EP1329638A1 - Magnetically coupled centrifugal pump - Google Patents

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EP1329638A1
EP1329638A1 EP02001323A EP02001323A EP1329638A1 EP 1329638 A1 EP1329638 A1 EP 1329638A1 EP 02001323 A EP02001323 A EP 02001323A EP 02001323 A EP02001323 A EP 02001323A EP 1329638 A1 EP1329638 A1 EP 1329638A1
Authority
EP
European Patent Office
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bearing
pump
centrifugal pump
metal sleeve
pump according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02001323A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Wirz
Thomas Folsche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CP Pumpen AG
Original Assignee
CP Pumpen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by CP Pumpen AG filed Critical CP Pumpen AG
Priority to EP02001323A priority Critical patent/EP1329638A1/en
Publication of EP1329638A1 publication Critical patent/EP1329638A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/049—Roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • F04D13/025—Details of the can separating the pump and drive area
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
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    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/0465—Ceramic bearing designs

Definitions

  • Such a centrifugal pump is, for example, from EP 0171515 known, in which the pump chamber with in a stationary impeller with a floating bearing through a statically sealing canned pot from the engine compartment is separated.
  • the drive motor is with a Permanent magnet connected inner rotor, which close to the wall of the canned pot on the engine compartment side is arranged.
  • the pump impeller is in turn with a external rotor provided with permanent magnets, which is close to the pump-side wall of the Canned pot is arranged. So that becomes a non - contact transmission of the rotary movement of the Drive motor realized on the pump impeller, at which caused none by shaft seals Tightness problems can occur.
  • Such pumps are used especially for fluid media used, which an optimal tightness resp. avoidance require leaks, and where no moving respectively.
  • dynamic seals are approved, such as for example with aggressive or toxic media.
  • these are usually horizontal Pump impeller axis arranged, being in the lower region of the Pump room separate, additional drainage connection must be provided.
  • This emptying nozzle must now but can also be sealed again, with these Places so-called dead spaces can occur in which Remains of the medium to be conveyed remain, i.e. one complete emptying cannot be achieved.
  • Such a pump is now known from EP 99 114 038, which essentially increases the formation of dead spaces can prevent. This is done by using a Plain bearing as the only bearing of the pump impeller reached. But it has now been shown that under certain Conditions there is a risk that the plain bearing is damaged. This is particularly the case with Pumping media with a low boiling point or low viscosity or media with bad Lubricating behavior. There is also the risk of Damage to the plain bearing in the event of incorrect operation, especially with a dry run in the case of Sterilize the pump or when the pump is emptied or if the pump is not within the permissible map is operated.
  • the object of the present invention was now that Fix the disadvantages described and a pump too create which are particularly suitable for use for the sterile process engineering.
  • this object is achieved by a pump the characterizing features of claim 1 solved.
  • Such a pump designed according to the invention is suitable is advantageous according to claim 13 for use in the fluid process engineering and in particular in the field of sterile process engineering.
  • Figure 1 shows the longitudinal section through an inventive Centrifugal pump with drive housing 1, a pump housing 2 and a suction flange attached to it, respectively.
  • -Nipple 3 In the drive housing 1 is on a flywheel 4 Permanent magnet rotor 5 arranged. Between the Drive housing 1 and the pump housing 2 is a Canned can 6 arranged, which only over his Pot edge 6 'with the drive housing 1 resp. the Pump housing 2 is connected and the drive chamber 1 'from Pump room 2 'separates statically sealing.
  • the flywheel 4 is on a shaft 7 with one in the figure not shown drive motor, for example a Electric motor, arranged.
  • a pump impeller 8 is arranged in the pump chamber 2 ', which, for example, directly in the pump impeller body Integrated permanent magnets 9, which one Form the outer permanent magnet rotor.
  • the two Permanent magnet rotors 5 and 9 are mutually spaced opposite, through the wall of the Canned pot 6 separately, concentric to the pump axis 10 arranged.
  • pump blades are formed, which the medium in the outer area of the pump room 2 'convey and via a pump outlet opening 11 dissipate.
  • the pump impeller 8 with the bearing unit consisting of preferably a lower deep groove ball bearing 13 and one upper deep groove ball bearing 14, a spacer sleeve 15 and an outer metal sleeve 16, for example a clamping screw 17 with the pump bearing bracket 12 screwed.
  • the pump bearing bracket 12 is with the Pump housing 2 firmly connected and his nose opens into the Intake space 3 'of intake 3.
  • the storage of the pump impeller 8 on the Pump bearing bracket 12 is thus under according to the invention Use of ceramic roller bearings, preferably from ceramic deep groove ball bearings 13, 14, realized.
  • the outer metal sleeve 16, which is preferably thin-walled is formed, is on the outer rings of the roller bearings 13, 14 shrunk.
  • the metal sleeve 16 is preferably made made of a material with a high yield strength, good Heat resistance, good corrosion resistance and preferably a thermal coefficient of thermal expansion, which in the range of the coefficient of thermal expansion Spacer sleeve 15 is located.
  • the shrinking process resp. the Dimensions of the metal sleeve 16 are designed such that it is at least partially plastically deformed, is preferably completely plastically deformed.
  • this metal sleeve 16 is on the outer rings of the two Deep groove ball bearings 13, 14 a favorable stress distribution achieved.
  • the wall thickness of the metal sleeve 16 can advantageously take advantage of the maximum allowable Strength values, i.e. the defined plastic Deformation required for sealing between metal sleeve 16 and the outer rings of the deep groove ball bearings 13, 14 necessary Pressing set or be limited to one Minimum radial clearance for deep groove ball bearings 13, 14 too achieve.
  • the pump impeller 8 provided with the bearing unit can then preferably via the clamping screw 17 and statically sealed to the bellhousing 12 become.
  • the sealing lips 15 'of the spacer sleeve 15 are designed that about the clamping force of the clamping screw 17 required seal between the spacer sleeve 15 and the inner ring of the deep groove ball bearings 13, 14 is reached and also the reduction of the axial clearance of the deep groove ball bearings 13, 14, resulting from the shrinking of the metal sleeve 16, is compensated. Furthermore, the resilience of the Tension screw 17 sufficient for the necessary seal between the sealing edge 12 'of the pump bearing bracket 12 and the inner ring of the lower deep groove ball bearing 13 and between the sealing edge 17 'at the head of the clamping screw 17 and the inner ring of the upper deep groove ball bearing 14 to reach.
  • the storage unit according to the invention is now very advantageous compact, has no dead spaces and has a lot good response Airflow conditions for the Cleaning process.
  • the ceramic ones offer great advantages Rolling bearings also when dry running occurs.
  • the pump presented here is suitable due to the simple and compact design and avoidance of Dead spaces and crevices especially for extreme applications in the field of sterile process engineering, but can naturally also for other areas of application be used.

