berührungen zwischen Laufradschaufeln und den Gehäuseteilen der Pumpe zu befürchten sind. Bei vielen sterilen Anwendungen sind diese hochlegierten Stähle das Material der Wahl.In the embodiments shown in Figures 1 and 5, the impeller 5 is integral with a cylindrical approach 24 formed and the slide bearing 4 can be made in one piece or in whole be formed with this cylindrical approach 24. This slide bearing 4 enables one very precise mounting of the impeller 5 or the shaft 10, which also has a sliding seal 21 is sealed off from the pressure chamber housing 8 and the flow channel housing 6. Due to the precise bearing of the impeller at a very short axial distance from the impeller blades it is possible to between the suction cover 2 and the edges of the impeller blades 25 and also between these edges of the impeller blades 25 and the walls of the flow channel housing 6 in the interrupter area 22 the very small distance of less than 0.5 mm mentioned and preferably in the range of 0.2 mm, without touching the Impeller blades can come with the components of the pump mentioned. As a result, it is possible high-alloy, low-carbon steels for the impeller and the suction cover as well as the flow channel housing 6 to use without cold welding due to touch between the impeller blades and the housing parts of the pump. With many sterile Applications, these high-alloy steels are the material of choice.

Allerdings ist es auch möglich, entsprechende Bauteile aus hochfesten Kunststoffen zu verwenden oder die genannten Bauteile mit solchen Kunststoffen zu beschichten. Aufgrund der hohen Genauigkeit, die durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtungen und auch der Lagerung der entsprechenden Bauteile möglich ist, kann man eine sehr gute Trennung von Ansaugbereich und Druckbereich der selbstansaugenden Pumpe durch den sogenannten Unterbrecherbereich 22 erzielen, was sich positiv auf die Ansaugfähigkeit einer solchen selbstansaugenden Pumpe auswirkt. Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion sind bereits Ansaughöhen von mehr als 8 m erzielt worden, was ansonsten bisher nur mit selbstansaugenden Pumpen erreicht werden konnte, bei denen keine konstruktiven Maßnahmen zur Berücksichtigung von Sterilitätsbedingungen getroffen werden mußten. However, it is also possible to use appropriate components made of high-strength plastics or to coat the components mentioned with such plastics. Because of the high accuracy, by the arrangement of the seals according to the invention and also the storage of the corresponding Components is possible, you can very well separate the suction area and Achieve the pressure range of the self-priming pump through the so-called interrupter area 22, which has a positive effect on the suction capacity of such a self-priming pump. With of the construction according to the invention, suction heights of more than 8 m have already been achieved, what could otherwise only be achieved with self-priming pumps, where none constructive measures to take into account sterility conditions had to be taken.

