DE2128265A1

DE2128265A1 - Kreiselpumpe fuer korrosive fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2128265A1
Application number: DE2128265A
Authority: DE
Inventors: Fritz Zitzmann
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1971-06-07
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1973-01-04
Also published as: GB1379267A; US3819293A; FR2141225A5

Description

8482-71/Dr.v.B/Ro. 7. Juni 1971

Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der

Wissenschaften e.V.,
34 Göttingen, Bunsenstraße 10

Kreiselpumpe für korrosive Flüssigkeiten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für korrosive Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse, das eine Einlaßöffnung sowie eine Auslaßöffnung aufweist und einen Pumpenläufer enthält, der auf einer Welle sitzt, die mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist.

Der vorliegenden Erfindung lag die spezielle Aufgabe zugrunde, eine Umwälzpumpe für Flüssigkeitslaser zu schaffen, die mit POCl₃ und SeOCl₂ als stimulierbarem Medium arbeiten. Da diese Lasermedien sehr korrosiv sind und außerdem Verunreinigungen weitestgehend vermieden werden müssen, dürfen sie in der Praxis nur mit Glas oder allenfalls Polytetxafluoräthylen in Berührung kommen. '

Die im Handel erhältlichen Glas-Kreiselpumpen sind für die im vorstehenden genannte Anwendung nicht geeignet, da das geförderte Medium auch mit anderen Werkstoffen als Glas in Berührung kommen können. Praktisch ist bei solchen Pumpen nur das Pumpengehäuse, der Pumpenläufer und die mit Dichtringen ausgelegten Verschlußplatten aus Glas. Die Welle, auf der der Pumpenläufer sitzt, ist durch eine Dichtungsanordnung aus dem Gehäuse herausgeführt und direkt mit dem Antriebsmotor verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe für korrosive Flüssigkeiten zu schaffen, bei der die zu fördernde korrosive Flüssigkeit nur mit Glas j in Berührung kommen kann. I

209881/0144

Diese Aufgabe Wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Bei der Kreiselpumpe gemäß der Erfindung ist mit absoluter Sicherheit gewährleistet, daß die zu fördernde Flüssigkeit nur mit Glas in Berührung kommen kann. Die Pumpe kann vakuumdicht ausgeführt werden. Die eigentliche Pumpe und das Antriebsaggregat können getrennt ausgewechselt werden.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprächen gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für eine Kreiselfe pumpe gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Kreiselpumpe gemäß der Erfindung im Axialschnitt;

Fig. 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 rechten Seite der ' Kreiselpumpe und

Fig. 3 Förderhöhe/Durchsatzkennlinien für eine Pumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die dargestellte Kreiselpumpe besteht aus einer Pumpeneinheit 10 und einer Antriebseinheit 12. Die Pumpeneinheit hat ein aus Glas bestehendes Gehäuse 14, das bis auf eine niederdruckseitige Einlaßöffnung 16 und eine hochdruckseitige Auslaßöffnung 18 fe vakuumdicht abgeschlossen ist.

In einem mittleren, rohrförmigen Teil 14a des Gehäuses, der eine geschliffene zylinderische Innenfläche hat, ist eine geischilffene feuerpolierte Welle 20 aus Glas gelagert. An dem in ;der Zeichnung oberen Ende der Welle 20 ist ein aus Glas bestehender Pumpenläufer 22 angeschmolzen. Der bezüglich der Welle 20 zen-J trierte Pumpenläufer enthält einen nach oben offenen, becherförmigen Teil 22a, von dessen zylinderischer Seitenwand vier rohrförmiige Stutzen 22b radial vorspringen.

Der Pumpenläufer befindet sich in einem zylinderischen Teil 14b des Gehäuses, an dem die Auslaßöffnung 18 so angeordnet ist, daß die offenen kerbgeschliffenen Enden der Rohrstutzen 22b des

209881/0U4

Pumpenlätifers 22 bei"dessen Drehung mit ihr zur Deckung kommen. Der Abstand zwischen den äußeren Enden der Rohrstutzen und der Innenwand des zylinderischen Teiles 14b ist vorzugsweise möglichst klein, er kann zum Beispiel bei einem Innendurchmesser des zylinderischen Teils 14b von 75 mm etwa 0,5 mm betragen.

