DE3631710C2 - Umschlagbare Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit - Google Patents
Umschlagbare Kreiselpumpen-Elektromotoren-EinheitInfo
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- H02K5/1282—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs the partition wall in the air-gap being non cylindrical
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit, die alternativ sowohl als Pumpe mit
rechtwinkliger Zuordnung als auch in Inline-Zuordnung von Ansaug- und Austrittsöff
nung betrieben werden kann.
Bei konventionellen Kreiselpumpen liegt der Austrittsflansch rechtwinklig zum Ansaug
flansch. Daneben gewinnen sogenannte "Inline"-Pumpen zunehmend an Bedeutung.
Der Übergang von konventionellen Systemen zu Inline-Systemen erfordert eine umfas
sende Lagerhaltung, da die beiden Pumpensysteme nicht gegeneinander austausch
bar sind. Dies ist der Grund, daß die an sich vorteilhaften Inline-Pumpen auch bei
neuen Installationen ungern angewandt werden.
Es ist zwar eine Kreiselpumpe bekannt (DE-GM 19 78 948), bei der der Saugstutzen
einer konventionellen Kreiselpumpe relativ zum übrigen Pumpengehäuse verschwenk
bar ist. Es sind ferner Kreiselpumpen bekannt (CH-PS 368 714), bei denen die Motor
achse mit der Durchströmungsachse einen spitzen Winkel einschließt. Eintritts- und
Austrittsstutzen liegen sich dabei fluchtend gegenüber.
Die Erfindung sieht jedoch eine extrem kompakte Elektromotoren-Pumpen-Laufrad-
Einheit vor mit einem Ansaugflansch, der über einen Ansaugkanal mit dem Eintritts
bereich des Schaufelrades verbunden ist, welches sich in einem Spiralgehäuse mit
einem Austrittsflansch befindet, wobei das Spiralgehäuse relativ zum Ansaugflansch
um 180° verschwenkt in zwei Positionen montierbar ist. Die Erfindung löst diese Auf
gabe dadurch, daß sowohl die Achse des Ansaugflansches als auch die Achse des
Austrittsflansches mit der Motorachse einen Winkel von annähernd 45° einschließen
und daß die Achse des Ansaugflansches mit der Achse des Austrittsflansches in der
ersten Position einen Winkel von 90° und in einer zweiten Position einen Winkel von
180° bildet.
Zur Vermeidung von radialen über den Umfang des Laufrades wirksam werdenden
Kräften sieht die Erfindung den Einsatz eines stationären Schaufelkranzes vor, in dem
die Umsetzung der anteiligen Austrittsgeschwindigkeitskomponente in statischen Druck
erfolgt.
Hierdurch wird eine Rückwirkung aus dem Spiralgehäuse auf das Laufrad weitgehend
vermieden. Für Pumpen, die bei nur einer vorgegebenen Drosselung arbeiten, genügt
in der Regel eine einzige Schaufel, durch welche die Spirale in zwei Bereiche unterteilt
wird. Ein anderer Weg zur Vermeidung einer Schrägstellung der Laufrad-Rotor-Einheit
besteht darin, daß der Äquator der Kugel in die Mittelebene des Schaufelrad-Aus
trittes gelegt wird.
Bei Anordnung des Motors zwischen Ansaug- und Austrittsflansch ist eine zweck
mäßige Nutzung des Raumes zwischen der Ansaugöffnung und dem Spiralgehäuse
erforderlich. Die Erfindung sieht dazu vor, daß die die Pole bildenden Zähne des
Stators sich entweder axial erstrecken und durch einen neben der Wicklung liegenden
Rückschlußring magnetisch miteinander verbunden sind oder aber sich radial er
strecken und dann durch einen außerhalb der Wicklung liegenden Rückschlußring
magnetisch miteinander verbunden sind.
Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden:
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpe mit senkrecht zur Ansaugrichtung
weisender Austrittsrichtung.
Fig. 2 zeigt die gleiche Pumpe in Gegenüberstellung zur Inline-Version.
Fig. 3 zeigt eine Pumpe mit einem herausnehmbaren Diffusor-Schaufelrad.
Fig. 4 zeigt eine Pumpe, bei der der Motor auf der dem Austrittsflansch abgewandten
Seite angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Pumpe in um 90° abgewinkelter Zuordnung der
Flansche. Der Motor besteht aus den Polzähnen 1, die durch zwei Blechspiralrücken
2 und 3 magnetisch leitend miteinander verbunden sind und mit dem Rotor 4 einen
sphärischen Luftspalt 5 einschließen, in dem sich die trichterförmige Trennwand 6 be
findet, die den Pumpenraum vom Motorraum trennt.
Die Wicklung 7 umschließt den rohrförmigen Bereich 6a der Trennwand 6, wodurch
optimale Kühlung der daran anliegenden Wicklung sichergestellt ist. Der Rotor
bildet mit dem Schaufelrad 8 eine Einheit. Die Lagerung besteht aus der feststehen
den Kugel 9 und der mitumlaufenden Lagerschale 10. Die Rolle 11 ist auf dem
Achsstummel 12 radial und über den Gleitring 13 axial gelagert. Sie bildet mit der
sphärischen Rückseite 10a der Lagerschale 10 einen sphärischen Spalt und mit dem
zylindrischen Bereich der Lagerschale 10 einen konischen Spalt 14. Die Spalte sind so
groß bemessen, daß betriebsmäßig zwischen Schaufelrad und Gehäuse keine
Berührung stattfindet. Das Motorgehäuse 15 bildet mit dem Ansaugflansch 16 und der
Lagersäule 17 eine Einheit, die durch die Trennwand 6 vom Pumpenraum getrennt ist.
