Kreiselpumpe

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Fördern eines Fluids, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Einsaug- und einer Auslaßöffnung mit einem Laufrad, das in einer Kammer auf einer Antriebswelle drehbar gelagert ist, wobei die Kammer aus mindestens zwei Teilen gebildet ist, zwischen denen mindestens ein Dichtelement angeordnet ist, das den Kammerinnenraum abdichtet.

[0002] Solche Kreiselpumpen dienen im allgemeinen zur Hebung, Entleerung, Füllung, Umwälzung oder Förderung von Flüssigkeiten. Die Laufräder bestehen im allgemeinen aus einem scheibenförmigen Grundkörper, auf dessen einer Seite Wände aufgebracht sind, die meist spiralförmige Kanäle bilden. Bei Kreiselpumpen wird die nötige Druckdifferenz unter dem Einfluß eines kontinuierlichen Strömungsvorganges erreicht. Dabei wird die in den Laufradkanälen befindliche Flüssigkeit durch die Zentrifugafkraft nach außen verdrängt und erfährt dabei eine Druck- und Geschwindigkeitserhöhung. Der gleichzeitig entstehende Unterdruck im inneren Bereich führt zu einem gleichmäßigen Ansaugen des Förderfluids durch die Saugöffnung. Die in Pumpen unerwünschte Geschwindigkeitserhöhung wird im allgemeinen in einem nachgeordneten System mit beispielsweise sich allmählich erweiternden Kanälen oder auch in einem schaufellosen Ringraum in Druckenergie umgewandelt. Bei großen Druckhöhen werden mehrere gleichartige Stufen, bestehend jeweils aus Laufrad und schaufellosem Ringraum, hintereinandergeschaltet, die der Reihe nach vom Fördermittel durchströmt werden.

[0003] Es ist bereits bekannt, mehrstufige Kreiselpumpen aus dünnwandigem, tiefgezogenem Cr-Ni-Mo-Walzstahl herzustellen. Dabei werden die einzelnen Stufen in Paketbauweise angeordnet. Jedes Paket besteht dann aus einer Kammer, die wiederum von einem Laufrad und einem Kammertopf gebildet wird. Durch das Aufeinandersetzen mehrerer Kammertöpfe entstehen mehrere Kammern, in denen jeweils ein Laufrad drehbar auf der Antriebswelle befestigt ist. Durch die sich drehende Antriebswelle werden alle Laufräder der Kreiselpumpe gemeinsam angetrieben. Dadurch entsteht im Bereich der Laufräder eine Druckdifferenz zwischen radial innenliegenden Bereichen und radial außenliegenden Bereichen. Dies führt dazu, daß Fördermedium von der Ansaugöffnung in den radial innenliegenden Bereich des ersten Laufrads angesaugt wird. Durch das sich drehende erste Laufrad wird das Fördermedium nun radial nach außen transportiert. Alle Laufräder sind von einem schaufellosen im wesentlichen ringförmigen Spalt umgeben, in dem sich ein höherer Druck ausbildet. Dies führt dazu, daß das Fördermedium auf der Rückseite des Laufrades an der Bodenwand des Kammertopfes radial nach innen geführt wird. Der Kammertopf weist eine im wesentlichen zentrale Bohrung auf, durch die das geförderte Medium den ersten Kammertopf verlassen kann und in den zweiten Kammertopf gelangt. Auch dort ist wieder ein Laufrad angeordnet, das für eine Druckdifferenz zwischen radial innenliegenden Bereichen und radial außenliegenden Bereichen sorgt. Das aus dem ersten Kammertopf austretende Fördermedium wird dann in gleicher Weise durch das zweite Laufrad aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen transportiert und läuft dann erneut an der Bodenwand des zweiten Kammertopfes radial nach innen und tritt durch die zentrale Öffnung des zweiten Kammertopfes. Der beschriebene Verlauf setzt sich für jede folgende Stufe der Kreiselpumpe fort.