Figur 5 zeigt eine weitere, für manche Anwendungsfälle bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher der selbstansaugenden Pumpe 20 zusätzlich noch eine nicht selbstansaugende Kreiselpumpenstufe 30 herkömmlicher Bauart vorgeschaltet ist. Der Begriff "herkömmlicher Bauart" bezieht sich dabei allerdings nur auf das Funktionsprinzip der Kreiselpumpe 30, die im übrigen eine besondere modulare Bauweise hat, so daß sie problemlos mit der in Figur 1 dargestellten selbstansaugenden Pumpe 20 zusammenmontiert werden kann, die in der Ausführungsform gemäß Figur 5 identisch enthalten ist. Der Übergang von der Pumpe gemäß Figur 1 zu der Pumpe gemäß Figur 5 erfolgt einfach dadurch, daß der Deckel 12 von der selbstansaugenden Pumpe 20 gelöst und durch das Kreiselpumpenmodul 30 ersetzt wird. Dann wird der Deckel 12 unverändert auf das Kreiselpumpenmodul 30 aufgesetzt und mit entsprechend längeren Spannschrauben 18 mit dem Motorblock 17 verbunden. Der Antrieb des Laufrades 35 der vorgesetzten Kreiselpumpe erfolgt entweder durch eine entsprechende Verbindung mit dem zylindrischen Ansatz des Laufrades 5 oder aber durch eine entsprechend verlängerte, ausgetauschte Welle 10', die sich durch das Laufrad 5 hindurch und bis in das Laufrad 35 hinein erstreckt. Alle übrigen Bauteile der in Figur 1 dargestellten Pumpe können identisch weiterverwendet werden. Auch die Dichtungen 13 haben dieselben Anordnungen und Querschnitte wie die neu hinzuzufügenden Dichtungen 13'.FIG. 5 shows a further embodiment of the present, which is preferred for some applications Invention, in which the self-priming pump 20 additionally a non-self-priming Centrifugal pump stage 30 is connected upstream of a conventional type. The term "more conventional Type "refers only to the principle of operation of the centrifugal pump 30, which in the rest has a special modular design, so that it can be easily used with the one shown in FIG Self-priming pump 20 can be assembled in the embodiment 5 is contained identically. The transition from the pump according to Figure 1 to the pump 5 is done simply by the cover 12 from the self-priming pump 20th solved and replaced by the centrifugal pump module 30. Then the lid 12 is unchanged the centrifugal pump module 30 attached and with correspondingly longer clamping screws 18 connected to the engine block 17. The impeller 35 of the centrifugal pump is driven either by an appropriate connection with the cylindrical approach of the impeller 5 or but by a correspondingly lengthened, exchanged shaft 10 ', which extends through the impeller 5 extends through and into the impeller 35. All other components of the shown in Figure 1 Pumps can continue to be used identically. The seals 13 have the same arrangements and cross sections like the new seals 13 'to be added.

Die vorgeschaltete normale und nicht selbstansaugende Kreiselpumpe 30 hat dabei den Effekt, daß die Pumpleistung insgesamt vergrößert wird und das Druckgefälle in der selbstansaugenden Pumpe 20 weniger stark ausgeprägt ist, so daß sich bei einer solchen Konstruktion Kavitationen, wie sie bei manchen Pumpmedien auftreten können, leichter vermeiden lassen. Beim Anlaufen der Pumpe unter Selbstansaugbedingungen erzielt dabei die vorgeschaltete Kreiselpumpe 30 keine nennenswerte Saugwirkung, sondern das Ansaugen erfolgt zunächst im wesentlichen nur durch die selbstansaugende Pumpe 20, die das zu pumpende Medium durch die vorgeschaltete Kreiselpumpe 30 hindurchsaugt. Sobald dieser Ansaugvorgang abgeschlossen ist und das entsprechende flüssige Pumpmedium in die vorgeschaltete Kreiselpumpe 30 einströmt, entfaltet auch diese eine spürbare Zusatzpumpwirkung, so daß die gesamte Pumpe dann eine entsprechend höhere Pumpleistung zeigt.The upstream normal and not self-priming centrifugal pump 30 has the effect that the overall pump capacity is increased and the pressure drop in the self-priming pump 20 is less pronounced, so that there is cavitation in such a construction, as in some pump media can occur, can be avoided more easily. When the pump starts up The upstream centrifugal pump 30 does not achieve any self-priming conditions worth mentioning Suction effect, but the suction takes place initially only through the self-priming Pump 20, which sucks the medium to be pumped through the upstream centrifugal pump 30. As soon as this suction process is complete and the corresponding liquid Pump medium flows into the upstream centrifugal pump 30, this also develops a noticeable Additional pumping action, so that the entire pump then has a correspondingly higher pumping capacity shows.

Es versteht sich, daß anstelle lediglich eines Kreiselpumpenmoduls 30 auch mehrere solcher Module vorgeschaltet werden können, wie dies im übrigen auch in der parallelen und noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 100 33 402.4 derselben Anmelderin offenbart ist.It is understood that instead of only one centrifugal pump module 30, several such modules are also used can be connected upstream, as is also the case in the parallel and not yet published German patent application No. 100 33 402.4 of the same applicant is disclosed.

Claims

Self-priming centrifugal pump with a suction cover (2) with suction opening (3), an impeller (5), a flow channel housing (6) receiving the impeller (5), a pressure-side opening in the flow channel housing (6) and one in the peripheral area between the pressure-side opening and the Interruption area (22) provided for the suction opening (3), characterized in that all parts of the pump that are acted upon by the pump medium are made of or are coated with a material that meets sterility requirements, and that the suction cover (2) and the flow channel housing (6) and all others Static components of the pump acted upon by the pump medium are sealed against one another with seals exposed to the functional spaces.

