DE7524717U - Spaltrohrkreiselpumpe - Google Patents

Description

Spaltrohrkreise!pumpe

Die Erfindung betrifft eine Chemie-Spaltrohrkreiselpumpe mit achsparallelen Antriebspermanentmagneten und Kunststoffkorrosionsschutz, die für eine Antriebsleistung von etwa 1 kW und mehr ausgelegt ist.

Solche in der chemischen Industrie einzusetzenden Kreiselpumpen haben vielfach korrodierende Fördermedien zu pumpen, weshalb dem Korrosionsschutz eine besondere Bedeutung zukommt. Außer der Verwendung von gegenüber speziellen Fördermedien beständigen Werkstoffen werden zum Korrosionsschutz auch einige Teile der Pumpen, die insbes. mit dem Fördermedium in Berührung kommen, aus Kunststoff gefertigt oder sind ipit korrosionsbeständigen Kunststoffüberzügen versehen. Insbesondere dann, wenn in chemischen Anlagen giftige und sehr wertvolle korrodierende Medien zu pumpen sind, ist auf einen nahtlosen Korrosionsschutz besonders zu achten. Es liegt daher der Einsatz von Kunststoff nahe. Die bisher bekanntgewordenen Pumpen, die Kunststoff zum Korrosionsschutz verwenden, sind in ihrer Ausführungsform den bekannten Pumpen aus metallischen Werkstoffen, insbes. aus Stahl, Buntmetallen oder Edelstahl im Detail mehr oder weniger nachgebildet. Das bringt es mit sich, daß vielfach Werkstoffkombinationen verwendet werden müssen. Beispielsweise besteht bei den meisten

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Pumpen die Welle immer noch aus einem metallischen Werkstoff, insbes. Stahl, selbst dann, wenn diese Welle durch Schutzhülsen in dem Bereich, in dem sie mit dem Fördermedium in Berührung kommt, geschützt ist. Dennoch verbleibt am Austritt der Welle im Bereich der Abdichtung eine große Korrosionsgefahr, wenn die Dichtung als Stopfbüchspackung oder als Gleitringdichtung ausgebildet ist. Um diese Dichtungen zu vermeiden, werden daher besonders gern stopfbüchslose Spaltrohrpumpen eingesetzt, damit man den im ehemischen Betrieb immer strengerwerdenden Anforderungen an den Schutz vor Immission gerecht werden kann. Stopfbüchslose Pumpen, die vollständig aus Kunststoff hergestellt sind, ließen sich bisher nicht befriedigend realisieren.

Bei den stop fbüchs losen ChemiekreisiLpumpen mit Spaltrohr sind die das Pumpenlaufrad tragende Welle und der auf dieser Welle angeordnete innere Antriebsrotor (Innenläufer) von einem vom rückwärtigen Ende durch einen Boden abgeschlossenen Rohr, dem sogenannten Spalttopf, nach außen abgeschlossen. Es lassen sich zwei Bauarten unterscheiden. Bei der einen Bauart^ensogenannten Spaltrohrmotorpumpen, dient für den Antrieb des inneren mit Magneten besetzten Abtriebsrotors ein von einem Motorstator elektrisch indiziertes Drehfeld. Bei der anderen Bauart tritt an die Stelle des Motorstators ein Permanentmagnetsystem, welches aus auf einem durch einen getrennten Motor angetriebenen dem inneren Rotor wirkungsmäßig zugeordneten Außenläufer angebrachten Permanentmagneten besteht (Permanentmagnetpumpe). Bei dieser Bauart können die Permanentmagnete achsparallel zu beiden Seiten des zylindrischen Teils des Spalttopfs oder radial zu beiden Seiten des Bodens des Spalttopfs ausgerichtet vorgesehen sein. Die beiden grundsätzlichen Bauarten können in vertikaler und horizontaler Bauweise ausgeführt sein. In jedem Fall müssen Innenläufer und Welle von Lagern geführt und getragen werden, welche vom Fördermedium geschmiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufagabe zugrunde, eine stopfbüchslose Chemiekreislepumpe, sogenannte Spaltrohrpumpe, zu schaffen, bei der sich ein betriebssicherer Korrosionsschutz ohne Verkomplizierung und Verteuerung der Pumpe erzielen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Spalt»