[0004] Die Herstellung mehrstufiger Kreiselpumpen aus Walzstahl ist sehr preisgünstig. Es muß aber für eine Abdichtung der einzelnen Kammertöpfe gegeneinander gesorgt werden. Daher werden im allgemeinen Dichtelemente, z. B. in Form von O-Ringen, zwischen zwei benachbarten Kammertöpfen angeordnet. Die Dichtelemente übernehmen dabei eine Doppelfunktion, nämlich eine Stütz- und Dichtfunktion. Mit anderen Worten, die Blechtöpfe werden aufeinandergesetzt und so lange aufeinandergepreßt, bis der Dichtring seine Dichtfunktion aufnimmt. Dabei kommt es jedoch aufgrund von geometrischen Toleranzen der Dichtelemente und/oder den Kammertöpfen zu kleinen Abweichungen in den Abständen zwischen benachbarten Kammertöpfen. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, ist es jedoch erforderlich, daß zumindest die mit Schaufeln versehene Seite des Laufrades zu der benachbarten Gehäusewand bzw. dem benachbarten Kammertopfboden einen sehr geringen Abstand aufweist. Auf der anderen Seite ist eine Kollision des Laufrades mit der Gehäusewand oder einem benachbar ten Abdichttopf unbedingt zu vermeiden, da dies irreversible Schäden nach sich ziehen kann. Um eine solche Kollision zu verhindern, ist es daher bei den bekannten Kreiselpumpen in Paketklemmweise notwendig, den Spalt zwischen Laufrad und benachbarten nichtrotierenden Teilen größer zu wählen, um eventuelle geometrische Toleranzen aufzufangen. Dies führt jedoch zu einer nicht unerheblichen Herabsetzung des Wirkungsgrades.

[0005] Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, sind daher bereits Kreiselpumpen mit geschlossenen Laufrädern sowie abgedeckter Rückführstufenbeschaufelung eingesetzt worden. Zwar kann durch diese Maßnahme der Wirkungsgrad in einen akzeptablen Bereich gebracht werden, die Herstellung von geschlossenen Laufrädem sowie einer abgedeckten Rückführstufenbeschaufelung ist jedoch sehr kosten- und zeitaufwendig.

[0006] Eine andere Ausführungsform einer bekannten Kreiselpumpe sieht einen Stützring vor, der zwischen benachbarten Kammertöpfen angeordnet ist und eine zusätzliche Stützfunktion übernimmt. Bei dieser Ausführungsform ist der O-Ring "gekammert". Das heißt, der O-Ring wird von dem Stützring, der Außenwand des inneren Kammertopfes und der Innenwand des äußeren Kammertopfes ummantelt. Durch diese Maßnahme kann der Einfluß von geometrischen Toleranzen des Dichtelementes reduziert, aber nicht völlig unterbunden werden.

[0007] Je nach zu fördemdem Fluid, insbesondere aber in der Steriltechnik, kann es notwendig sein, lediglich vollständig geschlossene Oberflächen innerhalb der Kreiselpumpe vorzusehen, so daß eine gründliche rückstandslose Reinigung der Kreiselpumpe möglich ist. Insbesondere in der Steriltechnik werden vollständig geschlossene Oberflächen mit einer maximalen Oberflächenrauhigkeit zwischen 0,8 und 0,4 µm verlangt. Geschlossene Laufräder sowie abgedeckte Rückführstufenbeschaufelungen können jedoch nicht ohne erheblichen wirtschaftlichen Aufwand mit geschlossenen Flächen hergestellt werden. Auch die Ausführungsform mit gekammerten O-Ringen ist für den Sterilbereich nicht einsetzbar, da funktionsbedingt Förderfluid bis zu dem O-Ring und damit in die Kammer eindringen kann.

[0008] Daher werden im Hochsterilbereich Pumpen nicht aus Walzstahl hergestellt, sondern in wesentlichen Teilen aus dem Vollen gedreht, so daß offene Laufräder eingesetzt werden können. Diese Herstellungsweise ist jedoch sehr aufwendig und vor allem kostspielig.

[0009] Die US 5,201,633 beschreibt eine Gußkonstruktion einer Kreiselpumpe, die vollständig dichtungslos zwischen den Stufenbauteilen ausgeführt ist. Eine Abdichtung erfolgt lediglich mittels O-Ringen am Außenmantel. In der EP 0 492 575 A1 ist ein Zwischenstufengehäuse für eine aus Metallblech hergestellte Pumpe gezeigt. Zwei Elemente sind dort über einen O-Ring gegeneinander abgedichtet, wobei der O-Ring in einer entsprechenden Kammer angeordnet ist. Aufgrund der Kammeranordnung ist es nicht möglich, daß das Fluid während des Betriebs der Kreiselpumpe mit dem O-Ring in Kontakt tritt.