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Abstract

Rotary pump comprises a bearing unit having a ceramic rolling bearing (13, 14) and a metal sleeve (16) shrunk onto the outer side and connected to a pump running wheel (8). The stationary inner part of the bearing unit is connected to a pump bearing support (12) in a statically sealed manner and forms the single bearing of the pump running wheel. Preferred Features: The bearing unit is screwed to the pump bearing support. The bearing unit has two ceramic ball bearings, preferably with a metallic spacer sleeve (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetgekuppelte Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a magnetically coupled Centrifugal pump according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Kreiselpumpe ist beispielsweise aus EP 0171515 bekannt, bei welcher der Pumpenraum mit darin auf einer stationären Achse fliegend gelagertem Pumpenlaufrad durch einen statisch dichtenden Spaltrohrtopf vom Motorraum getrennt ist. Der Antriebsmotor ist mit einem mit Permanentmagneten bestückten Innenläufer verbunden, welcher dicht an der motorraumseitigen Wandung des Spaltrohrtopfes angeordnet ist. Das Pumpenlaufrad ist seinerseits mit einem mit Permanentmagneten versehenen Aussenläufer verbunden, welcher dicht an der pumpenseitigen Wandung des Spaltrohrtopfes angeordnet ist. Damit wird eine berührungslose Übertragung der Drehbewegung des Antriebsmotors auf das Pumpenlaufrad realisiert, bei welcher keine durch Wellendichtungen verursachte Dichtigkeitsprobleme auftreten können.Such a centrifugal pump is, for example, from EP 0171515 known, in which the pump chamber with in a stationary impeller with a floating bearing through a statically sealing canned pot from the engine compartment is separated. The drive motor is with a Permanent magnet connected inner rotor, which close to the wall of the canned pot on the engine compartment side is arranged. The pump impeller is in turn with a external rotor provided with permanent magnets, which is close to the pump-side wall of the Canned pot is arranged. So that becomes a non - contact transmission of the rotary movement of the Drive motor realized on the pump impeller, at which caused none by shaft seals Tightness problems can occur.