Oben an den zylinderischen Teil 14b schließt sich ein kegelförmiger Teil 14c des Pumpengehäuses an, in das die Einlaßöffnung 16 mündet.- In den kegelförmigen Teil ist außerdem ein axialer Glaszapfen 24 eingeschmolzen, der mit dem oberen Ende der Welle 20 ein Axiallager bildet.

Am unteren Ende der Welle 20 ist ein ferromagnetischer Körper 26, zum Beispiel ein Ferritkörper, angebracht, der von einem ™ mit der Welle verschmolzenen Glasmantel umgeben ist. Unten am Glasmantel ist eine Halbkugel 30 aus Glas angeschmolzen, die mit einem nach innen vorspringenden Teil 14d des Gehäuses ein zweites Axiallager bildet. Das untere Ende des Gehäuses ist vakuumdicht zugeschmolzen, man kann jedoch auch einen lösbaren Verschluß, zum Beispiel eine öffnung mit einer Verschlußkappe aus PoIytetrafluoräthylen vorsehen, so daß der den Körper 26 enthaltende Teil des Gehäuses leicht entleert und gereinigt werden kann.

Die Pumpeneinheit ist durch eine Halterung 31 gehaltert, die mit dem mittleren Teil 14a des Gehäuses verbunden ist. Die dargestellte Pumpe wird vorzugsweise mit waagerechter Lage betrieben. "

Die Antriebseinheit 12 enthält einen zweiten Körper 32 aus ferromagnetischem Material, der in einem becherförmigen Teil 34 gelagert ist, das mit einem nicht dargestellten Antriebsaggregat verbunden ist. Mindestens einer der beiden Körper 26 und 32 ist als Permanentmagnet ausgebildet, so daß die Drehbewegung des Körpers 32 durch das geschlossene Glasgehäuse hindurch auf den Körper 26 und damit auf die Welle 20 und den Pumpenläufer 22 übertragen werden kann.

Die Welle 20 hat ein verhältnismäßig großes axiales Spiel, : zum Beispiel 3 mm und die relativen Lagen des Pumpenläufers 22 zur Auslaßöffnung 18 bzw. des Körpers 26 zum Körper 30 sind so

2098 8 1/OUA

getroffen, daß sich die Rohrstutzen 22b in Betrieb der Pumpe bezüglich der Auslaßöffnung axial ausrichten.

Im Betrieb ist das Gehäuse der Pumpe mit dem zu fördernden Medium gefüllt, das gleichzeitig als Schmiermittel zwischen der Welle 20 und dem als Lager dienenden rohrförmigen Teil 14a wirkt. Zum Füllen der Pumpe kann diese zuerst evakuiert werden-.

Die Welle 20 oder die Innenwand des rohrförmigen Teiles 14a können eine oder mehrere, im wesentlichen in Axialrichtung verlaufende Längsnuten aufweisen, um=eine schnellere Evakuierung des Pumpengehäuses, eine gleichmäßigere Schmierung der Welle und gegebenenfalls eine Abscheidung von Fremdkörpern zu ermöglichen.

Eine praktische Ausführungsform der dargestellten Kreiselpumpe hatte die folgenden Abmessungen:

Zylinderischer Teil 14b 75 mm Innendurchmesser

Einlaßöffnung 11,5 mm Innendurchmesser

Auslaßöffnung 10 mm.Innendurchmesser

Welle 16 mm Durchmesser

Bei einer Betriebsdrehzahl von etwa 3000 U/min, betrug die Förderhöhe maximal 5,5 m Ws bei einer Fördermenge von 7*5 l/min.

Bei einer anderen Ausführungsform mit folgenden Abmessungen:

Zylinderischer Teil 14b 64 mm Innendurchmesser Einlaßöffnung 16 10 mm Innendurchmesser Auslaßöffnung 18 9 mm Innendurchmesser

Betriebsdrehzahl ca. 3000 ü/min betrugen die Fördermen-r ge etwa 7,2 l/min bei einer maximalen Förderhöhe von 5,1 m Ws.

Auch nach einer Betriebsdauer von mehr als 2000 Stunden zeigten sich noch keine Verschleißerscheinungen oder Störungen.