[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Kreiselpumpe zur Verfügung zu stellen, die die Verwendung von offenen Laufrädern erlaubt und gegebenenfalls auch im Sterilbereich eingesetzt werden kann.

[0011] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kreiselpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Mit anderen Worten übernimmt bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe das Dichtelement keine Stützfunktion, sondern lediglich Dichtfunktion. Im zusammengesetzten Zustand wird der Abstand von Kammer zu Kammer (Paketmaß) lediglich durch die kammerbildenden Elemente, jedoch nicht durch das Dichtelement definiert. Da die kammerbildenden Elemente sehr exakt gefertigt werden können, kann der Abstand zwischen Laufrad und benachbarten nichtrotierenden Kammerwänden sehr klein gewählt werden, ohne daß die Gefahr einer Kollision des Laufrades an den Kammerwänden entsteht. Es können daher offene Laufräder eingesetzt werden, ohne daß es zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrades kommt. Bei der Montage der einzelnen Kammern bzw. Pakete ist auf den sicheren Sitz des Dichtelementes zu achten, da dieses keinesfalls seine Dichtfunktion verlieren darf.

[0012] Das Dichtelement ist so angeordnet, daß es während des Betriebes der Kreiselpumpe mit dem Fluid in Kontakt tritt. Dabei ist das Dichtelement nicht gekammert, wie es beispielsweise bei der oben beschriebenen Ausführungsform mit einem zusätzlichen Stützring der Fall war. Zwar kann das Fördermedium dann ungehindert bis zu dem O-Ring heranreichen, es kann jedoch auch wieder ungehindert von dem Dichtring abfließen, und eine Reinigung der Pumpe kann rückstandsfrei erfolgen.

[0013] Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Anschlag außerhalb des durch das Dichtelement abgedichteten Volumens angeordnet ist.

[0014] Das Fördermedium kann daher nicht mit der Abstützverbindung in Kontakt treten, so daß diese Verbindung für die hohen Anforderungen der Steriltechnik kein Problem darstellt, da sie außerhalb des Fördermediumvolumens ist.

[0015] Eine besonders zweckmäßige Kreiselpumpe ist mehrstufig ausgebildet, wobei jede Stufe eine Kammer aufweist, in der jeweils ein Laufrad angeordnet ist. Die Pumpleistung der Kreiselpumpe kann durch die mehrstufige Ausbildung deutlich erhöht werden.

[0016] Besonders bevorzugt ist zumindest ein Teil der Laufräder offen ausgebildet. Dabei wird unter offen verstanden, daß die Laufradkanäle einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt haben. Durch die offene Ausführung der Laufräder können geschlossene Oberflächen mit einer sehr geringen Oberflächenrauhigkeit erreicht werden, da Schweißnähte geschliffen und poliert werden können, so daß den hohen Anforderungen der Steriltechnik genügt werden kann. Die Kreiselpumpe kann dann als Sterilkreiselpumpe eingesetzt werden.

[0017] Eine zweckmäßige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß die Kammern aus einer Gehäusewand und einem Kammertopf, aus einem ersten Kammertopf und dem Boden eines zweiten Kammertopfes oder aus dem Boden eines Kammertopfes, einem Stützelement sowie einer Gehäusewand gebildet werden. Dabei wird im allgemeinen die Kammer der ersten Stufe aus der Pumpengehäusewand und einem ersten Kammertopf gebildet. Die folgenden Stufen weisen Kammern auf, die jeweils aus einem Kammertopf und dem Boden des Kammertopfes der vorherigen Stufe gebildet werden. Die letzte Stufe kann entweder ebenfalls aus zwei aneinandergesetzten Kammertöpfen gebildet werden oder aus dem Boden des Kammertopfes der vorhergehenden Stufe sowie einem Stützelement und der Gehäusewand.

[0018] Diese Paketbauweise hat den Vorteil, daß die einzelnen Kammern aus im wesentlichen identischen Teilen hergestellt werden können. Laufräder und Kammertöpfe werden dann einfach alternierend auf der Antriebswelle innerhalb des Pumpengehäuses montiert.

[0019] Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der die Kammertöpfe aus tiefgezogenem Blech hergestellt sind.