Derartige Pumpen werden insbesondere für fluide Medien eingesetzt, welche eine optimale Dichtheit resp. Vermeidung von Leckagen verlangen, und bei welchen keine beweglichen resp. dynamischen Dichtungen zugelassen sind, wie beispielsweise bei aggressiven oder toxischen Medien. Um den Pumpenraum derartiger Pumpen entleeren zu können, werden diese üblicherweise mit waagrecht liegender Pumpenlaufradachse angeordnet, wobei im unteren Bereich des Pumpenraumes separate, zusätzliche Entleerungsstutzen vorgesehen sein müssen. Diese Entleerungsstutzen müssen nun aber auch wieder abgedichtet werden, wobei an diesen Stellen sogenannte Toträume auftreten können, in welchen Resten des zu fördernden Mediums liegen bleiben, also eine vollständige Entleerung nicht erreicht werden kann. Wird nun eine derartige Pumpe mit senkrecht liegender Pumpenlaufradachse eingesetzt, so lässt sie sich ohne zusätzliche Entleerungsstutzen entleeren, aber bei der Wiederaufnahme des Betriebes besteht nun das Problem, dass der zwischen der Rückseite des Pumpenlaufrades und dem Spalttopf liegende Raum nicht entlüftet werden kann, da im Spalttopf selbst kein Entlüftungsstutzen angebracht werden kann. Bei mangelnder Entlüftung besteht nun aber die Gefahr, dass die Lager des Pumpenlaufrades, welche durch das zu fördernde Medium geschmiert werden, trocken laufen und damit das Lager beschädigt wird. Dies ist gerade bei herkömmlichen Pumpen mit tiefen, zylinderförmigen Spalttöpfen der Fall, bei welchen das Pumpenlaufrad mindestens eine Lagerung im Innenbereich des Spalttopfes aufweist, welcher bei dieser senkrechten Betriebsart beim Befüllen nicht ausreichend entlüftet werden kann.Such pumps are used especially for fluid media used, which an optimal tightness resp. avoidance require leaks, and where no moving respectively. dynamic seals are approved, such as for example with aggressive or toxic media. Around to be able to empty the pump chamber of such pumps, these are usually horizontal Pump impeller axis arranged, being in the lower region of the Pump room separate, additional drainage connection must be provided. This emptying nozzle must now but can also be sealed again, with these Places so-called dead spaces can occur in which Remains of the medium to be conveyed remain, i.e. one complete emptying cannot be achieved. Becomes now such a pump with vertical Pump impeller axis used, so it can be without empty additional drainage connection, but at the The resumption of operations now has the problem that the between the back of the pump impeller and the Cannot lying room can not be vented, because in the The containment can itself not be fitted with a vent can. If there is insufficient ventilation, there is now Danger that the bearings of the pump impeller, which by the medium to be pumped is lubricated, run dry and damage the bearing. This is just at conventional pumps with deep, cylindrical Shells the case where the pump impeller at least one bearing in the interior of the containment can has, which in this vertical mode at Filling cannot be adequately vented.

Beim Einsatz solcher Pumpen für die sterile Verfahrenstechnik muss diese im eingebauten Zustand einwandfrei gereinigt, rückstandsfrei geleert und sterilisiert werden können. Die eingangs beschriebene Pumpe erfüllt diese zusätzlichen Kriterien allerdings nur ungenügend, insbesondere ist der Ansaugbereich durch den herkömmlichen Einsatz von mehrteiligen, stationären Achsen und die im Pumpenlaufrad angeordneten metallischen Gewindebüchsen mit eingeschrumpfter Gleitlagerbüchse nicht totraumfrei, was zu einer ungenügenden Reinigung und Sterilisation des Pumpenraumes führt.When using such pumps for the sterile Process engineering must be installed perfectly cleaned, emptied without residues and can be sterilized. The pump described at the beginning however, only meets these additional criteria insufficient, in particular the suction area through the conventional use of multi-part, stationary axes and the metallic ones arranged in the pump impeller Threaded bushings with shrink-fitted plain bearing bushes are not free of dead space, leading to inadequate cleaning and Sterilization of the pump room leads.

