DE10024955A1 - Kreiselpumpe mit Magnetkupplung - Google Patents
Kreiselpumpe mit MagnetkupplungInfo
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- F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- 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
- F04D13/026—Details of the bearings
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer zwischen Pumpenwelle und Antriebswelle angeordneten Magnetkupplung und mit einem Spalttopf im Magnetspalt zwischen dem inneren Magnetrotor der Pumpe und dem äußeren Magnetrotor der Antriebswelle. Im Inneren des von der Förderflüssigkeit durchflossenen Spalttopfes ist der innere Magnetrotor an einem rohrförmigen Lagergehäuse gelagert, das die Pumpenlaufradwelle umgibt, die auf der dem Pumpenlaufrad abgewandten Seiten Befestigungsmittel für den inneren Magnetrotor besitzt, der zwischen dem Lagergehäuse und dem Spalttopf angeordnet ist. Die Befestigungsmittel des inneren Magnetrotors weisen an der Welle oder an der Wellenhülse mindestens einen Durchflusskanal für die Förderflüssigkeit auf, in oder an dem Schaufeln zur axialen Förderung der Flüssigkeit angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer zwischen Pumpenwelle und
Antriebswelle angeordneten Magnetkupplung und mit einem Spalttopf im
Magnetspalt zwischen dem inneren Magnetrotor der Pumpe und dem äußeren
Magnetrotor der Antriebswelle, wobei im Inneren des von der Förderflüssigkeit
durchflossenen Spalttopfes der innere Magnetrotor an einem rohrförmigen
Lagergehäuse gelagert ist, das die Pumpenlaufradwelle umgibt, die auf der dem
Pumpenlaufrad abgewandten Seite Befestigungsmittel für den inneren
Magnetrotor besitzt, der zwischen dem Lagergehäuse und dem Spalttopf
angeordnet ist.
Bekannt sind Magnetkupplungsrotoren mit radialen Rückschaufeln. Die
Schaufeln dienen der Generierung eines Spül- bzw. Kühlmediumstromes. Diese
radialen Schaufeln sind stirnseitig am Magnetkupplungsrotor angeordnet und
erzeugen einen Förderstrom in radialer Richtung, indem das Medium durch
Fliehkraft zum Außendurchmesser des Rotors hin beschleunigt und durch den
Spalt zwischen Rotorumfang und Spalttopf gefördert wird. Diese Förderrichtung
zum Außendurchmesser hin ist konträr zu der erforderlichen Fließrichtung, um
den Spülmediumstrom unmittelbar in die im Zentrum des Rotors positionierte
Rotorlagerung einleiten zu können.
Radiale Schaufeln erzeugen im allgemeinen nur kleinere Massenströme bei
höheren Drücken, so dass nur recht geringe Mengen Spül- bzw. Kühlmedium zur
Verfügung stehen und die Förderung infolge Kavitation unterbrochen werden
kann. Bei Vergrößerung der radialen Schaufeln wird zwar mehr Medium
gefördert, aber die Kavitationsneigung nimmt auch zu. Darüber hinaus bedingen
größere Radialschaufeln auch eine höhere hydraulische Leistung, die als
Kupplungsverlustleistung einzustufen und daher unerwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so
zu verbessern, dass bei geringem hydraulischen Leistungsverlust eine hohe
Spül-, Kühl- und Schmierleistung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die
Befestigungsmittel des inneren Magnetrotors an der Welle oder an der
Wellenhülse mindestens einen Durchflusskanal für die Förderflüssigkeit aufweist,
in oder an dem Schaufeln zur axialen Förderung der Flüssigkeit angeordnet sind.
Axiale Schaufeln sind im Innendurchmesser eines Magnetkupplungsrotors
positioniert, der als rotationssymmetrischer Hohlkörper gestaltet ist. Die
Schaufeln sind mit dem rotationssymmetrischen Hohlkörper und der
Magnetkupplungswelle verbunden. Ein solcher mit Axialschaufeln ausgeführter
Magnetkupplungsrotor eliminiert die genannten Nachteile. Der Rotor besteht aus
einem zylindrischen Körper, in dessen Innendurchmesser mehrere Schaufeln -
vorzugsweise drei Stück - positioniert sind. Die Schaufeln können planar oder
räumlich gekrümmt sein und weisen einen definierten Anstellwinkel auf -
vorzugsweise 5 bis 15°. Die Axialschaufeln fördern einen größeren
Flüssigkeitsstrom bei niedrigen Druckdifferenzen. Somit steht viel Kühl- bzw.
Spülmedium zur Verfügung und Kavitation wird zuverlässig vermieden. Das
Medium wird mittels Axialschaufeln in den Innendurchmesser des zylindrischen
Körpers gefördert und durchströmt die im Rotorzentrum positonierte
Rotorlagerung. Die Axialschaufeln verbinden den rotationssymmetrischen
Hohlkörper mit der Welle des Rotors und dienen neben der axialen
Mediumförderung auch der Übertragung des Rotordrehmomentes. Da die
Stirnseite des Rotors im Gegensatz zu bekannten Rotoren mit radialen Schaufeln
nicht vollkreisflächig ist, sondern bedingt durch die Beschaufelung eine
verminderte Oberfläche aufweist, wird die Flüssigkeitsreibung der Rotor-
Stirnfläche reduziert. Dadurch wird die im Vergleich zu radialen
Schaufelkonstruktionen ohnehin schon geringe hydraulische Leistungsaufnahme
des Rotors noch weiter vermindert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchflusskanal von einer koaxialen
Ringöffnung gebildet ist, in dem zwei oder mehr Schaufeln befestigt sind.
