Pumpenaggregat mit Flüssigkeitsringpumpe

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat, das eine Flüssigkeitsringpumpe und eine Anschlusseinheit umfasst

[0002] Flüssigkeitsringpumpen oder -kompressoren sind seit langem bekannt und werden in den verschiedensten verfahrenstechnischen Prozessen eingesetzt. Beispielhaft seien hier der Einsatz in Anlagen zur Kunststoff- oder Arzneimittelherstellung, zur Getränkeabfüllung, zur Papierherstellung, und der Einsatz in medizintechnischen oder lebensmitteltechnischen Sterilisatoren genannt.

[0003] Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen oder -Kompressoren arbeiten nach dem Verdrängerprinzip, wobei - in der am weitesten verbreiteten Bauweise - ein motorbetriebenes, mit Schaufeln versehenes Laufrad exzentrisch in einem Pumpengehäuse angeordnet ist, das einen Innenraum mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt aufweist. In dem Pumpengehäuse befindet sich eine Betriebsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, die durch die Drehung des Laufrades in Rotation versetzt wird und einen Flüssigkeitsring ausbildet. Benachbarte Schaufeln des Laufrades definieren mit dem Flüssigkeitsring und der Nabe des Laufrades Kammern, die aufgrund der exzentrischen Lagerung des Laufrades ein von der Winkelposition der Kammer abhängiges Volumen besitzen, wobei der Flüssigkeitsring mehr oder weniger tief in die Kammer eindringt und dabei wie ein Verdrängerkolben wirkt. Außerdem sind Steuermittel vorgesehen, in denen Öffnungen, sogenannte Saug- und Drucköffnungen, ausgespart sind, über welche die Kammern mit dem Ein- bzw. Ausgang der Pumpe kommunizieren. Dabei befindet sich die Saugöffnung in dem Winkelbereich, in welchem eine Vergrößerung des Kammervolumens stattfindet, während die Drucköffnung in dem Winkelbereich mit sich verringerndem Kammervolumen angeordnet ist. Flüssigkeitsringpumpen sind insbesondere zur Förderung von Gasen und Dämpfen geeignet. Jedoch können in gewissem Umfang auch Flüssigkeitsströme mitgefördert werden. Prinzipbedingt wird beim Betrieb einer Flüssigkeitsringpumpe stets ein gewisser Anteil an aus dem Flüssigkeitsring stammender Betriebsflüssigkeit ausgetragen.

[0004] Die Betriebsflüssigkeit der Pumpe hat im wesentlichen drei Funktionen. Zum einen wirkt sie, wie oben erläutert, als Kolben der Verdrängungspumpe. Außerdem dichtet sie die einzelnen Kammern des Laufrades gegeneinander ab, so dass eine ölfreie Förderung des zu fördernden Fluides möglich ist. Die stetige Mitförderung eines Teils der Betriebsflüssigkeit erlaubt es außerdem, die im Betrieb auftretende Verdichtungswärme abzuführen. Es muß daher fortlaufend Betriebsflüssigkeit zugeführt werden, damit der Flüssigkeitsring auf konstantem Niveau gehalten wird.

[0005] Durch diesen prinzipiellen Aufbau ist die Flüssigkeitsringpumpe äußert verschleißarm, weist eine hohe Betriebssicherheit auf und erzeugt nur sehr geringe Eigengeräusche. Am weitesten verbreitet sind sogenannte axial beaufschlagte Pumpen. Dabei wird das Laufrad in axialer Richtung durch drehfest im Pumpenraum angeordnete Steuerscheiben begrenzt, in welchen die Saug- und Drucköffnungen ausgespart sind. Die Strömungsrichtung des in das Laufrad eintretenden und das Laufrad verlassenden Fluids ist axial, d.h. parallel zur Achse der Pumpenwelle, auf der das Laufrad sitzt. Beispiele solcher axial beaufschlagter Flüssigkeitsringpumpen, beispielsweise Pumpen in Lagerträgerbauweise, in Blockbauweise oder in Form einer an einem Lagerträger befestigten Blockpumpe, sind in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 298 09 258.1 U der Anmelderin beschrieben.

[0006] In der DE 10330541 A1 wird eine Drehschieber-Vakuumpumpe beschrieben, wobei welcher die Einlassvorkammern auf einer Seite der Pumpe und die Ausslassnachkammern auf der anderen Seite der Pumpe angeordnet sind. Die dort beschriebene Anordnung ist speziell auf die pneumatischen Verhältnisse einer Drehschieber-Vakuumpumpe ausgelegt und nicht auf Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen übertragbar.

[0007] Dokument US 2 532 267 A zeigt eine Flüssigkeitsringpumpe die einen integrierten Kühler aufweist.

[0008] Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen sind in ein- oder zweistufiger Ausführung weit verbreitet. Zweistufige Flüssigkeitsringpumpen werden in Anwendungen benutzt, die relativ hohe Vakua erfordern. Die zweistufige Flüssigkeitsringpumpe kann Enddrücke erreichen, die typischerweise zwischen 150 - 25 mm Hg liegen.

[0009] Im typischen Einsatz sind die Flüssigkeitsringpumpen Teil von mehr oder weniger komplexen Pumpenaggregaten, die neben der eigentlichen Pumpe auch Saug- und Druckleitungen für das zu fördernde Medium, Druckluftleitungen, Flüssigkeitsabscheider, Flüssigkeitskondensatoren, Wärmetauscher, usw. umfassen. Derartige Pumpenaggregate bestehen typischerweise aus einzelnen Bauteilen, die über Leitungen miteinander verbunden sind und für den jeweils spezifischen Anwendungszweck zusammengestellt werden. Derartige Pumenaggregate sind daher in der Konstruktion relativ kompliziert und teuer und können nur aufwändig an unterschiedliche Aufgabenstellungen angepasst werden. Auch die Wartung einzelner Baugruppen des Pumpenaggregats ist arbeitsintensiv, da zahlreiche Anschlüsse ab- und wieder angebaut werden müssen.

[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zu Grunde, ein Pumpenaggregat bereitzustellen, das einfach und platzsparend aufgebaut ist, und das eine einfache Wartung der Pumpe selbst, insbesondere der Flüssigkeitsringpumpe ermöglicht.

[0011] Gelöst wird dieses technische Problem durch das Pumpenaggregat gemäß vorliegendem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

[0012] Die Erfindung betrifft demnach ein Pumpenaggregat, das eine Flüssigkeitsringpumpe, und eine Anschlusseinheit umfasst, wobei die Flüssigkeitsringpumpe ein Pumpengehäuse aufweist, welches einen ersten Arbeitsraum umgibt, der über eine erste Steuerscheibe mit einer Ansaugöffnung für ein zu förderndes Fluid kommuniziert, und in dem ein erstes, drehfest mit einer Antriebswelle verbundenes Laufrad exzentrisch angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe lösbar mit der Anschlusseinheit verbunden ist und dass die Anschlusseinheit einen Saugstutzen aufweist, der mit der Ansaugöffnung der Pumpe kommuniziert.

[0013] Die Erfindung schlägt demnach ein modular aufgebautes Pumpenaggregat vor, bei dem zumindest die Ansaugleitung für das zu fördernde Fluid nicht direkt mit der Ansaugöffnung der Flüssigkeitsringpumpe verbunden ist, sondern mit einer Anschlusseinheit, an welcher auch die Flüssigkeitsringpumpe lösbar befestigt werden kann und die für eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Ansaugstutzen der Anschlusseinheit und der Ansaugöffnung der Flüssigkeitsringpumpe saugt. Im Wartungsfall kann die Flüssigkeitsringpumpe daher einfach von der Anschlusseinheit gelöst werden ohne dass an den Saugleitungen eines gegebenenfalls komplexeren Pumpenaggregats Änderungen vorgenommen werden müssen. Zudem kann die Anschlusseinheit im Sinne eines modularen Aufbaus weitere Zusatzmodule aufweisen, die, gegebenenfalls ebenfalls lösbar oder nicht lösbar, mit der Anschlusseinheit verbunden werden können und die im Folgenden detaillierter erläutert werden.

