Umwälzpumpe mit eingekapseltem Elektromotor und Lagerschmierung durch die umgewälzte Flüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf eine Umwälz- pumpe mit einem vollständig eingekapselten Elektro motor, bei der die umgewälzte Flüssigkeit den Motor läufer überflutet und die Wellenlager des Elektro motors schmiert, z. B. von der Art, wie sie in Heiss- wasser-Heizsystemen Verwendung finden.
Bei derartigen Pumpen-Motoreinrichtungen, die nicht vollständig eingekapselt sind, ist es schwierig, zu verhindern, dass die umgewälzte Flüssigkeit die Stopfbüchsen oder Dichtungen an der Motorpumpen welle durchdringt.
Pumpen der obenerwähnten Art sollen praktisch geräuschlos laufen, die umgewälzte Flüssigkeit muss direkt an die Lager herangebracht werden, ohne dass sie nach aussen treten kann, und insbesondere muss die Luft oder das Gas, das sich im System angesam melt hat, entweichen können, da Ansammlungen gasförmiger Stoffe die umgewälzte Flüssigkeit an der richtigen Schmierung der Motor- und Pumpenlager hindert.
Es ist bereits bekannt, bei derartigen Pumpen anordnungen Gasblasen, die durch die unter Förder- druck stehende Flüssigkeit mitgenommen werden und die eine vollständige Entleerung der Pumpe von Flüssigkeit verursachen können, abzuziehen. Dies geschieht in der Weise, dass im Gehäuse bzw. im Deckel der Pumpe kleine Öffnungen vorgesehen wer den, durch die die Gase in eine Abführleitung ge führt werden. Die oben angeführten Schwierigkeiten werden ge mäss der Erfindung dadurch vermieden, dass ein in eine Kammer ragendes Lager des Elektromotors über Dichtungsmittel so nach aussen abgeschlossen ist, dass nur Gas, aber keine Flüssigkeit entweichen kann.
Der Elektromotor und eine durch diesen angetrie bene Zentrifugalpumpe sind derart im Gehäuse ein geschlossen, dass die umgewälzte Flüssigkeit frei min destens über den Motorläufer fliessen und jederzeit die Lager der Pumpe und der Motorwelle schmieren kann.
Um eine leichte Zugänglichkeit zum Wellen ende zu gestatten, damit bei einer Blockierung der Welle infolge Schmutz oder Rost ein Drehen der Welle von Hand möglich ist, kann für die Kammer, in welcher sich das genannte Wellenende befindet, eine lösbare Deckplatte aus durchsichtigem Material vorgesehen sein. Um das Entweichen von Luft oder Gas, welches sich in dieser Kammer ansammelt und welches die umgewälzte Flüssigkeit daran hindern könnte, diese Kammer auszufüllen und die Lager der Motor- umd Pumpenwelle richtig zu schmieren, kann die durchsichtige Deckplatte über einen Körper aus fa serähnlichem Dichtungsmaterial befestigt werden.
Dieser Dichtungskörper ist vorzugsweise so beschaffen, dass er das Entweichen von Gas aus der Kammer ge stattet, jedoch ein Lecken der umgewälzten Flüssig keit verhindert. Er ist hierzu beispielsweise aus Fa sern hergestellt, welche bei Benetzung mit Wasser oder dergleichen in freiem Zustand aufquellen. Dieses Aufquellen erfolgt so schnell, dass der Faserstoffkör- per bei einer Benetzung mit bestimmter Geschwin digkeit aufquillt und dabei den Ausgang ins Freie schliesst, so dass ein Lecken der Flüssigkeit über den Dichtungskörper hinaus nicht möglich ist.
Gemäss einer Ausführungsform werden Fasern, beispielsweise die bei der Herstellung von Papier oder Karton benützten Zellulosefasern, verwendet und vorher so behandelt, dass beispielsweise durch Vulka nisieren ihre Quellungscharakteristik vermindert wird. Eine übliche Kraftfaser, d. h. eine in ihrer Festigkeit durch spezielle Verfahren verstärkte Faser, ist da- gegen ein Beispiel für eine solche Faser mit nicht reduzierter Quellungscharakteristik. Ihre Herstellung wird später erläutert.
Der Faserstoff-Dichtungskörper und die Fasern werden vorzugsweise so gewählt, dass sie im Verhältnis zum effektiven durch den Dichtungs körper eingenommenen Raum ein vorbestimmtes Volumen aufweisen und dass sie im freien Zustand eine vorbestimmte Quellungsgeschwindigkeit besitzen.
Der vorerwähnte Faserdichtungskörper hat, wenn er im wesentlichen trocken ist, untereinander in Ver bindung stehende Poren, welche geschlossen werden, wenn der Körper Flüssigkeit aufnimmt und er zwi schen den Wänden einer Ausnehmung oder einer an deren Begrenzung eingeschlossen ist. In einer bevor zugten Ausführungsform können die Fasern des Dich tungskörpers in zueinander parallelen Schichten ver laufen, in welchen die Fasern frei gerichtet sind. Die Fasern sind so angeordnet, dass sie im wesentlichen quer zum Durchlauf der Flüssigkeit im System ge richtet sind.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Umwälzpumpe mit in einem Gehäuse eingekapseltem Motor und Pumpe, Fig. 2 in grösserem Massstab einen Schnitt durch eine Dichtung und Kammer der Pumpe der Fig. 1 und Fig. 3 eine Ansicht in Richtung 3-3 der Fig. 1. In der Zeichnung bezeichnet 10 einen Sockel mit einem Einlass 11 einer Laufradkammer 12 und einem Auslass 13. Ein Laufrad 14 ist in der Kammer 12 angeordnet und weist eine Nabe 15 auf, welche auf ein Ende einer Welle 16 aufgesetzt ist.