Aus der EP 99 114 038 ist nun eine derartige Pumpe bekannt, welche die Bildung von Toträumen im wesentlichen zu verhindern vermag. Dies wird durch den Einsatz eines Gleitlagers als einziges Lager des Pumpenlaufrades erreicht. Es hat sich nun aber gezeigt, dass unter gewissen Bedingungen die Gefahr besteht, dass das Gleitlager beschädigt wird. Dies ist insbesondere der Fall beim Fördern von Medien mit einem niedrigen Siedepunkt oder niedriger Viskosität oder Medien mit schlechtem Schmierverhalten. Weiter besteht die Gefahr der Beschädigung des Gleitlagers bei Fehlbedienung, insbesondere bei einem Trockenlauf im Falle der Sterilisation der Pumpe oder beim Leerfahren der Pumpe oder wenn die Pumpe nicht innerhalb des zulässigen Kennfeldes betrieben wird.Such a pump is now known from EP 99 114 038, which essentially increases the formation of dead spaces can prevent. This is done by using a Plain bearing as the only bearing of the pump impeller reached. But it has now been shown that under certain Conditions there is a risk that the plain bearing is damaged. This is particularly the case with Pumping media with a low boiling point or low viscosity or media with bad Lubricating behavior. There is also the risk of Damage to the plain bearing in the event of incorrect operation, especially with a dry run in the case of Sterilize the pump or when the pump is emptied or if the pump is not within the permissible map is operated.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag nun darin, die geschilderten Nachteile zu beheben und eine Pumpe zu schaffen, welche sich insbesondere für den Einsatz für die sterile Verfahrenstechnik eignet.The object of the present invention was now that Fix the disadvantages described and a pump too create which are particularly suitable for use for the sterile process engineering.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Pumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a pump the characterizing features of claim 1 solved.

Weitere, bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12.Further preferred embodiments result from the dependent claims 2 to 12.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Lagerung des Pumpenlaufrades in Form einer Lagereinheit, welche keramische Wälzlager mit Aussen aufgeschrumpfter Metallhülse aufweist und deren stationärer Innenteil statisch dichtend mit dem Pumpenlagerträger verbunden ist, welches keine Spalten resp. Toträume aufweist, in welche das zu fördernde Medium eindringen könnte, kann der kompakte Pumpeninnenraum vollständig entleert, gereinigt und sterilisiert werden. Durch die Verwendung von mediendurchströmten keramischen Wälzlagern, vorzugsweise Rillenkugellagern und/oder Zylinderrollenlagern, kann die Lagereinheit auch bei nicht-schmierenden oder siedenden Medien oder kurzen Trockenlaufphasen nicht beschädigt werden. Auch die übrige Ausbildung sowohl des Lagerbereiches wie des Pumpenlaufrades fördern und unterstützen diese Eigenschaften ebenfalls.Due to the inventive design of the storage of Pump impeller in the form of a bearing unit, which Ceramic roller bearings with shrink-fit on the outside Has metal sleeve and the stationary inner part is statically sealed to the pump bearing bracket, which no columns respectively. Has dead spaces in which the medium to be conveyed could penetrate compact pump interior completely emptied, cleaned and be sterilized. By the use of ceramic rolling bearings through which media flows, preferably Deep groove ball bearings and / or cylindrical roller bearings, can Bearing unit even with non-lubricating or boiling Media or short dry running phases are not damaged become. The rest of the training both Promote storage area such as the pump impeller and also support these properties.

Vorteilhafterweise wird damit auch ein sehr kompakter und einfacher Aufbau der Pumpe erreicht, welche sich einfach warten und ggf. reparieren lässt.This also advantageously makes it a very compact and simple construction of the pump achieved, which is easy maintain and repair if necessary.

Eine derartige erfindungsgemäss ausgebildete Pumpe eignet sich vorteilhaft gemäss Anspruch 13 für den Einsatz in der fluiden Verfahrenstechnik und insbesondere auf dem Gebiet der sterilen Verfahrenstechnik.Such a pump designed according to the invention is suitable is advantageous according to claim 13 for use in the fluid process engineering and in particular in the field of sterile process engineering.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt

  • Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Pumpe mit Lagereinheit.
    • An embodiment of the present invention is explained in more detail below with reference to the single figure of the accompanying drawing. It shows
  • Fig. 1 shows the longitudinal section through an inventive pump with storage unit.