[0014] Die Anschlusseinheit kann ein einfaches, plattenförmiges Modul sein, das beispielsweise an die Stirnseite des Pumpengehäuses der Flüssigkeitsringpumpe angeflanscht wird und, außer dem Saugstutzen, interne Kanäle und eine Öffnung aufweist, die über der Ansaugöffnung der Flüssigkeitsringpumpe liegt. Bevorzugt ist die Anschlusseinheit aber als Anschlussgehäuse ausgebildet, wobei die Flüssigkeitsringpumpe als Einschubeinheit lösbar in dem Anschlussgehäuse montiert ist. Somit kann die Flüssigkeitsringpumpe zu Wartungsarbeiten einfach aus dem Anschlussgehäuse herausgezogen werden.

[0015] Beispielsweise kann die Flüssigkeitsringpumpe als axiale Einschubeinheit ausgebildet sein, die axial oder radial zu dem Anschlussgehäuse hin abgedichtet ist. Dabei weist das Pumpengehäuse vorzugsweise eine im Wesentlichen zylindrische Allgemeinform auf. In zahlreichen Anwendungsfällen ist das zu fördernde Medium ein Gas/Flüssigkeits-Gemisch und/oder das Medium enthält nach Durchlaufen der Flüssigkeitsringpumpe noch Restanteile der Betriebsflüssigkeit der Pumpe. Gemäß einer Variante der Erfindung weist das Pumpenaggregat daher druckseitig einen integrierten ersten Flüssigkeitsabscheider auf. Durch Integration des Flüssigkeitsabscheiders in das Pumpenaggregat kann das Pumpenaggregat entsprechend kompakt ausgebildet werden. Bei dem ersten Flüssigkeitsabscheider kann es sich beispielsweise um einen Zyklonabscheider handeln.

[0016] Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der integrierte erste Flüssigkeitsabscheider in der Anschlusseinheit angeordnet. Beispielsweise kann sich der Flüssigkeitsabscheider unmittelbar an die Drucköffnung der Flüssigkeitsringpumpe anschließen. Eine derartige Ausführungsform wird vorzugsweise bei einer einstufigen Flüssigkeitsringpumpe verwendet, insbesondere bei einer einstufigen Flüssigkeitsringpumpe in Blockbauweise, bei der die Saugöffnung und die Drucköffnung an der Stirnseite der Pumpe vorgesehen sind.

[0017] Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der integrierte erste Flüssigkeitsabscheider zwischen dem Pumpengehäuse und einem die Antriebswelle antreibenden Motor der Flüssigkeitsringpumpe angeordnet. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise gewählt werden, wenn sich die Drucköffnung auf der bezüglich des Laufrads gegenüberliegenden Seite der Saugöffnung befindet. Eine derartige Anordnung kann man beispielsweise auch wählen, wenn eine mehrstufige, insbesondere eine zweistufige Flüssigkeitsringpumpe eingesetzt wird und die Drucköffnung der zweiten Stufe in Richtung Motor der Pumpe orientiert ist.

[0018] Bei beiden Varianten kann man vorsehen, dass der integrierte erste Flüssigkeitsabscheider wenigstens eine Auslassöffnung für das zu fördernde Fluid aufweist, die in einen in der Anschlusseinheit vorgesehenen Zwischenraum mündet. Dieser Zwischenraum kann beispielsweise eine Verbindung zwischen dem ersten Abscheider und einem zweiten, nachgeschalteten Abscheider darstellen.

[0019] Gemäß einer Variante, insbesondere, wenn die Anschlusseinheit als plattenförmiges Element an der Stirnseite der Flüssigkeitsringpumpe ausgebildet ist, kann dieser Zwischenraum ein sich an den ersten Abscheider anschließendes Kanalstück innerhalb des plattenförmigen Elementes sein. Gemäß einer anderen Variante, insbesondere wenn die Anschlusseinheit als Anschlussgehäuse ausgebildet ist und die als Einschubeinheit ausgebildete Flüssigkeitsringpumpe zumindest teilweise umgibt, kann der Zwischenraum auch zwischen dem Pumpengehäuse der Flüssigkeitsringpumpe und dem Anschlussgehäuse ausgespart sein. Der Auslass des ersten Flüssigkeitsabscheiders mündet dann in diesen Zwischenraum.

[0020] Vorzugsweise weist das Pumpenaggregat einen zweistufigen Flüssigkeitsabscheider auf, so dass die Anschlusseinheit einen zweiten Flüssigkeitsabscheider umfasst, der wiederum mit dem in der Anschlusseinheit vorgesehenen Zwischenraum kommuniziert. Der zweite Flüssigkeitsabscheider kann beispielsweise ein Gravitationsabscheider sein.

[0021] Die Anschlusseinheit kann außerdem einen Kondensator für das zu fördernde Fluid aufweisen. Der Kondensator ist vorzugsweise zwischen dem Saugstutzen der Anschlusseinheit und der Saugöffnung des Pumpengehäuses angeordnet. In dem Kondensator kann eine Kühlung des zu fördernden Fluids stattfinden, um einzelne Komponenten des Fluidgemisches als Flüssigkeit abzuscheiden (beispielsweise Wasser aus einem zu fördernden Wasserdampf/Luft-Gemisches). Dazu weist die Anschlusseinheit vorzugsweise wenigstens einen Einlassstutzen und einen Auslassstutzen für ein den Kondensator durchströmendes Kühlmedium, beispielsweise Kühlwasser, auf. Der Kondensator kann abnehmbar an der Anschlusseinheit montiert sein wobei die entsprechenden Durchlassöffnungen für das zu fördernde Fluid und/oder das Kühlmedium verschließbar sind, wenn der Kondensator abgenommen ist.

[0022] Je nach Art des zu fördernden Fluids und/oder der zu erzielenden Förderdrücke kann es zu einem erheblichen Wärmeeintrag in die Betriebsflüssigkeit der Flüssigkeitsringpumpe kommen. Vorzugsweise weist die Anschlusseinheit daher auch einen Wärmetauscher auf, der mit der Betriebsflüssigkeit der Vakuumpumpe kommuniziert. Die Anschlusseinheit kann in diesem Fall auch Einlassstutzen und Auslassstutzen für ein Kühlmedium des Wärmetauschers umfassen. Im Sinne eines modularen Aufbaus kann der Wärmetauscher wiederum abnehmbar an der Anschlusseinheit montiert sein.

[0023] Die Anschlussstutzen für das zu fördernde Fluid und/oder Kühlmedium können an dem Kondensator oder dem Wärmetauscher direkt vorgesehen sein. Vorzugsweise weisen der Wärmetauscher und der Kondensator jedoch keine eigenen Anschlussstutzen auf, sondern kommunizieren über entsprechende Öffnungen mit dem Grundkörper der Anschlusseinheit. Alle erforderlichen Anschlussstutzen können in diesem Fall an dem Grundkörper der Anschlusseinheit vorgesehen sein. Somit kann das erfindungsgemäße Pumpenaggregat schnell und unkompliziert an unterschiedliche Aufgabenstellungen angepasst werden. Beispielsweise können der Kondensator und/oder der Wärmetauscher von unterschiedlichen Kühlmedien durchströmt werden.