rohrkreiseipumpe mit achsparallelen Antriebspermanentmagneten und löst die Aufgabe dadurch, daß mit dem Fördermedium in Berührung kommende Bauteile, insbes. Pumpengehäuse, Läufer, Spalttopf und innerer Rotor (Innenläufer) vollständig aus einem temperatur- und/oder säurebeständigen Kunststoff gefertigt sind, daß die axialen Stirnenden der vollständig im inneren Rotor eingebetteten Permanentmagnete radial nach außen aufeinander zu verlaufen (d.h. im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind) und daß an den Lagerstellen in den Kunststoffwerkstoff den Lagern Härte und Reibungskoeffizient üblicher Lager verleihende Lagerstoffe eingebettet sind, in den Kunststoffwerkstoff werden an den Lagerstellen vorzugsweise Graphit und/oder Molybdändi-sulfid in die an die Lagerflächen angrenzenden Bereiche eingebettet. In Ausgestaltung der Erfindung ist zur Vermeidung jeglicher fremder Werkstoffe im Bereich der vom Fördermedium benetzten Teile vorgesehen, daß die Teile des Pumpengehäuses (Pumpeneinlauf , Spiralgehäuseringe, Gehäusering mit Pumpenaus lauf und dergl.) an den radialen Tei'lungsflachen, an denen sie durch Zuganker gegeneinander gepreßt sind, eine Dichtungsschicht geringer Härte als im übrigen Bereich ausgebildet haben.

Durch die Erfindung ist die vollständige Ausbildung aus Kunststoff einer Spaltrohrpumpe möglich geworden, da die sich aus der Verwendung von Kunststoff ergebenden speziellen Probleme auf eine Weise gelöst sind, die keinen Rückgriff auf her-kömmliche Werkstoffe an den Lagern, an der Befestigung der Permanentmagnete und an der Ausbildung des Spalttopfes erforderlich macht. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß bei Spaltrohrpumpen mit achsparallelen Antriebspermanentmagneten eine volls-täxdige Ausbildung aus Kunststoff möglich ist, während bei den häufig verwendeten Spaltrohrmotorpumpen für die Abdichtung zwischei dem äußeren Stator und dem inneren Rotor auf ein sehr dünnes Metallrohr nicht verzichtet werden kann. Eine Verdickung dieses Rohrs in der Wandstärke, wie sie bei der Ausbildung des Spalttopfs aus Kunststoff unumgänglich ist, vergrößert die in Wärme verwandelten Spaltverluste des Drehfeldes soweit, daß die erzielbare Förderleistung und Druckhöhe stark reduziert wird, weil infolge von Verdampfungen die Schmierung, würde man sie zulassen, unterbrochen werden kann. Die Permanentmagnete sind auf einfache Weise betriebssicher gehalten. Der Spalttopf ist als frei im Raum stehender Körper nur mit seinem stirn-

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seitigen Befestigungsflansch am Flansch zwischen Ständer (Antriebsgehäuse) und Pumpengehäuse gehalten.

Für die Herstellung der Pumpe kommen mehrere Kunststoff-Werkstoffe •in Frage, nämlichsolche, die sowohl temperaturbeständig bis 200⁰C als auch, resistent gegen ca. 80% aller vorkommenden Medien sind und sehr gute mechanische Eigenschaften hat. Kunststoffe mit diesen Eigenschaften vermag der Kunststoff-Werkstoff-Fachmann ohne weiteres anzugeben.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spaltrohrpumpe ist anhand einer Zeichnung, die die Pumpe im Längsquerschnitt zeigt, näher erläutert.

Die dargestellte Spaltrohrpumpe ist zweistufig. Das Pumpengehäuse, das mit dem Fördermedium in Berührung kommt, beäteht aus einem Gehäusering 1 mit dem Pumpenauslauf, einem die erste Stufe aufnehmenden Spiralgehäusering 2 sowie einem axialen Einlaufstutzen 3. Am druckseitigen Ende des Pumpengehäuses, ist ein Spalttopf 7 vorgesehen, der einen axial nach innen vorspringenden .,Lagervorsprung 8 hat. Innerhalb des Gehäuses ist ein einteiliger Pumpenläufer 5 vorgesehen, der auf seiner vorderenSeite zwei Kreiselräder ausgebildet hat und auf seiner rückwärtigen Seite als innerer Antriebsrotor 4 ausgebildet ist, in dessen rückseitige Aussparung 9 der Lagervorsprung des Spalttopfs 7 hineinragt. In den Innenläufer 4 sind im Querschnitt trapezförmige. Antriebs-Permanentmagnete 10 vollständig vom Kunststoff-Wertetoff eingeschlossen derart eingebettet, daß sie sich nach außen mit ihren Stirnflächen 11 konisch verjüngen. Der Innenläufer wird außer auf dem Lagervorsprung des Spalttopfs 7 auf einem stirnseitig am Lajertopf befestigten geteilten Lagerring 6 gelagert. An den Lagerstellen des geteilten Lagerrings 6 und des Lagervorsprungs 8 des Spalttopfs 7 sind Graphit oder Molybdändisulfid in die an die Lagerflächen 22 zwischen Lagerring 6 und dem inneren Rotor sowieidie Lagerfläche 23 zwischen dem Lagervorsprung 8 und dem Läufer angrenzenden Bereiche eingebettet,was in der Zeichnung durch kleine Kreuze angedeutet ist.