[0020] Dabei hat der Kammertopf vorzugsweise einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einen Topfboden, wobei der Topfboden eine im wesentlichen zentrale Bohrung aufweist. Die zentrale Bohrung dient dazu, das Fördermedium in den nächsten Kammertopf bzw. die nächste Stufe zu leiten.

[0021] Besonders zweckmäßig ist es, wenn an der Innenseite des Kammertopfbodens eine vorzugsweise offene Rückführbeschaufelung angeordnet ist; denn nur mit einer Rückführbeschaufelung kann ein hoher Wirkungsgrad einer mehrstufigen Kreiselpumpe erzielt werden. Die Rückführbeschaufelung dient unter anderem dazu, das von dem Laufrad nach außen gewirbelte und mit einem Drall versehene Fördermedium aufzufangen und in Richtung der zentralen Öffnung zu leiten. Dabei wird durch die spiralförmige Rückführbeschaufelung der Drall des Fördermediums in kinetische Energie umgewandelt.

[0022] Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Kammertopf einen nach innen gewölbten Boden aufweist. Dies ist strömungstechnisch von großem Vorteil. Insbesondere in der Steriltechnik ist es sehr vorteilhaft, wenn die Kreiselpumpe derart ausgebildet ist, daß sie zumindest in einer Montageorientierung selbstentleerend ist.

[0023] Hierbei ist die Wölbung des Kammertopfes hilfreich. Wird nämlich die erfindungsgemäße Pumpe derart orientiert, daß die Kammertöpfe mit dem Boden nach oben angeordnet sind, so fließt nach dem Ausschalten der Kreiselpumpe sich noch im Pumpengehäuse befindliches Fördermedium an den geneigten Flächen des Kammertopfes nach innen und kann so in die vorherige Pumpenstufe gelangen. Dann fließt es auf der vorzugsweise ebenfalls geneigten Seite des Laufrades, die keine Beschaufelung aufweist, wieder axial nach außen, bis es auf die Außenfläche des darunterliegenden Kammertopfes trifft und an dieser wieder radial nach innen geführt wird, bis es die vorherige Pumpenstufe erreicht.

[0024] Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das Fördermedium den Ansaugstutzen erreicht und die Pumpe völlig verlassen kann.

[0025] Die Kammertopfwand ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie an ihrer Außenseite einen Anschlag aufweist. An ihrer Innenseite weist sie hingegen vorzugsweise eine umlaufende Nut auf. Diese Nut dient dazu, das Dichtelement, z. B. einen O-Ring, aufzunehmen.

[0026] Besonders bevorzugt ist die Kammertopfwand derart ausgebildet, daß sie sich mit zunehmendem axialen Abstand von der Bodenwand vorzugsweise stufenartig erweitert. Dies geschieht in der Weise, daß der obere Rand der Kammertopfwand einen Innendurchmesser hat, der in etwa dem Außendurchmesser des unteren Abschnittes der Kammertopfwand des vorhergehenden Abschnittes entspricht. Daher kann der Kammertopf mit seinem nach außen erweiternden Abschnitt über den Kammertopfboden eines anderen Kammertopfes geschoben werden. Der erweiterte Abschnitt ist so dimensioniert, daß er auf den Anschlag des darunterliegenden Kammertopfes trifft.

[0027] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen

Fig. 1

eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße dreistufige Kreiselpumpe und

Fig. 2a und Fig. 2b

eine Schnittansicht und eine Draufsicht des Blechtopfes von Fig. 1.

[0028] In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe gezeigt. Die Kreiselpumpe besteht aus einem Gehäuse 9, einem Ansaugstutzen 1 und einer Auslauföffnung 2. Innerhalb des Gehäuses 9 sind drei Laufräder 3, 3', 3" auf einer Welle 13 montiert. Zwischen den Laufrädern 3, 3', 3" sind Kammertöpfe 4, 4' angeordnet. Die Kammertöpfe 4, 4' sind aus tiefgezogenem Blech mit einer Dicke von etwa 4 mm hergestellt. Die Laufräder 3, 3', 3" weisen auf ihrer einen Seite eine spiralförmige Wand 6 auf, die die Laufradkanäle bilden. Die Kammertöpfe 4, 4' besitzen an der Innenseite des Topfbodens ebenfalls eine spiralförmige Wand 7, die als Rückführbeschaufelung dient.