[0024] Die Kühlung der Betriebsflüssigkeit der Pumpe im Wärmetauscher kann als Durchlaufkühlung oder als offene oder geschlossene Umlaufkühlung erfolgen. Bei der Durchlaufkühlung wird die Vakuumpumpe wird mit frischem Kühlmedium (z.B. Frischwasser gespeist und anschließend das, beispielsweise in das Abwassersystem, abgeleitet. Der Flüssigkeitsbedarf entspricht dabei dem hydraulisch notwendigen Bedarf, also der Menge, die die Vakuumpumpe aus einem nebenstehenden, bis Wellenhöhe gefüllten Vorlagebehälter selber saugt. Bei der offenen Umlaufkühlung ist die Vakuumpumpe mit einem Abscheider versehen, in dem das Gas-Flüssigkeitsgemisch getrennt wird und ein Teil der Betriebsflüssigkeit in die Vakuumpumpe zurück geht. Es wird in der Rückleitung zur Vakuumpumpe Frischwasser eingespeist. Der Flüssigkeitsbedarf entspricht in diesem Fall dem thermodynamisch notwendigen Bedarf. Flüssigkeit wird nur insoweit zugeführt, so dass der Einfluss der Minderung des Saugvermögens durch den erhöhten Dampfdruck wirtschaftlich ist. Bei der geschlossenen Umlaufkühlung wird die gesamte Betriebsflüssigkeit im druckseitigen Abscheider vom Gas getrennt und über einen Wärmetauscher zurückgekühlt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats wird für die geschlossene Umlaufkühlung der notwendige Wärmetauscher direkt an der Anschlusseinheit montiert. Ist außerdem eine Vorkondensation im Prozessfluid notwendig, so kann direkt an der Anschlusseinheit auch ein Kondensator montiert werden. Die Wärme wird hierbei an ein zur Verfügung stehendes Kühlmedium abgegeben. In beiden Fällen kann das Kühlmedium sowohl gasförmig (vorzugsweise Luft) als auch flüssig (vorzugsweise Wasser) sein. Andere Wärmesenken sind auch möglich.

[0025] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Saugstutzen der Anschlusseinheit und der Saugöffnung des Pumpengehäuses ein Ventil zur Steuerung der Kondensation von in dem zu fördernden Fluid enthaltenem Dampf angeordnet. Beim Anlaufen der Pumpe kann beispielsweise das Ventil weitgehend geschlossen werden um in dem vorgeschaltenen Kondensator eine weitgehende Kondensation von in dem Fluidgemisch enthaltenem Flüssigkeitsdampf zu ermöglichen.

[0026] Das Ventil kann beispielsweise als druckgesteuertes Schieberventil ausgebildet sein, jedoch können auch andere Ventiltypen, wie Sitz- oder Kugelventile verwendet werden. Die Betätigung des Ventils kann alternativ auch durch andere Aktuatoren, wie beispielsweise Magnete oder Fluidkolben erfolgen. Auch eine manuelle Betätigung des Ventils ist denkbar.

[0027] Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats ist die Flüssigkeitsringpumpe mehrstufig, vorzugsweise zweistufig ausgebildet. In diesem Fall kann die Flüssigkeitsringpumpe einen zweiten Arbeitsraum umfassen, der über eine zweite Steuerscheibe mit einer Drucköffnung kommuniziert und in dem ein zweites Laufrad angeordnet ist, wobei der zweite Arbeitsraum gegenüber dem ersten Arbeitsraum drehversetzt ist. Damit können durch die exzentrische Anordnung des Laufrades im Pumpengehäuse resultierenden Kräfte gleichmäßiger verteilt werden, so dass eine weitere Lagerung der Antriebswelle auf der vom Antriebsmotor wegweisenden Seite des Pumpengehäuses nicht mehr erforderlich ist und auch bei der zweistufigen Pumpe eine Blockbauweise ermöglicht wird, bei der das Pumpengehäuse direkt an einen Antriebsmotor oder einen Lagerbock angeflanscht ist. Unter dem Begriff "drehversetzt" ist im vorliegenden Zusammenhang folgendes zu verstehen: Die Längsachse der Antriebswelle, auf der die beiden Laufräder drehfest angeordnet sind, ist in beiden Arbeitsräumen identisch. Der zweite Arbeitsraum ist nun so gegenüber dem ersten Arbeitsraum gedreht, dass die jeweiligen Exzentritäten in radialer Richtung verschieden orientiert sind. Im Fall der üblicherweise verwendeten hohlzylindrischen Arbeitsräume bedeutet dies gleichzeitig, dass die Längsachsen der beiden Arbeitsräume gegeneinander versetzt sind.

[0028] Vorteilhaft wird man den zweiten Arbeitsraum so gegenüber dem ersten Arbeitsraum verdrehen, dass ein vom Mittelpunkt des ersten Arbeitsraums zum Mittelpunkt der Antriebswelle gerichteter Vektor gegenüber einem vom Mittelpunkt des zweiten Arbeitsraums zum Mittelpunkt der Antriebswelle gerichteten Vektor um einen Winkel zwischen 150° und 220° drehversetzt ist. Für einen möglichst weitgehenden Ausgleich der auf die Welle wirkenden Radialkräfte beträgt der Winkel vorzugsweise etwa 180°. Eine wesentlich kompaktere Ausbildung der erfindungsgemäßen zweistufigen Flüssigkeitsringpumpe erreichen lässt, wenn der Drehwinkel, um den die beiden Arbeitsräume drehversetzt sind, zwischen 180° und 210° und besonders bevorzugt etwa 195° beträgt. Bei einem solchen Drehversatz der beiden Arbeitsräume kann nämlich auf den bei bekannten zweistufigen Flüssigkeitsringpumpen zwischen den beiden Arbeitsräumen vorgesehenen Verbindungsraum verzichtet werden, so dass der erste Arbeitsraum von dem zweiten Arbeitsraum nur durch eine einzige Steuerscheibe getrennt ist, die in der vorliegenden Nomenklatur als "dritte Steuerscheibe" bezeichnet wird, obwohl sie, in Förderrichtung gesehen, zwischen der ersten und zweiten Steuerscheibe angeordnet ist. In dieser dritten Steuerscheibe ist ein Verbindungsschlitz ausgespart, der gleichzeitig als Druckschlitz des ersten Arbeitsraums und als Saugschlitz des zweiten Arbeitsraums wirkt. Für diese Variante der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringpumpe werden also lediglich drei Steuerscheiben benötigt, während eine herkömmliche zweistufige Flüssigkeitsringpumpe in Lagerträgerbauweise vier Steuerscheiben benötigt. Durch den Wegfall des Verbindungsraums und der vierten Steuerscheibe kann die erfindungsgemäße Flüssigkeitsringpumpe in axialer Richtung auch wesentlich kompakter ausgebildet werden, was die auf die motorseitige einzige Lagerung der Antriebswelle wirkenden Kräfte weiter reduziert und zu einer zusätzlichen Geräuschverminderung beiträgt. Bevorzugt weist der Verbindungsschlitz in der den ersten von dem zweiten Arbeitsraum trennenden Steuerscheibe im wesentlichen die Geometrie eines herkömmlichen Saugschlitzes auf, d.h. der Schlitz hat zunächst eine geringe Breite, die sich, in Drehrichtung des Laufrades gesehen, langsam vergrößert. Es wurde gefunden, dass eine derartige Geometrie des Verbindungsschlitzes in seiner Eigenschaft als Druckschlitz des ersten Arbeitsraums keine Nachteile mit sich bringt.