    • Figur 1 zeigt den Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Kreiselpumpe mit Antriebsgehäuse 1, einem Pumpengehäuse 2 und einem daran befestigten Ansaugflansch resp. -stutzen 3. Im Antriebsgehäuse 1 ist an einer Schwungscheibe 4 ein Permanentmagnetläufer 5 angeordnet. Zwischen dem Antriebsgehäuse 1 und dem Pumpengehäuse 2 ist ein Spaltrohrtopf 6 angeordnet, welcher nur über seinen Topfrand 6' mit dem Antriebsgehäuse 1 resp. dem Pumpengehäuse 2 verbunden ist und den Antriebsraum 1' vom Pumpenraum 2' statisch dichtend trennt. Die Schwungscheibe 4 ist auf einer Welle 7 mit einem in der Figur nicht dargestellten Antriebsmotor, beispielsweise einem Elektromotor, angeordnet.Figure 1 shows the longitudinal section through an inventive Centrifugal pump with drive housing 1, a pump housing 2 and a suction flange attached to it, respectively. -Nipple 3. In the drive housing 1 is on a flywheel 4 Permanent magnet rotor 5 arranged. Between the Drive housing 1 and the pump housing 2 is a Canned can 6 arranged, which only over his Pot edge 6 'with the drive housing 1 resp. the Pump housing 2 is connected and the drive chamber 1 'from Pump room 2 'separates statically sealing. The flywheel 4 is on a shaft 7 with one in the figure not shown drive motor, for example a Electric motor, arranged.

    Im Pumpenraum 2' ist ein Pumpenlaufrad 8 angeordnet, welches beispielsweise direkt im Pumpenlaufradkörper integrierte Permanentmagnete 9 aufweist, welche einen äusseren Permanentmagnetläufer bilden. Die beiden Permanentmagnetläufer 5 und 9 sind einander gegenüberliegend beabstandet, durch die Wandung des Spaltrohrtopfes 6 getrennt, konzentrisch zur Pumpenachse 10 angeordnet. Auf der dem Spaltrohrtopf 6 abgewandten Seite des Pumpenlaufrades 8 sind Pumpenschaufeln ausgebildet, welche das Medium in den äusseren Bereich des Pumpenraumes 2' fördern und über eine Pumpenaustrittsöffnung 11 abführen.A pump impeller 8 is arranged in the pump chamber 2 ', which, for example, directly in the pump impeller body Integrated permanent magnets 9, which one Form the outer permanent magnet rotor. The two Permanent magnet rotors 5 and 9 are mutually spaced opposite, through the wall of the Canned pot 6 separately, concentric to the pump axis 10 arranged. On the side facing away from the canned pot 6 the pump impeller 8, pump blades are formed, which the medium in the outer area of the pump room 2 'convey and via a pump outlet opening 11 dissipate.

    Das Pumpenlaufrad 8 mit der Lagereinheit, bestehend aus vorzugsweise einem unteren Rillenkugellager 13 und einem oberen Rillenkugellager 14, einer Abstandshülse 15 und einer äusseren Metallhülse 16, wird beispielsweise über eine Spannschraube 17 mit dem Pumpenlagerträger 12 fest verschraubt. Der Pumpenlagerträger 12 ist mit dem Pumpengehäuse 2 fest verbunden und seine Nase mündet in den Ansaugraum 3' des Ansaugstutzens 3.The pump impeller 8 with the bearing unit consisting of preferably a lower deep groove ball bearing 13 and one upper deep groove ball bearing 14, a spacer sleeve 15 and an outer metal sleeve 16, for example a clamping screw 17 with the pump bearing bracket 12 screwed. The pump bearing bracket 12 is with the Pump housing 2 firmly connected and his nose opens into the Intake space 3 'of intake 3.