[0029] Während des Fördervorganges wird die Antriebswelle 13, auf der die Laufräder 3, 3', 3" montiert sind, in Rotation versetzt. Durch die Rotation des ersten Laufrades 3 entsteht im Bereich des ersten Laufrades 3 eine Druckdifferenz zwischen radial innenliegenden Bereichen und radial außenliegenden Bereichen. Dies führt dazu, daß Fördermedium über den Ansaugstutzen 1 zentral in die Kreiselpumpe eingesaugt wird. Durch die Rotation des ersten Laufrades 3 wird das Fördermedium aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen befördert. Das in Bewegung versetzte Fördermedium verläßt in radialer Richtung nach außen das erste Laufrad 3 und erreicht den ringförmigen Bereich 14, in dem keine Schaufeln angeordnet sind. In diesem Bereich wird die kinetische Energie des Fördermediums in eine Druckdifferenz umgewandelt. Das Fördermedium bewegt sich nun axial in Richtung des Pfeils in Fig. 1 und gelangt so in den Bereich des Bodens des Kammertopfes 4. Da das Fördermedium durch die Rotation des Laufrades 3 mit einem Drall versehen ist, wird es durch die spiralförmige Rückführbeschaufelung 7 aufgenommen. Die Rückführbeschaufelung nutzt den Drall des Fördermediums aus, um das Fördermedium entlang der Innenwand des Kammertopfes 4 radial nach innen zu führen. Der Kammertopf 4 weist eine zentrale Bohrung 12 auf, durch die das Fördermedium zu dem zweiten Laufrad 3' gelangen kann. Das Laufrad 3' gehört bereits zur zweiten Stufe der Kreiselpumpe. Der funktionelle Ablauf wiederholt sich für jede einzelne Stufe. Nachdem das Fördermedium sämtliche Stufen durchlaufen hat, wird es durch die Auslaßöffnung 2 aus der Pumpe abgegeben.

[0030] Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Gedankens haben die Kammertöpfe 4, 4' eine außergewöhnliche Form, die im Zusammenhang mit den Fig. 2a und 2b im Folgenden deutlich gemacht wird.

[0031] Wie bereits erwähnt, ist der Kammertopf 4 aus einem tiefgezogenen Blech hergestellt worden. Der Kammertopf besteht aus einem Boden und einer zylindrischen Wand. Wie deutlich in Fig. 2 zu sehen ist, weist die zylindrische Wand des Kammertopfes 4 eine stufenartige Erweiterung auf. An der Außenwand bildet sich dadurch der Anschlag 10. Auch die Innenwand des Kammertopfes 4 erweitert sich. Im Bereich der Erweiterung ist eine umlaufende Nut 11 in die Wand eingebracht, die der Aufnahme des O-Ringes 5 dient. Diese besondere Form der zylindrischen Wand sorgt im zusammengesetzten Zustand für einen definierten Abstand zwischen benachbarten Kammertöpfen 4, 4'.