[0029] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringpumpe weisen die zweite und dritte Steuerscheibe keine zusätzlichen Drucköffnungen auf, wie sie von den einstufigen Pumpen her bekannt sind. Trotzdem ist die Förderleistung der erfindungsgemäßen Pumpe auch bei unterschiedlichen Druckverhältnissen zufriedenstellend, so dass weder eine nennenswerte Rückströmung noch eine Überverdichtung bei nicht übermäßigen Abweichungen von den optimalen Druckverhältnissen auftreten. Die erfindungsgemäße Pumpe ist daher relativ preisgünstig herstellbar, da aufwendige konstruktive Maßnahmen, wie sie mit ventilbeaufschlagten zusätzlichen Drucköffnungen verbunden sind, entfallen. Vorzugsweise sind die beiden Arbeitsräume im wesentlichen als Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Die Antriebswelle mit den daran drehfest angebrachten Laufrädern wird dann exzentrisch durch die Arbeitsräume geführt. Es ist aber auch möglich, die exzentrische Anordnung des Laufrades durch eine besondere Formgebung des Arbeitsraums, beispielsweise durch eine ellipsoidale Form zu realisieren. Besitzt der Arbeitsraum einen elliptischen Querschnitt, wie dies bei doppelwirkenden Pumpen der Fall ist, so kann der Mittelpunkt der Ellipse auch auf der Achse der Antriebswelle liegen.

[0030] Die beiden Arbeitsräume können unterschiedlichste Formen aufweisen. Besonders vorteilhaft besitzt das Pumpengehäuse aber insgesamt eine im wesentlichen zylindrische Allgemeinform und die versetzt angeordneten Arbeitsräume werden in Segmenten des Pumpengehäuses mit identischem Außendurchmesser ausgespart.

[0031] In der dritten Stufe kann außerdem eine Bohrung als interner Kavitationsschutz vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Pumpengehäuse auch einen Druckluftanschluss als externen Kavitationsschutz aufweisen.

[0032] Die Flüssigkeitsringpumpe ist in dem erfindungsgemäßen Pumpenaggregat vorzugsweise in Blockbauweise ausgebildet, wobei das Pumpengehäuse direkt an den Antriebsmotor angeflanscht ist.

[0033] Bei der zweistufigen Ausführungsform der Pumpe ist zwischen den Pumpenstufen keine spezielle Gasabdichtung erforderlich, da die Gasabdichtung im Betrieb durch die Betriebsflüssigkeit, die den Flüssigkeitsring ausbildet erfolgt. Insbesondere bei den Ausführungsformen, bei denen die Anschlusseinheit als Anschlussgehäuse ausgebildet ist, in das die Flüssigkeitsringpumpe als Einschubeinheit eingesetzt werden kann, stellt eventuell austretende Betriebsflüssigkeit kein Problem dar, da diese in dem Anschlussgehäuse aufgefangen und zurückgeführt werden kann.

[0034] Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat ist für vielfältigste Anwendungen geeignet, insbesondere Anwendungen, bei denen kompakte Bauweise und Wartungsfreundlichkeit besonders wichtig sind. Ein typischer Anwendungsbereich stellt die Verwendung als Kompaktanlage für Sterilisatoren dar. In dem Pumpenaggregat sind alle Komponenten wie Vakuumpumpe, Abscheider, Kondensator und optionaler Wärmetauscher bereits miteinander verrohrt. Es müssen lediglich die Prozessanschlüsse verbunden werden und die Anlage ist einsatzbereit.

[0035] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0036] In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats mit einstufiger Flüssigkeitsringpumpe;

Fig. 2

das Pumpenaggregat der Fig. 1 im Teilschnitt entlang der Linie II-II;

Fig. 3

die Pumpe der Fig. 1 im Teilschnitt entlang der Linie III-III;

Fig. 4

eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats mit zweistufiger Flüssigkeitsringpumpe;

Fig. 5

die als Einschubeinheit ausgebildete Flüssigkeitsringpumpe des Pumpenaggregats der Fig. 4;

Fig. 6

das Anschlussgehäuse des Pumpenaggregats der Fig. 4;

Fig. 7

das Anschlussgehäuse mit eingesetzter zweistufiger Flüssigkeitsringpumpe des Pumpenaggregats der Fig. 4 im axialen Längsschnitt;

Fig. 8

eine Detaildarstellung des ersten Flüssigkeitsabscheiders aus Fig. 7;

Fig. 9

eine Draufsicht auf den Flüssigkeitsabscheider der Fig. 8;

Fig. 10

einen Querschnitt des Pumpenaggregats der Fig. 4 entlang der Linie X-X;

Fig. 11

eine schematische Darstellung der Medienführung von der ersten zur zweiten Pumpenstufe des Pumpenaggregats der Fig. 4 in der Draufsicht auf die erste und zweite Pumpenstufe;

Fig. 12

eine Draufsicht auf die Innenseite der druckseitigen Steuerscheibe 147 und des sich anschließenden ersten Flüssigkeitsabscheiders 128 der zweiten Pumpenstufe des Pumpenaggregats der Fig. 4;

Fig. 13

eine Detailansicht des Steuerventils zur Steuerung der Kondensation des Pumpenaggregats der Fig. 4;

Fig. 14

zeigt eine Draufsicht auf die Stirnfläche der Anschlusseinheit 112 der Fig. 6; und

Fig. 15

einen Längsschnitt der Anschlusseinheit der Fig. 14 entlang der Linie XV-XV.

[0037] In Fig. 1 ist eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats dargestellt. Das Pumpenaggregat 10 umfasst eine Flüssigkeitsringpumpe 11 und eine Anschlusseinheit 12, die in der dargestellten Ausführungsform als Anschlussgehäuse 13 ausgebildet ist, welches einen Teil des Pumpengehäuses 14 umgreift. Das Pumpengehäuse 14 ist lösbar an der Anschlusseinheit 12, 13 angeflanscht.

[0038] Wie man insbesondere der Darstellung der Fig. 2 entnimmt, weist die Flüssigkeitsringpumpe 11 einen von dem Pumpengehäuse 14 umgebenen Arbeitsraum 15 auf, in welchem ein drehfest mit einer Antriebswelle 16 verbundenes Laufrad 17 exzentrisch angeordnet ist. Der Arbeitsraum 15 wird stirnseitig von einer Steuerscheibe 18 begrenzt, in welcher eine Ansaugöffnung 19 ausgespart ist. Die Anschlusseinheit weist einen Saugstutzen 20 auf, der mit der Ansaugöffnung (19) der Flüssigkeitsringpumpe über einen von der Anschlusseinheit begrenzten Verbindungsraum 21 kommuniziert.

[0039] Die Flüssigkeitsringpumpe 11 weist außerdem in an sich bekannter Weise einen Antriebsmotor 22 auf, der mit der Antriebswelle 16 verbunden ist. Man erkennt in den Fig. 1 und 2 jedenfalls eine Steuereinheit 23 für den Antriebsmotor 22. Die Anschlusseinheit 12 weist außerdem einen lösbar an die Stirnseite 24 der Anschlusseinheit 12 angeflanschten Wärmetauscher 25 auf, der im dargestellten Beispiel zur Kühlung der Betriebsflüssigkeit der Flüssigkeitsringpumpe dient. Dazu weist die Anschlusseinheit einen Einlassstutzen 26 und einen Auslassstutzen 27 für ein Kühlmedium auf, welches im Inneren der Anschlusseinheit 12 über entsprechende, in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellte Verbindungsöffnungen in den Wärmetauscher 25 geleitet wird.