Vorzugsweise wird die von den axialen Schaufeln geförderte Flüssigkeit aus dem
Spalt zwischen den Abtriebsmagneten und dem Spalttopf gesogen und durch die
Lager gedrückt, die zwischen dem Lagergehäuse und der Welle oder der
Wellenhülse angeordnet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zeichnung in einem
axialen Schnitt durch den inneren Bereich dargestellt und wird im folgenden
näher beschrieben.
Die Kreiselpumpe 1 mit Magnetkupplung weist einen in einer Pumpenkammer
sich drehendes Laufrad 2 auf, das auf einem Ende einer Welle 3 befestigt ist. Die
Welle 3 trägt eine Wellenhülse 12, die durch zwei Keramik-Radiallager 4, 5 (mit
Radiallagerhülse und Radiallagerbuchse) und zwei Keramik-Axiallager 6, 7
gelagert ist, die an der Innenwand eines rohrförmigen Lagergehäuses 8 befestigt
sind. Das Lagergehäuse 8 ist an der Wand 11 befestigt, die die Pumpenkammer
9 von dem Innenraum eines Spalttopfes 10 trennt, der an der Trennwand 11
befestigt ist. An der dem Pumpenlaufrad 2 abgewandten Ende trägt die Welle 3
einen inneren topfförmigen Magnetrotor 14. Hierzu ist an der Welle 3 als
Befestigungsmittel 15 ein kreisförmiger Boden 16 angeformt, an dessen äußerem
Rand ein rohrabschnittförmiger zylindrischer koaxialer Magnetkörper 17
angeformt ist, an dessen Außenseite die Abtriebsmagnete 18 befestigt sind.
Das Lagergehäuse 8 erstreckt sich somit koaxial in den Magnetrotor 14, wobei
zwischen dem Magnetträger 17 und dem Lagergehäuse 8 ein Ringraum 19 und
zwischen dem Magnetträger 17 und dem Spalttopf 10 ein Ringspalt 20 besteht.
Außen ist der Spalttopf 10 von einem nicht dargestellten Antriebstopf umgeben,
der innen die Antriebsmagnete trägt und über eine koaxiale Welle von einem
Elektromotor angetrieben ist.
Innerhalb des rohrförmigen Magnetträgers 17 ist im Boden 16 des inneren
Magnetrotors 14 stirnseitig ein insbesondere ringförmiger koaxialer
Durchflusskanal (Ringraum) 21 eingebracht, der in Höhe des Ringraums 19 liegt
und von zwei bis vier radialen Axialschaufeln 22 durchquert ist, die den
Magnetträger 17 am Boden 16 halten. Die Schaufeln sind in regelmäßigen
Abständen (Winkeln) am Boden und Magnetträger angeformt und weisen einen
Anstellwinkel von 5 bis 15 Grad auf.
Die vorzugsweise drei Schaufeln 22 fördern die durch Eintrittskanäle 23 in den
Spaltrohrinnenraum eintretende Flüssigkeit aus dem Ringspalt 20 in den
Zwischenraum 24 zwischen Lagergehäuse 8 und Wellenhülse 12, so dass die
hierdurch geförderte Flüssigkeit durch die Radial- und Axiallager 4 bis 7
hindurchfließt, um danach zur Pumpenkammer zurückzufließen.
Claims (3)
1. Kreiselpumpe mit einer zwischen Pumpenwelle und Antriebswelle
angeordneten Magnetkupplung und mit einem Spalttopf (10) im Magnetspalt
zwischen dem inneren Magnetrotor (14) der Pumpe und dem äußeren
Magnetrotor der Antriebswelle, wobei im Inneren des von der Förderflüssigkeit
durchflossenen Spalttopfes (10) der innere Magnetrotor (14) an einem
rohrförmigen Lagergehäuse (8) gelagert ist, das die Pumpenlaufradwelle (3)
umgibt, die auf der dem Pumpenlaufrad (2) abgewandten Seite
Befestigungsmittel (15) für den inneren Magnetrotor (14) besitzt, der zwischen
dem Lagergehäuse (8) und dem Spalttopf (10) angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel des inneren Magnetrotors
(14) an der Welle (3) oder an der Wellenhülse (12) mindestens einen
Durchflusskanal (21) für die Förderflüssigkeit aufweist, in oder an dem Schaufeln
(22) zur axialen Förderung der Flüssigkeit angeordnet sind.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchflusskanal (21) von einer koaxialen Ringöffnung gebildet ist, in
dem zwei oder mehr Schaufeln (22) befestigt sind.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die von den axialen Schaufeln (22) geförderte
Flüssigkeit aus dem Spalt (20) zwischen den Abtriebsmagneten (18) und dem
Spalttopf (10) gesogen und durch die Lager (4-7) gedrückt wird, die zwischen
dem Lagergehäuse (8) und der Welle (3) oder der Wellenhülse (12) angeordnet
sind.
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