Radial an geordnete Rippen 18 tragen ein Lagerorgan 19 in der Mitte des Motorsockels 17 und gewährleisten einen freien Durchgang für Flüssigkeit durch die Öffnungen zwischen den Rippen. Im Bauteil 19 ist ein Lager 20 für die Welle 16 angeordnet, und da die umgewälzte Flüssigkeit ständig die Nabe 19 umfliesst, ist für eine genügende Schmierung des Lagers 20 durch die umgewälzte Flüssigkeit gesorgt. Das Ge häuse, in dem Motor und Pumpe eingeschlossen sind, wird von dem rohrförmigen Organ 23, der Haube 21 und dem Sockel 17 gebildet, die durch Schrauben 22 zusammengehalten sind.
Eine Statorwicklung 24 ist im vorliegenden Bei spiel wasserdicht und isolierend in einem Harzkörper 25 gelagert. Das rohrförmige Organ 23 nimmt den Stator und den Harzkörper auf, so dass dieser isolie rende Harzkörper eigentlich einen Bestandteil der flüssigkeitsdichten Umhüllung für das Laufrad 14, die Welle 16 und den Stator 24 bildet. Die Haube 21 ist mit einem Gesenk 27 versehen, das ein Lager 28 für das der Nabe 15 gegenüberliegende Ende der Welle 16 trägt.
Das Ende der Welle 16 ist mit einer Aus- nehmung 29 für ein Werkzeug, beispielsweise mit einem Schlitz für einen Schraubenzieher versehen, damit die Welle 16 von Hand mit dem Werkzeug gedreht werden kann, falls das Laufrad 14 durch Fremdkörper im System blockiert sein sollte.
Um eine jederzeit genügende Schmierung des Lagers 28 zu gewährleisten, ist in der inneren periphe ren Oberfläche des Lagers 28 eine Nut 30 gebildet. Diese erstreckt sich nicht über die ganze Länge des Lagers 28, und die Wandung 30' am Ende dieser Nut hindert die Flüssigkeit daran, über das Lager 28 hinaus zu fliessen, was im folgenden näher erläutert wird.
Die Haube 21 weist eine Ausnehmung auf, die eine Kammer 31 bildet und die das äussere Ende der Welle 16 umgibt. Diese Kammer ist mit einem durch sichtigen Deckel 32 über eine Dichtung geschlossen, die ein Entweichen von sich in der Kammer an sammelndem Gas gestattet, ohne dass Flüssigkeit aus dem System entweichen kann. Beidseitig des durch sichtigen Deckels 32 sind ringförmige Dichtungs körper 33 und 34 angeordnet. Der Ring 33 liegt an einer in der Gehäusekappe 21- gebildeten Schulter 35 an, während eine Halteplatte 36 den Ring 34 durch gekragte Schrauben 37 gegen den Deckel 32 drückt. Die Schrauben 37 bilden einen schmalen Durchgang zwischen ihrem Kopf und der Halteplatte 36.
Die Dichtungsringe 33, 34 sind aus Fasern her gestellt, die beispielsweise mittelmässig gekocht und geschlagen werden,- wobei eine Platte auf einer Ent wässerungsmaschine angefertigt wird. Die Fasern sind vorzugsweise in parallelen Schichten angeordnet und vorteilhafterweise innerhalb jeder Schicht belie big orientiert.
Faserkörper, welche für diese Art Dichtungsringe geeignet sind, haben eine scheinbare Dichte (entsprechend dem Schüttgewicht bei Pulver sorten) zwischen 0,8 und 1,4 und eine anfängliche Quellungsgeschwindigkeit während der ersten Minute von mehr als 20 /o, wenn sie mit Wasser in Berüh rung gebracht werden und wenn der Faserkörper sich frei dehnen kann. Bei einer als geeignet befundenen Faser beträgt die anfängliche Quellungsgeschwindig- keit 201/o in der ersten Minute. Die gleiche Faser quillt innerhalb 5 Minuten bis 7011/o auf. Diese Faser ist eine in der obenerwähnten Art erzeugte Kraftfaser.
Die Quellungsgeschwindigkeit muss nicht notwendiger weise linear verlaufen, sie sollte aber in der ersten Minute gross sein. Sie ist natürlich abhängig vom wahren Volumen der Faser.
Die Faserverdichtungskörper 33 und 34 müssen, wenn sie erstmals angebracht werden, nicht notwen digerweise hermetisch dichten. Sobald sie aber mass geworden sind, quellen sie auf und verhindern ein Entweichen der Flüssigkeit im System nach aussen. Bevor sie mass werden, lassen die Ringe 33, 34 jedoch das Entweichen von Luft oder Gas zu, das sich in der Kammer 31 gegebenenfalls angesammelt und das, falls es nicht entweichen kann, die Flüssigkeit im System daran hindern würde, das Lager 28 genügend zu schmieren. Da die Flüssigkeitsströmung in die Kammer 31, die durch die Wandung 30' am Ende der Nut 30 gebildet wird, behindert ist, können die Dich tungsringe 33 und 34 aufquellen und die Öffnung 34 abdichten, bevor Flüssigkeit darauf ausfliesst.
Sich in der Kammer 31 ansammelndes Gas hingegen kann entweichen.