[0040] Wie man in Fig. 3 erkennt weist das Pumpenaggregat 10 druckseitig einen ersten Flüssigkeitsabscheider 28 auf. Der Flüssigkeitsabscheider 28 weist ringförmige Gehäuserippen 29 auf, welche die Drucköffnungen 30 in der Steuerscheibe 18 derart umgeben, dass das über die Drucköffnungen 30 austretende Gemisch in einer Rotationsbewegung geführt wird, so dass Flüssigkeit an den Gehäuserippen 29 abgeschieden werden kann, während die gasförmigen Anteile des Fluidgemisches mit Restflüssigkeit über einen Spalt 31 in einen in der Anschlusseinheit ausgesparten Zwischenraum 32 strömen können. Im dargestellten Beispiel ist das Pumpenaggregat mit einem zweistufigen Abscheider versehen, so dass das Fluidgemisch aus dem Zwischenraum 32 über Öffnungen 33 in die nachgeschaltete zweite Abscheiderstufe 34 gelangen kann, die als Gravitationsabscheider ausgebildet ist. In der zweiten Abscheiderstufe 34 wird das Fluidgemisch beruhigt und über mehrere Umlenkbleche geführt, so dass das weitgehend von Flüssigkeitsanteilen befreite Gas über eine Auslassöffnung 35 in die Umgebung austreten kann. Die Auslassöffnung 35 kann einen (nicht dargestellten) Anschlussstutzen aufweisen, an den beispielsweise ein Schalldämpfer und/oder eine Abgasleitung angebaut werden können.

[0041] In den Figuren 4 bis 15 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats dargestellt, bei der Bauelemente, welche dieselbe oder eine vergleichbare Rolle wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 spielen, mit den gleichen aber um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Diese Bauelemente werden im Folgenden nicht mehr detaillierter erläutert.

[0042] Dabei zeigt Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats 110, das bei dieser Ausführungsform mit einer zweistufige Flüssigkeitsringpumpe 111 ausgerüstet ist. Die Flüssigkeitsringpumpe 111 ist als Einschubeinheit in die als Anschlussgehäuse 113 ausgebildete Anschlusseinheit 112 eingesetzt. In diesem Beispiel weist das Anschlussgehäuse 113 des Pumpenaggregats 100 nicht nur einen Wärmetauscher 125 für die Betriebsflüssigkeit, sondern auch einen Kondensator 140 für das zu fördernde Fluid auf, welcher der Ansaugöffnung der Flüssigkeitsringpumpe vorgeschaltet ist. Der Ansaugstutzen 120 ist im dargestellten Beispiel direkt an dem Kondensator 140 angeordnet. Er könnte jedoch auch alternativ an dem Anschlussgehäuse 113 vorgesehen sein. Der Kondensator 140 weist außerdem Anschlussstutzen 141, 142 für ein Kühlmedium auf. Entsprechend sind an den Wärmetauscher 125 Anschlussstutzen 126, 127 für das Kühlmedium vorgesehen. Sowohl der Kondensator 140 als auch der Wärmetauscher 125 sind als lösbar anflanschbare Module ausgebildet, die je nach Bedarf an dem Anschlussgehäuse 113 angebracht werden können.

[0043] In Fig. 5 ist die als Einschubeinheit ausgebildete Flüssigkeitsringpumpe 111 des Pumpenaggregats 110 der Fig. 4 in einem aus dem Anschlussgehäuse 113 herausgezogenen Zustand dargestellt. In dieser Darstellung erkennt man auch die Saugöffnung 119 der Flüssigkeitsringpumpe 111, die im eingebauten Zustand durch das Anschlussgehäuse 113 mit dem Saugstutzen 120 kommuniziert. Die Saugöffnung befindet sich auf Höhe eines (in der Figur nicht erkennbaren) Saugschlitzes in der ersten Steuerscheibe 118. Ferner ist die zylindrische Allgemeinform des Pumpengehäuses gut erkennbar, wodurch die Pumpe 111 besonders einfach als Einschubeinheit in das Anschlussgehäuse 113 eingebaut werden kann.

[0044] In Fig. 6 wiederum ist das Anschlussgehäuse 113 separat, ohne eingebaute Flüssigkeitsringpumpe und ohne die an der Stirnseite 124 des Anschlussgehäuses angebrachten Kondensatoren 140 und Wärmetauscher 125 dargestellt. Falls auch im Betrieb kein Wärmetauscher verwendet werden soll, kann alternativ zu dem Ansaugstutzen 120 auch eine der verschließbaren Öffnungen 120a, 120b des Anschlussgehäuses 113 als Ansaugstutzen dienen.

[0045] Fig. 7 zeigt das Anschlussgehäuse 113 des Pumpenaggregats 110 der Fig. 4 mit eingesetzter Flüssigkeitsringpumpe 111, allerdings - der besseren Übersichtlichkeit halber - ohne den angeflanschten und mit der Antriebswelle 116 verbundenen Antriebsmotor 122, im axialen Längsschnitt.

[0046] Wie man insbesondere den Figuren 5 und 7 entnehmen kann, ist die Flüssigkeitsringpumpe 111 in diesem Ausführungsbeispiel zweistufig ausgebildet. Das Pumpengehäuse 114 besteht aus einem ersten ringförmigen Segment 143, das den ersten Arbeitsraum 115 umgibt mit dem darin angeordneten ersten Laufrad 117, und einem zweiten ringförmigen Segment 144, das den zweiten Arbeitsraum 145 umgibt. In dem zweiten Arbeitsraum 145 ist auf derselben Antriebswelle 116 ein zweites Laufrad 146 angeordnet. Der zweite Arbeitsraum 145 wird druckseitig von einer zweiten Steuerscheibe 147 begrenz, in der (in den Figuren nicht erkennbare, aber an sich bekannte) Drucköffnungen ausgespart sind. Zwischen den ersten Arbeitsraum 115 und zweiten Arbeitsraum 145 befindet sich eine einzelne dritte Steuerscheibe 148. Der zweite Arbeitsraum 145 ist gegenüber dem ersten Arbeitsraum 115 um einen Winkel von 195° drehversetzt (vergl. auch Fig. 11). Dadurch kann auf einen zwischen den beiden Arbeitsräumen vorgesehenen Verbindungsraum verzichtet werden, so dass der erste Arbeitsraum 115 von dem zweiten Arbeitsraum 145 nur durch die dritte Steuerscheibe 148 getrennt ist, in der ein Verbindungsschlitz 149 (siehe Fig. 11) ausgespart, der gleichzeitig als Druckschlitz des ersten Arbeitsraums und als Saugschlitz des zweiten Arbeitsraums wirkt. Für diese Variante des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats werden also lediglich drei Steuerscheiben benötigt, während eine herkömmliche zweistufige Flüssigkeitsringpumpe in Lagerträgerbauweise vier Steuerscheiben benötigt. Durch den Wegfall des Verbindungsraums und der vierten Steuerscheibe kann die Flüssigkeitsringpumpe 111 in axialer Richtung auch wesentlich kompakter ausgebildet werden, was die auf die motorseitige einzige Lagerung der Antriebswelle wirkenden Kräfte weiter reduziert und zu einer zusätzlichen Geräuschverminderung beiträgt. Bei der dargestellten zweistufigen Ausführungsform der Flüssigkeitsringpumpe ist zwischen den Pumpenstufen keine spezielle Gasabdichtung erforderlich, da die Gasabdichtung im Betrieb durch die Betriebsflüssigkeit, die den Flüssigkeitsring ausbildet erfolgt.

[0047] In der zweiten Steuerscheibe 147, die den zweiten Arbeitsraum 145 druckseitig abschließt, ist ein (in Fig. 7 nicht erkennbarer, aber beispielsweise in den Figuren 10, 11 und 12 dargestellter) Druckschlitz 150 ausgespart, der in einen ersten Flüssigkeitsabscheider 128 mündet. In dieser zweiten Ausführungsform ist der erste Flüssigkeitsabscheider 128 zwischen der Flüssigkeitsringpumpe 111 und dem Antriebsmotor 122 angeordnet.