Self-priming centrifugal pump according to claim, characterized in that the cross-sectional contour of the seals (13, 14, 15) protrudes into the contour of the inner surfaces of the components of the pump which is intended to continue in the area of the seals.

Self-priming centrifugal pump according to Claim 1, in which the contour of at least one of the seals (13, 14, 15) does not protrude into the region of the seal of the inner walls of the pump components, so that the seal completely lies behind the contour of the inner surfaces of the pump recessed recess are accommodated, characterized in that the remaining connection opening between the surface of the seal and the interior space acted upon by the pump medium has an aspect ratio of <2, preferably <1, in cross section.

Self-priming centrifugal pump according to claim 3, characterized in that the access opening has the shape of a gap with a minimum gap width of 0.5 mm.

Self-priming centrifugal pump according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the area of a seal which can be acted upon by the pump medium is at most twice the free cross-section of an access opening leading from the interior of the pump to this area.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the seals are essentially sealing rings with a circular or elliptical cross section.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the surface sections of the pump components adjoining the contact surfaces with the seals are curved away from the surface of the sealing ring or under one with a radius of curvature which corresponds to at most three times the radius of curvature of the sealing ring cross-section Angles of at least 30 ° to a tangent to the surface of the sealing ring.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the impeller (5) is mounted sealed on the shaft (10) of the pump (20).

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flow channel (7) with the exception of the interrupter area (22) is also widened in the radial direction in the area surrounding the impeller.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the flow channel at its end remote from the suction opening (3) in the circumferential direction has a tapering pressure section (7 ") with an outlet opening into a pressure chamber (9) shortly before the interruption area, preferably a radially degassing bore (19) connects the volume acted upon by the impeller to the pressure chamber (9) radially inside the tapering channel region.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that the gap width between the blade edges of the impeller (5) on the one hand and the suction disc (2) and the wall of the flow channel housing (6) in the interrupter area (22) is both axially and radially smaller is less than 0.5 mm and preferably less than 0.3 mm.

Self-priming centrifugal pump according to claim 11, characterized in that the axial gap width in the interrupter area is 0.2 mm or less on both sides.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 12, characterized in that a pressure chamber (9) is provided which is largely parallel to the flow channel (7) and partially surrounds the flow channel (7) and opens into a radial or tangential pressure connection (17).

Self-priming centrifugal pump according to claim 13, characterized in that the pressure chamber (9) is formed by the interior of a pot-shaped housing (8) which is provided with a central bore for the drive shaft (10) of the impeller (5).

Self-priming centrifugal pump according to claim 14, characterized in that the outside diameter of the pressure chamber housing (8) is equal to the diameter of the flow channel housing (6), which has a step-shaped taper on its outside, the outside diameter of which corresponds to the inside diameter of the pressure chamber housing (8).

Self-priming centrifugal pump according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the shaft has a sliding seal in the pressure chamber (9) and at the transition from the pressure chamber (9) to the pump chamber.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 16, characterized in that the shaft (10) and / or the impeller (5) connected to the shaft (10) is provided in the form of an axial plain bearing in the area of the suction cover (2) ,

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 17, characterized in that the pump is preceded by one or more stages of non-self-priming centrifugal pumps.

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 18, characterized in that the suction disk (2), flow channel housing (6), pressure chamber housing (8) and optionally also an inlet connection (1) made of a forgeable steel, preferably made of a chromium-molybdenum-nickel Low carbon steel are made.

Apparatus according to claim 19, characterized in that the impeller (5) is made essentially from the same material as the suction cover (2) and / or the flow channel housing (6).

Self-priming centrifugal pump according to one of claims 1 to 20, characterized in that the impeller (5) is made of a mechanically stable and chemically resistant plastic or is coated with such.

Self-priming centrifugal pump according to claim 21, characterized in that the slide bearing (4) for the shaft in the area of the suction cover (2) is made in one piece with the material of the impeller (1) or an impeller coating.