    Die Lagerung des Pumpenlaufrades 8 auf dem Pumpenlagerträger 12 ist damit erfindungsgemäss unter Verwendung von keramischen Wälzlagern, vorzugsweise von keramischen Rillenkugellagern 13, 14, realisiert. Die äussere Metallhülse 16, welche vorzugsweise dünnwandig ausgebildet ist, wird auf die Aussenringe der Wälzlager 13, 14 aufgeschrumpft. Die Metallhülse 16 besteht vorzugsweise aus einem Material mit hoher Dehngrenze, guter Warmfestigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit und vorzugsweise einem thermischen Wärmeausdehnungskoeffizient, welcher im Bereich des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Abstandshülse 15 liegt. Der Aufschrumpfprozess resp. die Dimensionen der Metallhülse 16 sind derart ausgelegt, dass diese mindestens teilweise plastisch verformt wird, vorzugsweise vollständig plastisch verformt wird. Durch diese Metallhülse 16 wird auf die Aussenringe der beiden Rillenkugellager 13, 14 eine günstige Spannungsverteilung erzielt. Durch die Wahl der Wandstärke der Metallhülse 16 kann vorteilhaft unter Ausnützung der maximal zulässigen Festigkeitswerte, d.h. der definierten plastischen Verformung, die für die Abdichtung zwischen Metallhülse 16 und den Aussenringen der Rillenkugellager 13, 14 notwendige Pressung eingestellt resp. limitiert werden, um eine Mindest-Radialluft bei den Rillenkugellagern 13, 14 zu erzielen. The storage of the pump impeller 8 on the Pump bearing bracket 12 is thus under according to the invention Use of ceramic roller bearings, preferably from ceramic deep groove ball bearings 13, 14, realized. The outer metal sleeve 16, which is preferably thin-walled is formed, is on the outer rings of the roller bearings 13, 14 shrunk. The metal sleeve 16 is preferably made made of a material with a high yield strength, good Heat resistance, good corrosion resistance and preferably a thermal coefficient of thermal expansion, which in the range of the coefficient of thermal expansion Spacer sleeve 15 is located. The shrinking process resp. the Dimensions of the metal sleeve 16 are designed such that it is at least partially plastically deformed, is preferably completely plastically deformed. By this metal sleeve 16 is on the outer rings of the two Deep groove ball bearings 13, 14 a favorable stress distribution achieved. By choosing the wall thickness of the metal sleeve 16 can advantageously take advantage of the maximum allowable Strength values, i.e. the defined plastic Deformation required for sealing between metal sleeve 16 and the outer rings of the deep groove ball bearings 13, 14 necessary Pressing set or be limited to one Minimum radial clearance for deep groove ball bearings 13, 14 too achieve.

    Die geschilderte Lagerkombination aus zwei Rillenkugellagern 13, 14, Abstandshülse 15 und Metallhülse 16 kann nun in die hierfür vorgesehene Passung des Pumpenlaufrades 8 eingeschoben werden und mit diesem über eine Verschweissung zwischen Metallhülse 16 und Pumpenlaufrad 8 verbunden werden. Diese Verschweissung dient der statischen Abdichtung des Spaltes zwischen der Metallhülse 16 und der Aufnahme des Pumpenlaufrades 8, wodurch auch in diesem Bereich die Ausbildung von Toträumen vermieden wird. Durch diese Verbindungsart kann das herkömmliche, direkte Einschrumpfen der Rillenkugellager 13, 14 in das Pumpenlaufrad 8 vermieden werden, welches bei der vorzugsweisen Verwendung von keramischem Werkstoff für die Rillenkugellager 13, 14 nicht durchführbar wäre. Dabei würden nämlich unzulässig hohe Spannungsspitzen beim Einschrumpfprozess erzeugt werden, und beim Betrieb würde die Gefahr bestehen, dass sich bei hoher Temperatur der Presssitz derart reduziert, dass in die dadurch gebildete Fuge das zu fördernde Medium eindringen würde. Damit könnte die Pumpe nicht mehr zuverlässig gereinigt und sterilisiert werden. Ferner könnte dabei eine definierte Radialluft bei den Rillenkugellagern 13,14 nicht erreicht werden.The described bearing combination of two Deep groove ball bearings 13, 14, spacer sleeve 15 and metal sleeve 16 can now in the intended fit of the Pump impeller 8 are inserted and with this over a weld between the metal sleeve 16 and Pump impeller 8 are connected. This welding serves to statically seal the gap between the Metal sleeve 16 and the receptacle of the pump impeller 8, which also leads to the formation of dead spaces in this area is avoided. With this type of connection, it can conventional, direct shrinking of the deep groove ball bearings 13, 14 can be avoided in the pump impeller 8, which at the preferred use of ceramic material for the deep groove ball bearings 13, 14 would not be feasible. there would namely inadmissibly high voltage peaks when Shrinking process would be generated, and during operation there is a risk that at high temperature the Press fit reduced so that in the thus formed Fuge the medium to be conveyed would penetrate. So that could the pump is no longer reliably cleaned and sterilized become. Furthermore, a defined radial clearance could be used the deep groove ball bearings 13, 14 cannot be reached.