[0048] Der erste Flüssigkeitsabscheider 128 ist als Zyklonabscheider ausgebildet und in den Figuren 8 und 9 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 8 einen axialen Längsschnitt entsprechend der Fig. 7, entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 9. Die Fig. 9 selbst zeigt eine Draufsicht auf den Flüssigkeitsabscheider der Fig. 8. Das aus dem Druckschlitz 150 des zweiten Arbeitsraums 145 austretende Flüssigkeits/Gas-Gemisch wird in einer zirkulären Bahn in einen Innenraum 151 des ersten Abscheiders 128 geleitet, der durch ein ringförmiges Trennblech 152 axial in zwei Ebenen unterteilt wird. Die sich im äußeren Bereich des Innenraums 151 abscheidenden Flüssigkeit wird über eine Ablauf 153 im Bodenbereich des Abscheiders 128 abgeleitet, während das Gas mit eventueller restlicher Flüssigkeit im zentralen Bereich des Innenraums 151 weiter in Richtung Antriebsmotor 122 gefördert wird, bevor das Gas dann radial umgelenkt wird, damit es über Öffnungen 154 des ersten Flüssigkeitsabscheiders 128 in einen Ringraum 155 treten kann, der zwischen der Außenwand des Pumpengehäuses 114 und der Innenwand des Anschlussgehäuses 113 ausgespart ist. In dem ersten Flüssigkeitsabscheider 128 ist außerdem ein Kanal vorgesehen, der eine in den Ringraum 155 mündete Öffnung 156 und eine in den Innenraum 151 führende Öffnung 157 aufweist. Die Öffnung 156 liegt auf Höhe einer in der zweiten Steuerscheibe 147 ausgesparten Bohrung 158, so dass eine Verbindung zwischen dem Ringraum 155 und dem zweiten Arbeitsraum 145 der Flüssigkeitsringpumpe 111 hergestellt wird, was als Kaviationsschutz dient (vergl. auch Fig. 10). Zusätzlich kann das Pumpengehäuse auch einen Druckluftanschluss als externen Kavitationsschutz aufweisen.

[0049] Fig. 10 zeigt einen Querschnitt des Pumpenaggregats der Fig. 4 entlang der Linie X-X der Fig. 4. Man erkennt den zweiten Arbeitsraum 145 der Flüssigkeitsringpumpe 111 mit dem zweiten Laufrad 146 und der druckseitigen zweiten Steuerscheibe 147, in der der in den ersten Abscheider 128 mündende erste Druckschlitz 150 und die Kavitationsschutzbohrung 158 ausgespart sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Abscheider zweistufig ausgebildet. Der erste Flüssigkeitsabscheider weist wieder wenigstens eine Auslassöffnung für das zu fördernde Fluid auf, die in einen in der Anschlusseinheit vorgesehenen Zwischenraum mündet, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abscheider und einem zweiten, nachgeschalteten Abscheider bildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gelangt das aus dem ersten Zyklonabscheider 128 aus den Öffnungen 154 austretende Gas über einen den als Ringraum 155 ausgebildeten Zwischenraum in einen zweiten Abscheider 134, der wieder als Gravitationsabscheider ausgebildet ist, wo die Fluidströmung über Umlenkbleche 156 beruhigt und verlangsamt wird, so dass restliche in dem Fluidstrom enthaltene Flüssigkeit abscheiden kann. Das weitgehend flüssigkeitsfreie Gas kann dann das Pumpenaggregat 110 über die Ablassöffnung 135 verlassen.

[0050] In Fig. 11 ist die Medienführung von der ersten zur zweiten Pumpenstufe des Pumpenaggregats der Fig. 4 exemplarisch anhand einer Draufsicht auf die erste und zweite Pumpenstufe detaillierter dargestellt. Dabei wurde der besseren Verdeutlichung halber die dritte Steuerscheibe 148, die zwischen dem ersten Arbeitsraum 115 und dem zweiten Arbeitsraum 145 angeordnet ist, weggelassen. Lediglich der in der dritten Steuerscheibe 148 ausgesparte Verbindungsschlitz 149 ist in Fig. 11 gestrichelt dargestellt. In der dieser Draufsicht liegen die beiden Laufräder 117, 146 übereinander und man blickt auf die zweite Steuerscheibe 147, welche den zweiten Arbeitsraum 145 druckseitig abschließt. Wie man in dieser Darstellung besonders gut erkennt, ist der zweite Arbeitsraum 145 gegenüber dem ersten Arbeitsraum 115 drehversetzt. Die Längsachse der Antriebswelle 116, auf der die beiden Laufräder 117, 146 drehfest angeordnet sind, ist in beiden Arbeitsräumen identisch. Der zweite Arbeitsraum 145 ist so gegenüber dem ersten Arbeitsraum 115 gedreht, dass die jeweiligen Exzentritäten in radialer Richtung verschieden orientiert sind. Damit können durch die exzentrische Anordnung der Laufräder 117, 146 die im Pumpengehäuse 114 auftretenden Kräfte gleichmäßiger verteilt werden, so dass eine weitere Lagerung der Antriebswelle auf der vom Antriebsmotor 122 wegweisenden Seite des Pumpengehäuses nicht mehr erforderlich ist.

[0051] Fig. 12 ist eine Draufsicht auf die Innenseite der druckseitigen Steuerscheibe 147 und des sich anschließenden ersten Flüssigkeitsabscheiders 128.

[0052] Vor der Saugöffnung 119 des Pumpengehäuses 114 der Flüssigkeitsringpumpe 111 ist in Anschlusseinheit 112 in Fig. 13 detaillierter dargestelltes Ventil 160 zur Steuerung der Kondensation von in dem zu fördernden Fluid enthaltenem Dampf angeordnet. Das Ventil 160 ist als Schieberventil ausgebildet und wird von einem Kolben 161 betätigt, der mit Druckluft betrieben wird. Dazu weist das Anschlussgehäuse 112 einen Druckluftstutzen 162 auf (vergl. auch Fig. 4). Beim Anlaufen der Pumpe wird die Saugöffnung 119 über eine Ventilplatte 163 des Ventils 160 geschlossen, um in dem vorgeschaltenen Kondensator 140 eine weitgehende Kondensation von in dem Fluidgemisch enthaltenem Dampf zu ermöglichen. In der Ventilplatte 163 ist ein Loch 164 für den Kondensatabfluss in Richtung erster Stufe der Flüssigkeitsringpumpe ausgespart.

[0053] In den Figuren 14 und 15 ist die Frontpartie der Anschlusseinheit 112 detaillierter dargestellt. Fig. 14 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnfläche 124 der Anschlusseinheit 112 der Fig. 6 und Fig. 15 ist einen Längsschnitt entlang der Linie XV-XV der Fig. 14. Die Anschlüsse 120a, 120b für das zu fördernde Fluid in den Kondensator 140 bzw. die Anschlüsse 165, 166 für die Betriebsflüssigkeit in den Wärmetauscher 125, sowie in Anschlüsse 126, 127 bzw. 141, 142 für das Kühlwasser sind in Form einer Durchlaufkühlung oder einer offenen oder geschlossenen Umlaufkühlung konfigurierbar. Im dargestellten Beispiel, bei dem die Kühlwasserstutzen an dem Wärmetauscher bzw. dem Kondensator direkt vorgesehen sind, sind die Anschlüsse 141a, 142a bzw. 126a, 127a an der Stirnfläche 124 verschlossen und dichten lediglich eventuell an der Rückseite des Kondensators und des Wärmetauschers vorgesehen Öffnungen ab. Sie können aber auch geöffnet werden, um einen abgewandelten Kühlkreislauf zu konfigurieren, beispielsweise, wenn Kühlflüssigkeitsstutzen an der Anschlusseinheit angeordnet sind.