[0032] Die erfindungsgemäße Dicht- und Stützfunktion soll nun anhand von Fig. 1 verdeutlicht werden. Deutlich zu erkennen ist, daß der erste Kammertopf 4 eine Kammerwand aufweist, die sich erweitert. In die Nut 11 der Kammerwand des ersten Kammertopfes 4 ist ein O-Ring 5 eingesetzt. Der obere erweiterte Rand der Seitenwand des Kammertopfes stützt sich auf dem Gehäuse 9 ab. In dem gezeigten Zustand wird der O-Ring 5 zwischen Gehäusewand 9 und Kammertopf 4 bereits zusammengedrückt, so daß er seine Dichtfunktion wahrnimmt. Dennoch wird der Abstand zwischen Kammertopfboden 4 und Gehäuse 9 nicht durch den O-Ring 5 bestimmt, sondern lediglich durch die axiale Länge der Seitenwandabschnitte des Kammertopfes 4. An der Außenwand des Kammertopfes 4 ist aufgrund der Erweiterung der Seitenwand ein Vorsprung 10 entstanden, der als Anschlag für das obere Ende des nächsten Kammertopfes 4' dient. Auch dessen Seitenwand weist eine Erweiterung auf, so daß die Seitenwand des zweiten Kammertopfes 4' im oberen Bereich einen Innendurchmesser hat, der in etwa dem Außendurchmesser des unteren Bereiches der Seitenwand des ersten Kammertopfes entspricht. Daher kann die Seitenwand des zweiten Kammertopfes 4' hülsenartig über die Seitenwand des ersten Kammertopfes 4 geschoben werden, bis sich der äußere Rand 15 der Seitenwand des zweiten Kammertopfes 4' auf dem Anschlag 10 der Seitenwand des ersten Kammertopfes 4 abstützt. Der Kammertopf 4' ist so dimensioniert, daß in diesem Zustand der O-Ring 5 zwischen erstem und zweitem Kammertopf 4 bzw. 4' bereits belastet ist, so daß er seine Dichtfunktion wahrnimmt. Auch hier ist wesentlich, daß der Abstand zwischen den beiden Kammertöpfen 4 und 4' nicht von geometrischen Toleranzen des Dichtelementes 5 abhängt, sondern eindeutig durch den metallischen Kontakt des äußeren Endes der Seitenwand des einen Kammertopfes am Anschlag 10 bestimmt wird. Bei der hier gezeigten Ausführungsform weist die letzte Stufe keinen Kammertopf auf. Statt dessen ist ein Stützelement 8 vorgesehen, das sich aber zumindest an seiner Innenseite ähnlich erweitert, wie dies die Kammertöpfe 4, 4' tun. Dadurch wird auch bei der dritten Stufe die Dicht- und Stützfunktion von verschiedenen Teilen übernommen. Während die Stützfunktion von dem definierten metallischen Kontakt zwischen dem Stützelement 8 und dem Anschlag 10 des zweiten Kammertopfes 4' gegeben ist, wird die Dichtfunktion durch den zusammengepreßten O-Ring 5 erfüllt.

[0033] In der Stützvorrichtung von Fig. 2 ist besonders gut zu erkennen, daß der Boden des Kammertopfes 4, 4' leicht nach innen gewölbt ist. Dies hat zum einen strömungstechnische Vorteile, zum anderen bewirkt diese Maßnahme zusammen mit anderen konstruktiven Merkmalen, daß die Kreiselpumpe, wenn sie so aufgestellt wird, daß die Antriebswelle vertikal ausgerichtet ist, so daß der in Fig. 1 eingezeichnete Pfeil nach oben zeigt, selbstentleerend ist. Nach dem Ausschalten der Kreiselpumpe kann nämlich im Innenraum der Kreiselpumpe verbliebenes Fördermedium an den nach innen gewölbten Außenflächen der Böden der Kammertöpfe 4, 4' radial nach innen fließen und in die darunterliegende Stufe abfließen. Da auch die Seite des Laufrades 3, 3', 3", die keine Schaufeln aufweist, leicht gegenüber der Horizontalen geneigt ist, kann das Fördermedium unter dem Einfluß der Schwerkraft auf dieser Seite des Laufrades radial nach außen fließen und dann auf den Boden des darunterliegenden Kammertopfes 4, 4' treffen. Der beschriebene Ablauf wiederholt sich so lange, bis das Fördermedium zurück in den Ansaugstutzen 1 gelangt.

[0034] An der Innenseite des Bodens des Kammertopfes 4, 4' ist die spiralförmige Rückführbeschaufelung 7 angebracht. Um eine optimale Beschaufelung zu erreichen, sollte die Anzahl der Rückführschaufeln gleich der Schaufelzahl des Laufrades sein. Da die spiralförmigen Schaufeln 7 spaltfrei eingeschweißt werden müssen, ist mit jeder Schaufel jedoch ein entsprechender Arbeits- und Kosteneinsatz verbunden. Umfangreiche Tests haben überraschenderweise gezeigt, daß, auch bei einer großen Anzahl von Schaufeln im Laufrad, nur vier Rückführschaufeln zu einem sehr guten Ergebnis führen.

[0035] Bei der Herstellung des Kammertopfes 4, 4' wird vorzugsweise das folgende Verfahren verwendet. Zunächst wird aus 4 mm dickem Edelstahlblech eine Blechronde mit der endgültigen Form vorgezogen. Danach werden in die vorgezogene Ronde die Rückführschaufeln, vorzugsweise vier Stück, eingeschweißt und im Nahtbereich mittels Schleifen und Polieren auf die gewünschte Oberflächenqualität gebracht. Schließlich wird die so vorbereitete Ronde zusammen mit den aufgeschweißten Schaufeln in einem zweiten Tiefziehbearbeitungsgang in die endgültige Kontur gezogen.