Die Gehäuseteile 1, 2 und 3 sowie der Spalttopf 7 stoßen an radialen Teilungsflächen 21 aneinander. Während üblicherweise an diesen Stellen Dichtungsringe vorgesehen sind, ist im vorliegenden Fall

eine Dichtungsschicht geringerer Härte als im übrigen Bereich ausgebildet. Auf diese Weise können Dichtungen entfallen. Die Aufgabe der Dichtungen wird durch die Bereiche geringerer Härte übernommen.

Die Gehäuseteile 1, 2 und 3 und der Spalttopf 7, die ebenso wie der innere Rotor 4, der Läufer 5 und der Lagerring 6 aus Kunststoff gefertigt sind, werden von einem Ständer 15 getragen, in welchem ein in Lagern 17 durch eine Antriebswelle 18 in Drehung versetzbarer äußerer Läufer 19, der die achsparallel ausgerichteten Antriebs-Permanentmagnete 2 0 trägt, gelagert ist. Gegen den stirnseitigen Flansch des Ständers 15 werden die Gehäuseteile durch nicht dargestellte Zuganker verspannt, die zu einem s'cirnseitig am Gehäuseeinlaß 3 anliegenden Flanschring 16 führen. Außenläufer, Ständer und Flanschring brauchen nicht aus korrosionsbeständigem Werkstoff bestehen. Sie sind vorzugsweise in Herkömmlicher Weise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, so

| daß sich die erfindungsgemäße Pumpe dadurch auszeichnet, daß nur

T alle mit dem Fördermedium in Berührung kommenden Bauteile aus

\ Kunststoff gefertigt sind. Die Schmierung der Lagerstellen erfolgt

{ in üblicher Weise. Dazu sind in der Zeichnung nicht dargestellte

Schmierkanäle vorgesehen, die von der Druckseite des Läufers zu den Lagerstellen und zum Antriebsspalt führen. Der innere Rotor kann sich, wie dargestellt, am Lagervorsprung 8 des Spalttopfs abstützen, da der Spalttopf im zylindrischen Teil mit ausreichender Wandstärke gefertigt sein kann, ohne daß dadurch zu hohe Antriebsverluste im Spalt zu befürchten sind.

Die Lagerstoffe werden dadurch im Bereich der Lagerstellen einge^ bracht, daß entweder beim Formen der betreffenden Bauteile zunächst eine Schicht aus einer Mischung aus Lagerstoff und Kunststoff in die Form und, eventuell nach Vorabbinden oder Erstarren, die übrige Kunststoffmenge eingebracht wird, oder zunächst nur eine Lagerstoffschicht im Bereich der Lagerstellen in die Form und anschließend nur der Klebstoff eingetragen wird, wobei der Lagerstoff in den Kunststoff ausreichend weit eindringt.

Ansprüche

Claims (4)

ANSPRÜCHE

1. Spaltrohrkreiselpumpe mit achsparallelen Antriebs-Permanentmagneten und Kunststoff-Korrosionsschutz, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit dem Fördermedium in Berührung kommenden Bauteile (1 bis 7),insbesondere das Pumpengehäuse (1, 2, 3), der Läufer (5), der Spalttopf (7) und der innere Rotor (4), vollständig aus einem temperatur- und/oder säurebeständigen Kunststoff gefertigt sind, daß die axialen Stirnenden (11) der vollständig im inneren Rotor (4) eingebetteten Permanentmagnete (10) radial nach außen aufeinander zu verlaufen und daß an den Lagerstellen (22, 23) in den Kunst'stoff-Werkstoff den Lagern Härte und Reibungskoeffizient üblicher Lager verleihende Lagerstoffe eingebettet sind.

2. Spaltrohrkreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kunststoffwerkstoff an den Lagerstellen Graphit oder Molybdändisulfid in die an die Lagerflächen (22, 23) angrenzenden Bereiche eingebettet sind.

3. Spaltrohrkreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile(1, 2, 3, 7) des Pumpengehäuses an den radialen Teilungsflächen (21) eine Dichtungsschicht geringerer Härte als im übrigen Bereich ausgebildet haben.

4. Spaltrohrkreiselpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalttopf (7) nur mit einem stirnseitigen Flansch zwischen dem Pumpengehäuse (1, 2, 3) und dem Antriebsständer (15) eingeklemmt gehalten ist.

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