Ansprüche

1. Pumpenaggregat (10,110), das eine Flüssigkeitsringpumpe (11,111) und eine Anschlusseinheit (12,112) umfasst, wobei die Flüssigkeitsringpumpe (11,111) ein Pumpengehäuse (14,114) aufweist, welches einen ersten Arbeitsraum (15,115) umgibt, der über eine erste Steuerscheibe (18,118) mit einer Ansaugöffnung (19,119) für ein zu förderndes Fluid kommuniziert und in dem ein erstes drehfest mit einer Antriebswelle (16,116) verbundenes Laufrad (17,117) exzentrisch angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flüssigkeitsringpumpe (11,111) lösbar mit der Anschlusseinheit (12,112) verbunden ist und dass die Anschlusseinheit einen Saugstutzen (20,120) aufweist, der mit der Ansaugöffnung (19,119) der Flüssigkeitsringpumpe (11,111) kommuniziert, wobei die Anschlusseinheit (12,112) als Anschlussgehäuse (13,113) ausgebildet ist und die Flüssigkeitsringpumpe (11,111) als Einschubeinheit lösbar in dem Anschlussgehäuse (13,113) montiert ist.

2. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsringpumpe (11,111) als axiale Einschubeinheit ausgebildet ist, wobei das Pumpengehäuse (14,114) vorzugsweise eine im wesentlichen zylindrische Allgemeinform aufweist.

3. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsringpumpe (11,111) druckseitig einen integrierten ersten Flüssigkeitsabscheider (28,128) aufweist, wobei der erste Flüssigkeitsabscheider (28,128) vorzugsweise ein Zyklonabscheider ist.

4. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte erste Flüssigkeitsabscheider (28,128) in der Anschlusseinheit (12,112) angeordnet ist.

5. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte erste Flüssigkeitsabscheider (28,128) zwischen dem Pumpengehäuse (14,114) und einem die Antriebswelle (16,116) antreibenden Motor (22,122) der Flüssigkeitsringpumpe (11,111) angeordnet ist.

6. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte erste Flüssigkeitsabscheider (28,128) wenigstens eine Auslassöffnung (154) für das zu fördernde Fluid aufweist, die in einen in der Anschlusseinheit (12,112) vorgesehenen Zwischenraum (32, 155) mündet, wobei der der Zwischenraum (155) vorzugsweise zwischen dem Pumpengehäuse (114) und Anschlussgehäuse (113) ausgespart ist.

7. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinheit (12,112) einen zweiten Flüssigkeitsabscheider (34,134) umfasst, der mit dem in der Anschlusseinheit (12,112) vorgesehenen Zwischenraum (32,155) kommuniziert, wobei der zweite Abscheider (34,134) vorzugsweise ein Gravitationsabscheider ist.

8. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlusseinheit (12,112) einen Kondensator (140) für das zu fördernde Fluid aufweist, wobei der Kondensator vorzugsweise zwischen dem Saugstutzen (142) der Anschlusseinheit (112) und der Saugöffnung (119) des Pumpengehäuses (114) angeordnet ist, wobei die Anschlusseinheit (112) besonders bevorzugt einen Einlassstutzen (141) und einen Auslassstutzen (142) für ein Kühlmedium des Kondensators (140) umfasst.

9. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (140) abnehmbar an der Anschlusseinheit (112) montiert ist.

10. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlusseinheit (112) einen Wärmetauscher (25,125) aufweist, der mit der Betriebsflüssigkeit der Flüssigkeitsringpumpe (11,111) kommuniziert., wobei die Anschlusseinheit (12,112) vorzugsweise einen Einlassstutzen (26,126) und einen Auslassstutzen (27,127) für ein Kühlmedium des Wärmetauschers (25,125) umfasst.

11. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (25,125) abnehmbar an der Anschlusseinheit (12,112) montiert ist.

12. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anschlusseinheit (112) zwischen dem Saugstutzen (142) der Anschlusseinheit (112) und der Saugöffnung (119) des Pumpengehäuses (114) ein Ventil (160) zur Steuerung der Kondensation von in dem zu fördernden Fluid enthaltenem Dampf durch Schließen der Saugöffnung (119) beim Anlaufen der Pumpe angeordnet ist, wobei das Ventil (160) vorzugsweise als druckgesteuertes Schieberventil ausgebildet ist und vorzugsweise eine Drosselbohrung (164) aufweist.

13. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsringpumpe (111) mehrstufig, vorzugsweise zweistufig ausgebildet ist.

14. Pumpenaggregat gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsringpumpe (111) einen zweiten Arbeitsraum (145) umfasst, der über eine zweite Steuerscheibe (147) mit einem Druckstutzen kommuniziert und in dem ein zweites Laufrad (146) angeordnet ist, wobei der zweite Arbeitsraum (145) gegenüber dem ersten Arbeitsraum (115) drehversetzt ist, wobei der erste Arbeitsraum (115) vorzugsweise von dem zweiten Arbeitsraum (145) nur durch eine einzige, dritte Steuerscheibe (148) getrennt ist, in der ein Verbindungsschlitz (149) ausgespart ist, der gleichzeitig als Druckschlitz der ersten Stufe und als Saugschlitz der zweiten Stufe wirkt, wobei in der dritten Steuerscheibe (148) bevorzugt eine Bohrung als interner Kavitationsschutz vorgesehen ist.

15. Pumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsringpumpe (11,111) in Blockbauweise ausgebildet ist, wobei das Pumpengehäuse (14,114) direkt an einen Antriebsmotor (22,122) anflanschbar ist.

Claims

1. Pump power unit (10,110) comprising a liquid-ring pump (11,111) and a connection unit (12,112), wherein the liquid-ring pump (11,111) has a pump casing (14,114), which surrounds a first working space (15,115), which communicates with an intake port (19,119) for a fluid to be pumped via a first control disk (18,118) and in which a first impeller (17,117) connected non-rotatably to a drive shaft (16,116) is eccentrically arranged,
characterised in
that the liquid-ring pump (11,111) is releasably connected to the connection unit (12,112) and that the connection unit has a suction inlet (20,120), which communicates with the intake port (19,119) of the liquid-ring pump (11,111), wherein the connection unit (12,112) is designed as a connection housing (13,113) and the liquid-ring pump (11,111) is releasably mounted as a plug-in unit in the connection housing (13,113).

2. Pump power unit according to claim 1, characterised in that the liquid-ring pump (11,111) is designed as an axial plug-in unit, wherein the pump casing (14,114) preferably has an essentially generally cylindrical shape.

3. Pump power unit according to any of claims 1 or 2, characterised in that the liquid-ring pump (11,111) has an integrated first liquid separator (28,128) on the pressure side, wherein the first liquid separator (28,128) is preferably a cyclone separator.

4. Pump power unit according to claim 3, characterised in that the integrated first liquid separator (28,128) is arranged in the connection unit (12,112).

5. Pump power unit according to claim 3, characterised in that the integrated first liquid separator (28,128) is arranged between the pump casing (14,114) and a motor (22,122) of the liquid-ring pump (11,111) driving the drive shaft (16,116).

6. Pump power unit according to any of claims 3 to 5, characterised in that the integrated first liquid separator (28,128) has at least one outlet port (154) for the fluid to be pumped, which leads into an interspace (32, 155) provided in the connection unit (12,112), wherein the interspace (155) is preferably recessed between the pump casing (114) and connection housing (113).

7. Pump power unit according to claim 6, characterised in that the connection unit (12,112) comprises a second liquid separator (34,134), which communicates with the interspace (32,155) provided in the connection unit (12,112), wherein the second separator (34,134) is preferably a gravity separator.