[0036] Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform können alle Flächen frei zugänglich angeordnet werden und sind daher spaltfrei und mit einer Oberflächenrauhigkeit von kleiner oder gleich 0,8 bis 0,4 µm herstellbar.

Ansprüche

1. Kreiselpumpe zum Befördern eines Fluids bestehend aus einem Gehäuse (9) mit einer Eingangs- und einer Ausgangsöffnung (1, 2) mit einem Laufrad (3, 3', 3"), das in einer Kammer auf einer Antriebswelle (13) drehbar gelagert ist, wobei die Kammer aus mindestens zwei Teilen gebildet wird, zwischen denen ein Dichtelement (5) angeordnet ist, das den Kammerinnenraum abdichtet, wobei ein kammerbildendes Teil einen Anschlag (10) aufweist, an dem sich das andere kammerbildende Teil abstützt, so daß der Abstand der beiden kammerbildenden Teile durch die Abstützverbindung definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (5) offen liegt, d.h. nicht gekammert ist, und so angeordnet ist, daß es während des Betriebs der Kreiselpumpe mit dem Fluid in Kontakt tritt.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (10) außerhalb des durch das Dichtelement (5) abgedichteten Volumens angeordnet ist.

3. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselpumpe mehrstufig ist, wobei jede Stufe eine Kammer aufweist, in der jeweils ein Laufrad (3, 3', 3") angeordnet ist.

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3, 3', 3") ein offenes Laufrad (3, 3', 3") ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselpumpe eine Sterilkreiselpumpe ist.

6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammem aus einer Gehäusewand (9) und einem Kammertopf (4, 4'), aus einem ersten Kammertopf (4') und dem Boden eines zweiten Kammertopfes (4) oder aus dem Boden eines Kammertopfes (4'), einem Stützelement (8) sowie einer Gehäusewand (9) gebildet werden.

7. Kreiselpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kammertopf (4, 4') aus tiefgezogenem Blech hergestellt ist.

8. Kreiselpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammertopf (4, 4') einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einen Topfboden aufweist, wobei der Topfboden eine im wesentlichen zentrale Bohrung (12) hat.

9. Kreiselpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Kammertopfbodens eine vorzugsweise offene Rückführbeschaufelung (7) angeordnet ist.

10. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammertopf (4, 4') einen nach innen gewölbten Boden aufweist.

11. Kreiselpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselpumpe selbstentleerend ist.

12. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Seitenwand des Kammertopfes an ihrer Außenseite den Anschlag (10) aufweist.

13. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammertopfwand an ihrer Innenseite eine umlaufende Nut (11) aufweist.

14. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die im wesentlichen zylindrische Seitenwand des Kammertopfes ausgehend vom Kammertopfboden und etwa auf halber axialer Höhe stufenartig erweitert.

15. Kreiselpumpe einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung etwa der Wandstärke der Kammertopfwand entspricht, so daß der erweiterte Abschnitt hülsenartig auf den nicht erweiterten Abschnitt eines benachbarten Kammertopfes aufschiebbar ist.

Claims

1. Centrifugal pump for delivering a fluid comprising a housing (9) with an inlet and an outlet (1, 2) with an impeller (3, 3', 3"), which is mounted to rotate on a drive shaft (13) in a chamber, said chamber being formed from at least two parts, between which a sealing element (5) is arranged, which seals off the interior of the chamber, and one chamber-forming part has a stop (10), on which the other chamber-forming part is supported, so that the distance between the two chamber-forming parts is defined by the support joint, characterized in that the sealing element (5) lies open, i.e. is not enclosed by the chamber, and is arranged in such a way that it comes into contact with the fluid during the operation of the centrifugal pump.

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that stop (10) is arranged outside of the volume sealed off by sealing element (5).

3. Centrifugal pump according to one of claims 1 or 2, characterized in that the centrifugal pump is multi-stage, each stage having a chamber in which an impeller (3, 3', 3") is arranged in each case.

4. Centrifugal pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the impeller (3, 3', 3") is an open impeller (3, 3', 3").

5. Centrifugal pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the centrifugal pump is a sterile centrifugal pump.

6. Centrifugal pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the chambers are formed from a housing wall (9) and a pot (4, 4'), from a first pot (4') and the bottom of a second pot (4) or from the bottom of a pot (4'), a supporting element (8) and a housing wall (9).