Die Wandung zum Spiralgehäuse bildet der Ring 19, der eine Nut 20 aufweist, in
welcher der rinnenförmige Randbereich 21 der Trennwand 6 Platz findet. Das Innere
des Stators ist mit einem nicht leitenden Material 22 z. B. Gießharz gefüllt. Das
Spiralgehäuse 23 hat einen Austrittsflansch 24, dessen Achse mit der Motorachse 25
einen Winkel 26 von 45° einschließt. Das Spiralgehäuse 23 wird durch die Schrauben
27 gegen den O-Ring 28 gepreßt. Es kann in ebensoviel Positionen mit dem
Motorgehäuse 15 verschraubt werden, wie Schrauben 27 vorgesehen sind. Die
Äquatorialebene 29 der Kugel 9 fällt mit der Mittelebene des Austrittsbereiches 29a des
Schaufelrades 8 zusammen. Hierdurch wird eine Schrägstellung der Rotor-
Schaufelrad-Einheit 4, 8 durch inkonstante radial gerichtete Kräfte vermieden.
Fig. 2 zeigt die beiden typischen Zuordnungen zwischen Spiralgehäuse 23 und
Motorgehäuse 15. Bei Fig. 2a bildet die Achse 16a des Ansaugflansches 16 einen
rechten Winkel mit der Achse 24a des Austrittsflansches 24.
Fig. 2b zeigt die Inline-Zuordnung, bei der der Ansaugflansch 16 dem Austrittsflansch
24 gegenüberliegt.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der der magnetische Rückschlußring 30 zwischen
dem Spiralgehäuse 33 und den Zähnen 31 angeordnet ist. Der Rotor 34 ist in einer
Hülle 35 aus korrosionsbeständigem Blech eingekapselt. Diese Hülle 35 bildet mit dem
Rotor eine Einheit. Um das Schaufelrad 32, 35, 36 herum ist ein Schaufelkranz 37
angeordnet, in dem Druckumsetzung stattfindet. Der Schaufelkranz 37 ist an dem
napfförmigen Einsatz 38 befestigt. Dieser Einsatz 38 ist herausnehmbar und kann
durch den verdrehbaren Körper 39 gegenüber den Steckgewindevorsprüngen 40 von
Hand mittels Knebel 41 verriegelt werden. Die Abdichtung erfolgt durch den O-Ring
42. Der Austrittsflansch 44 liegt um 180° verschwenkt montiert in der gestrichelten
Inline-Position 47. In beiden Positionen bildet die Achse 46 des Austrittsflansches 44
mit der Motorachse 45 einen Winkel von 45°.
Fig. 4 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform der Erfindung, bei der
sich der Antriebsmotor 50 von beliebiger Bauart auf der dem Ansaugflansch 51
gegenüberliegenden Seite des Spiralgehäuses 52 befindet. Die gestrichelte Darstel
lung 53 gibt die Inline-Position wieder. Auch hier beträgt der Winkel 54 zwischen der
Motorachse 55 und der Austrittsflanschachse 56 sowie der Winkel 57 zwischen der
Eintrittsflanschachse 58 und der Motorachse 55 sowie der Winkel 59 zwischen den
gleichen Achsen in umgeschlagener Stellung jeweils 45°.
Claims (6)
1. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit mit einem Ansaugflansch, der über einen An
saugkanal mit dem Eintrittsbereich des Schaufelrades verbunden ist, welches sich in
einem Spiralgehäuse mit einem Austrittsflansch befindet, wobei das Spiralgehäuse
relativ zum Ansaugflansch um 180° verschwenkt in zwei Positionen montierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Achse (16a, 58) des Ansaugflansches (16,
51) als auch die Achse (24a, 46, 56) des Austrittsflansches (24, 44) mit der Motorachse
(25, 45, 55) einen Winkel (57, 26, 54, 59) von annähernd 45° einschließen und daß
die Achse (16a, 58) des Ansaugflansches (16, 51) mit der Achse (24a, 46, 56) des
Austrittsflansches (24, 44) in der ersten Position einen Winkel von 90° und in der
zweiten Position einen Winkel von 180° bilden.
2. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor einen Stator (1, 2, 3, 7, 30, 31) aufweist, der durch einen sphärischen
Luftspalt (5) vom Rotor (4, 34) getrennt ist und daß der Ansaugkanal durch den Rotor
(4, 34) hindurchführt.
3. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der magnetische Rückschluß aus einem geblechten Ring (30) gebildet wird, der
zwischen dem Spiralgehäuse (33) und den Polzähnen (31) angeordnet ist.
4. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der magnetische Rückschluß aus einem geblechten Ring (2, 3) gebildet wird, der
zwischen der Ansaugseite 16 und der Wicklung (17) angeordnet ist.
5. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spiralgehäuse (33) eine zur Motorachse (45) konzentrische, verschließbare
Öffnung aufweist, durch die das Innere der Pumpe zugänglich gemacht werden kann.
6. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Äquatorebene (29) der Kugel (9) in der Mittelebene der Schaufel-Austrittskan
ten (29a) liegt.
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