8. Pump power unit according to any of claims 1 to 7, characterised in that the connection unit (12,112) has a condenser (140) for the fluid to be pumped, wherein the condenser is preferably arranged between the suction inlet (142) of the connection unit (112) and the intake port (119) of the pump casing (114), wherein the connection unit (112) most preferably comprises an inlet port (141) and an outlet port (142) for a condenser (140) cooling medium.

9. Pump power unit according to claim 8, characterised in that the condenser (140) is removably mounted on the connection unit (112).

10. Pump power unit according to any of claims 1 to 9, characterised in that the connection unit (112) has a heat exchanger (25,125), which communicates with the operating fluid of the liquid-ring pump (11,111), wherein the connection unit (12,112) preferably comprises an inlet port (26,126) and an outlet port (27,127) for a heat exchanger (25,125) cooling medium.

11. Pump power unit according to claim 10, characterised in that the heat exchanger (25,125) is removably mounted on the connection unit (12,112).

12. Pump power unit according to any of claims 1 to 11, characterised in that a valve (160) for controlling the condensation of the steam contained in the fluid to be pumped by closing the intake port (119) when the pump is running is arranged in the connection unit (112) between the suction inlet (142) of the connection unit (112) and the intake port (119) of the pump casing (114), wherein the valve (160) is preferably designed as a pressure-controlled gate valve and preferably has a throttle bore (164).

13. Pump power unit according to any of claims 1 to 12, characterised in that the liquid-ring pump (111) is designed as multi-stage, preferably double-stage.

14. Pump power unit according to claim 13, characterised in that the liquid-ring pump (111) comprises a second working space (145), which communicates with a pressure port via a second control disk (147) and in which a second impeller (146) is arranged, wherein the second working space (145) is rotationally offset relative to the first working space (115), wherein the first working space (115) is preferably only separated from the second working space (145) by a single, third control disk (148), in which a connecting slot (149) is recessed, which simultaneously acts as a discharge slot for the first stage and as an intake slot for the second stage, wherein a bore is preferably provided in the third control disk (148) as internal cavitation protection.

15. Pump power unit according to any of claims 1 to 14, characterised in that the liquid-ring pump (11,111) is designed with a block construction, wherein the pump casing (14,114) can be directly flange-mounted on a drive motor (22,122).

Revendications

1. Groupe motopompe (10,110), qui comprend une pompe à anneau liquide (11, 111) et une unité de raccordement (12, 112), dans lequel la pompe à anneau liquide (11, 111) présente un boîtier de pompe (14, 114), lequel entoure un premier espace de travail (15, 115), qui communique avec une ouverture d'aspiration (19, 119) pour un liquide à transporter par le biais d'un premier disque de commande (18, 118) et dans lequel un premier rotor (17, 117) relié solidaire en rotation à un arbre d'entraînement (16,116) est agencé de manière excentrique,
caractérisé en ce
que la pompe à anneau liquide (11, 111) est reliée de manière amovible à l'unité de raccordement (12, 112) et que l'unité de raccordement présente une tubulure d'aspiration (20, 120), qui communique avec l'ouverture d'aspiration (19, 119) de la pompe à anneau liquide (11, 111), dans lequel l'unité de raccordement (12, 112) est réalisée en tant que boîtier de raccordement (13, 113) et la pompe à anneau liquide (11, 111) est montée de manière amovible dans le boîtier de raccordement (13, 113) en tant qu'unité d'insertion.

2. Groupe motopompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à anneau liquide (11, 111) est réalisée en tant qu'unité d'insertion axiale, dans lequel le boîtier de pompe (14, 114) présente de préférence une forme générale sensiblement cylindrique.

3. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pompe à anneau liquide (11, 111) présente côté pression un premier séparateur de liquide intégré (28, 128), dans lequel le premier séparateur de liquide (28, 128) est de préférence un séparateur cyclone.

4. Groupe motopompe selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier séparateur de liquide intégré (28, 128) est agencé dans l'unité de raccordement (12, 112).

5. Groupe motopompe selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier séparateur de liquide intégré (28, 128) est agencé entre le boîtier de pompe (14, 114) et un moteur (22, 122) de la pompe à anneau liquide (11, 111) entraînant l'arbre d'entraînement (16, 116).

6. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le premier séparateur de liquide intégré (28, 128) présente au moins une ouverture de sortie (154) pour le fluide à transporter, qui débouche dans un espace intermédiaire (32, 155) prévu dans l'unité de raccordement (12, 112), dans lequel l'espace intérieur (155) est évidé de préférence entre le boîtier de pompe (114) et le boîtier de raccordement (113).

7. Groupe motopompe selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de raccordement (12, 112) comprend un deuxième séparateur de liquide (34, 134), qui communique avec l'espace intermédiaire (32, 155) prévu dans l'unité de raccordement (12, 112), dans lequel le deuxième séparateur (34, 134) est de préférence un séparateur par gravité.

8. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'unité de raccordement (12, 112) présente un condensateur (140) pour le fluide à transporter, dans lequel le condensateur est agencé de préférence entre la tubulure d'aspiration (142) de l'unité de raccordement (112) et l'ouverture d'aspiration (119) du boîtier de pompe (114), dans lequel l'unité de raccordement (112) comprend le plus préférentiellement une tubulure d'entrée (141) et une tubulure de sortie (142) pour un réfrigérant du condensateur (140).

9. Groupe motopompe selon la revendication 8, caractérisé en ce que le condensateur (140) est monté de manière amovible au niveau de l'unité de raccordement (112).

10. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'unité de raccordement (112) présente un échangeur de chaleur (25, 125), qui communique avec le liquide de fonctionnement de la pompe à anneau liquide (11, 111), dans lequel l'unité de raccordement (12, 112) comprend de préférence une tubulure d'entrée (26, 126) et une tubulure de sortie (27, 127) pour un réfrigérant de l'échangeur de chaleur (25, 125).

11. Groupe motopompe selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (25, 125) est monté amovible au niveau de l'unité de raccordement (12, 112).

12. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'une soupape (160) pour la commande de la condensation de vapeur contenue dans le liquide à transporter par fermeture de l'ouverture d'aspiration (119) lors du démarrage de la pompe est agencée dans l'unité de raccordement (112) entre la tubulure d'aspiration (142) de l'unité de raccordement (112) et l'ouverture d'aspiration (119) du boîtier de pompe (114), dans lequel la soupape (160) est réalisée de préférence en tant que soupape à tiroir commandée par pression et présente de préférence un alésage d'étranglement (164).

13. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la pompe à anneau liquide (111) est réalisée à plusieurs étages, de préférence à deux étages.

14. Groupe motopompe selon la revendication 13, caractérisé en ce que la pompe à anneau liquide (111) comprend un deuxième espace de travail (145), qui communique avec une tubulure de pression par le biais d'un deuxième disque de commande (147) et est agencé dans un deuxième rotor (146), dans lequel le deuxième espace de travail (145) est décalé en rotation par rapport au premier espace de travail (115), dans lequel le premier espace de travail (115) est séparé de préférence du deuxième espace de travail (145) seulement par un seul, troisième disque de commande (148), dans lequel une fente de liaison (149) est évidée, qui agit en même temps en tant que fente de pression du premier étage et en tant que fente d'aspiration du deuxième étage, dans lequel de préférence un alésage est prévu en tant que protection interne contre la cavitation dans le troisième disque de commande (148).

15. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la pompe à anneau liquide (11, 111) est réalisée en bloc, dans lequel le boîtier de pompe (14, 114) peut être bridé directement à un moteur d'entraînement (22, 122).

Zeichnung