7. Centrifugal pump according to claim 6, characterized in that at least one pot (4, 4') is made from deep-drawn sheet metal.

8. Centrifugal pump according to claim 6 or 7, characterized in that the pot (4, 4') has an essentially circular cross-section and a pot bottom, said pot bottom having an essentially central hole (12).

9. Centrifugal pump according to claim 8, characterized in that a preferably open recirculating blade system (7) is arranged on the inside of the pot bottom.

10. Centrifugal pump according to one of claims 6 to 9, characterized in that the pot (4, 4') has a bottom that is dished inwards.

11. Centrifugal pump according to claim 10, characterized in that the centrifugal pump is self-emptying.

12. Centrifugal pump according to one of claims 8 to 11, characterized in that the side wall of the pot has the stop (10) on its outside.

13. Centrifugal pump according to one of claims 8 to 12, characterized in that the pot wall has an encircling groove (11) on its inside.

14. Centrifugal pump according to one of claims 8 to 13, characterized in that the essentially cylindrical side wall of the pot broadens in steps starting from the pot bottom and roughly at half the axial height.

15. Centrifugal pump according to one of claims 8 to 14, characterized in that the radial broadening roughly corresponds to the wall thickness of the pot wall, so that the broadened section can be pushed like a sleeve onto the non-broadened section of an adjacent pot.

Revendications

1. Pompe centrifuge pour le transport d'un fluide, laquelle pompe est constituée d'un boîtier (9) comportant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie (1, 2) avec un rotor (3, 3', 3") qui est monté à rotation sur un arbre d'entraînement (13) dans une chambre, la chambre étant formée d'au moins deux parties entre lesquelles est placé un élément d'étanchéité (5) qui rend étanche l'espace intérieur de la chambre, une partie formant la chambre comportant une butée (10) sur laquelle s'appuie l'autre partie formant la chambre de sorte que la distance entre les deux parties formant la chambre est définie par la Iiaison d'appui, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (5) est ouvert, c'est-à-dire n'est pas enfermé, et est placé de telle sorte qu'il vient en contact avec le fluide pendant le fonctionnement de la pompe centrifuge.

2. Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée (10) est placée à l'extérieur du volume rendu étanche par l'élément d'étanchéité (5).

3. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la pompe centrifuge est à étages multiples, chaque étage comportant une chambre dans laquelle est placé un rotor (3, 3', 3").

4. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que le rotor (3, 3', 3") est un rotor ouvert (3, 3'. 3").

5. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la pompe centrifuge est une pompe centrifuge stérile.

6. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les chambres sont formées d'une paroi de boîtier (9) et d'une cuvette de chambre (4, 4'), d'une première cuvette de chambre (4') et du fond d'une deuxième cuvette de chambre (4) du fond d'une cuvette de chambre (4'), d'un élément de support (8) ainsi que d'une paroi de boîtier (9).

7. Pompe centrifuge selon la revendication 6, caractérisée en ce que au moins une cuvette de chambre (4, 4') est fabriquée à partir d'une tôle emboutie profondément.

8. Pompe centrifuge selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la cuvette de chambre (4, 4') a une section sensiblement circulaire et comporte un fond de cuvette, le fond de cuvette comportant un perçage (12) sensiblement central.

9. Pompe centrifuge selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'un aubage de retour (7) avantageusement ouvert est placé du côté intérieur du fond de la cuvette de chambre.

10. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que la cuvette de chambre (4, 4') comporte un fond incurvé vers l'intérieur.

11. Pompe centrifuge selon la revendication 10, caractérisée en ce que la pompe centrifuge est à déchargement automatique.

12. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que la paroi latérale de la cuvette de chambre comporte du côté extérieur la butée (10).

13. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que la paroi de la cuvette de chambre comporte du côté intérieur une gorge périphérique (11).

14. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisée en ce que la paroi latérale sensiblement cylindrique de la cuvette de chambre s'élargit en gradin en partant du fond de la cuvette de chambre et à peu près à moitié de la hauteur axiale.

15. Pompe centrifuge selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que l'élargissement radial correspond sensiblement à l'épaisseur de la paroi de la cuvette de chambre de sorte que la portion élargie est coulissante à la manière d'un manchon sur la portion non élargie d'une cuvette de chambre adjacente.

Zeichnung