    Das mit der Lagereinheit versehene Pumpenlaufrad 8 kann anschliessend vorzugsweise über die Spannschraube 17 fest und statisch dichtend mit dem Pumpenträger 12 verbunden werden.The pump impeller 8 provided with the bearing unit can then preferably via the clamping screw 17 and statically sealed to the bellhousing 12 become.

    Die Dichtlippen 15' der Abstandshülse 15 sind so gestaltet, dass über die Spannkraft der Spannschraube 17 die erforderliche Abdichtung zwischen der Abstandshülse 15 und dem Innenring der Rillenkugellager 13, 14 erreicht wird und zudem die Reduktion der Axialluft der Rillenkugellager 13, 14, herrührend vom Aufschrumpfen der Metallhülse 16, kompensiert wird. Ferner ist die Spannkraft der Spannschraube 17 ausreichend um die notwendige Abdichtung zwischen der Dichtkante 12' von dem Pumpenlagerträger 12 und dem Innenring des unteren Rillenkugellagers 13 und zwischen der Dichtkante 17' am Kopf der Spannschraube 17 und dem Innenring des oberen Rillenkugellagers 14 zu erreichen.The sealing lips 15 'of the spacer sleeve 15 are designed that about the clamping force of the clamping screw 17 required seal between the spacer sleeve 15 and the inner ring of the deep groove ball bearings 13, 14 is reached and also the reduction of the axial clearance of the deep groove ball bearings 13, 14, resulting from the shrinking of the metal sleeve 16, is compensated. Furthermore, the resilience of the Tension screw 17 sufficient for the necessary seal between the sealing edge 12 'of the pump bearing bracket 12 and the inner ring of the lower deep groove ball bearing 13 and between the sealing edge 17 'at the head of the clamping screw 17 and the inner ring of the upper deep groove ball bearing 14 to reach.

    Die erfindungsgemässe Lagereinheit ist nun vorteilhaft sehr kompakt aufgebaut, weist keine Toträume auf und hat sehr gute An- resp. Umströmverhältnissen für den Reinigungsvorgang. Grosse Vorteile bieten die keramischen Wälzlager überdies beim Auftreten von Trockenlauf.The storage unit according to the invention is now very advantageous compact, has no dead spaces and has a lot good response Airflow conditions for the Cleaning process. The ceramic ones offer great advantages Rolling bearings also when dry running occurs.

    Die hier vorgestellte Pumpe eignet sich aufgrund der einfachen und kompakten Bauweise und der Vermeidung von Toträumen und Spalten insbesondere für extreme Anwendungen im Gebiet der sterilen Verfahrenstechnik, aber kann selbstverständlich auch für andere Anwendungsgebiete eingesetzt werden.The pump presented here is suitable due to the simple and compact design and avoidance of Dead spaces and crevices especially for extreme applications in the field of sterile process engineering, but can naturally also for other areas of application be used.

    Claims (13)