Wieder eine andere Ausfuhrungsform hatte die folgenden Abmessungen:

, . - Zylinder!scher Teil 14b 90 mm Innendurchmesser

Einlaßöffnung 16 15 mm Innendurchmesser j

Auslaßöffnuhg 18 . 14 mm Innendurchmesser i

209881/01 A A

' Die Abhängigkeit der Förderhöhe (cm Wassersäule) dieser

Pumpe vom Durchsatz (Liter/min) ist in Fig. 3 für zwei veri
jschiedene Drehzahlen graphisch dargestellt.

209881/0 144

Claims

Ansprüche.

il<J Kreiselpumpe für korrosive Flüssigkeiten mit einem" aus Glasoestehenden Gehäuse, das eine Einlaßöffnung sowie eine Auslaßöffnung aufweist und einen aus Glas bestehenden Pumpläufer enthält, der auf einer Welle sitzt, die mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist, dadurch ge- . kennzeichnet, daß das aus Glas bestehende, die Welle (20) vollständig umsohliessende Pumpengehäuse (14) mindestens einen rohrförmigen lagerteil (14a) enthält, der die aus Glas "bestehende Welle (20) lagert und im .Betrieb mit der zu fördernden Flüssigkeit gefüllt ist, und daß die Welle mit einem in einem Glasmantel (28) eingeschlossenen ferromag*· netischen Körper (26) verbunden ist, der von einer ausserhalb des Gehäuses angeordneten Antriebseinheit (12) magnetisch antreibbar ist ο

2o Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch ; gekennzeichnet, daß der rohrförmige !eil (14a) des Gehäuses (40) einen mittleren Teil der Welle (20) lagert, an deren einem Ende der Pumpenläufer (22) und an deren anderem Ende der vom Glasmantel (28) umschlossene ferromagnetische j Körper (26) angeordnet sindo

3» Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch = gekennzeichnet, daß der Pumpenläufer einen zur Welle (20) koaxialen, becherförmigen Teil (22a) enthält, dessen; öffnung zur Einlaßöffnung (16) hin gerichtet ist und von dessen zylinderieoher Seitenwand mehrere, zum Beispiel vier, Rohr- ; stutzen (22b) radial nach aussen vorspringen, und daß das Gehäuse einen den Pumpenläufer (22) umgebenden zylinderisohen Teil (14b) aufweist, in dessen Wand die Auflaßöffnung (18) so angeordnet ist, daß die Mündungen der Rohrstutzen (22b)

.2 09881/0U4

; bei der Drehung des Pumpenläufers mit ihr zur Deckung kommen_o

4o Kreiselpumpe nach-Anspruch I₉ 2 oder 3s d a , durch gekennzeichnet, daß die·Stirnenden
der Welle (20) durch Axiallager (24| 30_s 14d) mit rerhältnismäßig grossem Spiel im Gehäuse (14) gelagert sindo

: 5Ό Kreiselpumpe nach Anspruch 4» dadurch'
g e k e n_tn zeichnet, daß die Anordnung des. Pumpenläufers (22) "bezüglich der Auslaßöffnung (18) und die relative Lage des ferromagnetischen Körpers (26)-bezüglich der Antriebseinheit (12) so gewählt sind, daß sich die Welle (20) im Be- ' |

. trieb in Axialrichtung selbsttätig so zentriert, daß keine Be- , rührung der Welle mit den Axiallagerteilen des Gehäuses statt— ■ findete 1

! 6ο Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Welle i , (20) und/oder der rohrförmige Lagerteil (14a) des Gehäuses
(14)-mindestens eine Schmiernut enthalten«,

7o Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ;

^: (14) bis auf die Einlaß- und Auslaßöffnungen (16,18) vakuum- ,

■ m dicht zugeschmolzen iste . !=

\ 8o Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

j dadurch gekennzeichnet, daß der den :

' ferromagnetischen Körper (26) aufnehmende Teil des Gehäuses j eine mit einem Tersohlußkörper verschließbare Öffnung aufweisto '

9c Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche»; dadurch gekennzeichnet, daß der Glasmantel (28) des ferromagnetisohen Körpers eine geschliffene ₉

209881 /OUA

¹ zur Welle konzentrisolie Aus senf lache hat und der den Glas—

; mantel umgebende Teil des Gehäuses (14) eine geschliffene»

j zur Well· konzentrische Innenfläche hato

209 88 1/0 14-4