    Kreiselpumpe mit einem ihren Pumpenraum (2') antriebsseitig gegen ein gepumptes Medium dichtenden Spaltrohrtopf (6), auf dessen einer Seite ein motorgetriebener Permanentmagnetläufer (5) angeordnet ist und auf dessen anderer Seite ein mit einem Pumpenlaufrad (8) verbundener Permanentmagnetläufer (9) angeordnet ist, wobei der Spaltrohrtopf (6) nur an seinem Topfrand (6') mit den Pumpenteilen (1,2) verbunden ist und das Pumpenlaufrad (8) auf seiner dem Spaltrohrtopf (6) abgewandten Seite im Nabenbereich einem Ansaugkanal (3') zugewandt ist und auf einer stationären Achse eine Pumpenlagerträgers (12), welche im Ansaugkanal (3') angeordnet und fest mit dem Gehäuse (2) der Kreiselpumpe verbunden ist, drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagereinheit (13,14,16), mit mindestens einem keramischen Wälzlager (13;14) und auf der Aussenseite aufgeschrumpfter Metallhülse (16), welche ihrerseits mit dem Pumpenlaufrad (8) verbunden ist, eingesetzt ist, wobei der stationäre Innenteil der Lagereinheit statisch abgedichtet mit dem Pumpenlagerträger (12) fest verbunden ist und das einzige Lager des Pumpenlaufrades (8) bildet.Centrifugal pump with a canned pot (6) sealing its pump chamber (2 ') on the drive side against a pumped medium, on one side of which a motor-driven permanent magnet rotor (5) is arranged and on the other side of which a permanent magnet rotor (9) connected to a pump impeller (8) is arranged The canned pot (6) is only connected to the pump parts (1, 2) at its rim (6 ') and the pump impeller (8) on its side facing away from the canned pot (6) faces an intake duct (3') in the hub area and a pump bearing support (12), which is arranged in the intake duct (3 ') and is fixedly connected to the housing (2) of the centrifugal pump, is rotatably mounted on a stationary axis, characterized in that a bearing unit (13, 14, 16) , with at least one ceramic roller bearing (13; 14) and on the outside shrunk on metal sleeve (16), which in turn is connected to the pump impeller (8), the stationary one The inner part of the bearing unit is statically sealed to the pump bearing bracket (12) and forms the only bearing of the pump impeller (8). Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (13,14,16) mit dem Pumpenlagerträger (12) verschraubt ist, vorzugsweise mittels einer Spannschraube (17). Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the bearing unit (13, 14, 16) is screwed to the pump bearing bracket (12), preferably by means of a clamping screw (17). Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (13,14,16) zwei keramische Rillenkugellager (13,14) vorzugsweise mit einer vorzugsweise metallischen Abstandhülse (15) aufweist.Centrifugal pump according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing unit (13, 14, 16) has two ceramic deep groove ball bearings (13, 14), preferably with a preferably metallic spacer sleeve (15). Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (13,14,16) mindestens ein keramisches Rillenkugellager (13 resp. 14) und mindestens ein keramisches Zylinderrollenlager aufweist.Centrifugal pump according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing unit (13, 14, 16) has at least one ceramic deep groove ball bearing (13 or 14) and at least one ceramic cylindrical roller bearing. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (13,14,16) eine Abstandshülse (15) aufweist, vorzugsweise eine einteilige Innenhülse mit integrierten Lagerinnanlaufbahnen (15) aus keramischem Werkstoff.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing unit (13, 14, 16) has a spacer sleeve (15), preferably a one-piece inner sleeve with integrated inner bearing raceways (15) made of ceramic material. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) etwa den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die Abstandhülse (15) aufweist.Centrifugal pump according to claim 5, characterized in that the metal sleeve (16) has approximately the same coefficient of thermal expansion as the spacer sleeve (15). Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) eine geringere Wandstärke aufweist als die entsprechenden Aussenringe des resp. der Wälzlager (13;14), vorzugsweise kleiner als 40% der grössten Wandstärke der Aussenringe der Wälzlager (13;14) Centrifugal pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metal sleeve (16) has a smaller wall thickness than the corresponding outer rings of the resp. the roller bearings (13; 14), preferably less than 40% of the greatest wall thickness of the outer rings of the roller bearings (13; 14) Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) aus einem metallischen Material mit hoher Dehngrenze, hoher Warmfestigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit gegen Fluide besteht.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the metal sleeve (16) consists of a metallic material with a high yield strength, high heat resistance and good corrosion resistance to fluids. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) in der Länge höchstens gleich lang, vorzugsweise aber kürzer, als der Abstand zwischen den Aussenkanten der äussersten Lagerringe der Wälzlager (13;14) ausgebildet ist.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the length of the metal sleeve (16) is at most the same length, but preferably shorter, than the distance between the outer edges of the outermost bearing rings of the roller bearings (13; 14). Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) gleich lang oder länger als die Nabe des Pumpenlaufrades (8) ausgebildet ist, in welche die Metallhülse (16) eingesetzt ist.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the metal sleeve (16) is of the same length or longer than the hub of the pump impeller (8) in which the metal sleeve (16) is inserted. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) mit dem Pumpenlaufrad (8) entlang beider Hülsenränder jeweils mittels einer Schweissung, vorzugsweise einer betreffend Fluiden dichten Schweissung, verbunden ist.Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the metal sleeve (16) is connected to the pump impeller (8) along both sleeve edges by means of a weld, preferably a fluid-tight weld. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (16) durch einen entsprechend ausgestalteten Bereich der Nabe der Laufrades (8) gebildet ist.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that the metal sleeve (16) is formed by a correspondingly configured area of the hub of the impeller (8). Verwendung einer Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb die Pumpenlaufradachse senkrecht ausgerichtet angeordnet ist.Use of a centrifugal pump according to one of claims 1 to 12, characterized in that the pump impeller axis is arranged vertically aligned during operation.
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