DE1092307B

DE1092307B - Stopfbuchslose Pumpe mit Spaltrohrmotor fuer hoehere Druecke

Info

Publication number: DE1092307B
Application number: DEB52743A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Konrad
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-04-07
Filing date: 1959-04-07
Publication date: 1960-11-03

Description

Stopfbuchslose Pumpe mit Spaltrohrmotor für höhere Drücke Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Anwendung von Pumpen für gefährliche, giftige oder brennbare Flüssigkeiten ist die Abdichtung der Welle beim Austritt aus den Lagern im Pumpengehäuse. Auch wenn man eines dieser Lager durch Verwendung eines fliegenden Pumpenrades vermeidet, so bleibt doch die Notwendigkeit, die Welle im Bereich des zweiten Lagers sicher abzudichten. Diese Aufgabe ergibt sich einmal bei Vakuumpumpen, wo das Einziehen von Luft von außen unterbunden werden muß, noch mehr aber bei Pumpen für höheren Druck, da hierbei in der Stopfbüchse große Wärmemengen entstehen, welche laufend abzuführen sind.
Eine entscheidende Lösung der Aufgabe, die Welle einer Pumpe sicher abzudichten, brachte der Spaltrohrmotor, bei dem Rotor und Stator durch ein dünnes unmagnetisches Rohr voneinander flüssigkeitsdicht abgeschlossen sind. Dieses Spaltrohr kann aber nur geringe Drücke aufnehmen, d. h., es besitzt nur eine geringe Wanddicke, da bei Verwendung eines dickwandigen Spaltrohres der Wirkungsgrad des elektrischen Motors infolge der Störung des magnetischen Flusses schnell abnehmen würde.
Sollen daher trotz eines dünnen Spaltrohres höhere Drücke in der Pumpe zugelassen werden, so muß man durch konstruktive Ausbildung von Pumpe und Motor versuchen, die Drücke zu beiden Seiten des Spaltrohres herabzusetzen oder sie einander anzugleichen.
Es ist nun bekannt, daß man dieses erreichen kann, wenn man die durch das Spaltrohr getrennten Räume über einen Druckausgleicher außerhalb des Pumpengehäuses auf gleichen Druck bringt. Dieser Druckausgleich kann mit einem Kolben oder mit einer Membrane erreicht werden.
Eine weitere Möglichkeit zum Druckausgleich besteht darin, daß man um dieses Spaltrohr ein zweites metallisches Rohr legt, um das Spaltrohr abzustützen, soweit dies nicht schon durch das Eisenblech des Stators geschieht. Diese Bauart ist aber deshalb unzweckmäßig, weil dadurch die Pumpe größer und im Aufbau verwickelter wird. Bei hohen Drücken ist es aber von besonderem Vorteil, den inneren Durchmesser des Druckmantels der Pumpe möglichst klein zu halten.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der stopfbuchslosen Pumpe mit Spaltrohrmotor für höhere Drücke auf beiden Seiten des Spaltrohres dadurch auf einfache Weise den gleichen Druck erreicht, daß man zum Druckausgleich am Spaltrohr das gesamte Pumpenaggregat einschließlich von Rotor und Stator des Motors als beweglichen Kolben in einen druckfesten zylinderartigen Körper einbaut, so daß der Pumpendruck auf den Kolben und dieser auf eine Flüssigkeitsfüllung im Druckkörper einwirkt, wobei die Flüssigkeit freien Zutritt zum Stator hat. Der auftretende Druck in der Pumpe verschiebt dann das Pumpenaggregat so weit in axialer Richtung nach dem motorseitigen Deckel hin, bis die Drücke auf beiden Seiten gleich sind.
Die Abbildung zeigt eine Ausführung der Pumpe als Beispiel. In einem Hochdruckkörper 1, der durch den pumpenseitigen Deckel 2 und den motorseitigen Deckel 3 nach außen hin abgeschlossen ist, wird das ein- oder mehrstufige Pumpenaggregat 4 mit dem Motor eingebaut, welcher aus dem Rotor 5 und dem Stator 6 besteht. Der Rotor 5 sitzt auf der verlängerten Welle des Pumpenaggregates 4. Rotor und Stator sind durch das aus unmagnetischem Werkstoff bestehende dünne Spaltrohr 7 flüssigkeitsdicht getrennt. Das Spaltrohr 7 ist einerseits im Zwischenring 12, andererseits im Führungsdeckel 21 befestigt. Der Führungsdeckel 21 nimmt gleichzeitig das öllose Lager des Rotors auf. Der elektrische Strom zum Antrieb des Motors wird in den Durchführungen 8 bis 10 zugeführt. Durch den Stutzen 11 wird der Statorraum entlüftet bzw. mit Flüssigkeit gefüllt.
Beim Arbeiten der Pumpe entsteht in dem Aggregat 4 eine zum Deckel 3 hin gerichtete resultierende Druckkraft, die den kolbenartigen Zwischenring 12 so lange zum Deckel 3 drückt, bis der Druck im Rotorraum und in den anschließenden Räumen die Druckkraft kompensiert. Der Ring 12 wird durch die Dichtung 13 gegen den Pumpenraum und durch die Dichtung 14 gegen den Stator hin abgedichtet. Durch den Ring 12 mit den beiden Dichtungen wird also das Pumpenaggregat zu einem Kolben, der sich in axialer Richtung bis zum Druckausgleich bewegen kann.
Die Flüssigkeit tritt durch den Eingangsstutzen 15 in die Pumpe ein und unter erhöhtem Druck durch den Stutzen 16 wieder aus. Die Deckel 2 und 3 sind durch die selbsttätigen Deckeldichtungen 17 und 18 nach außen abgeschlossen. Mittels der Bohrung 19 wird geprüft, ob die Dichtungen 13 und 14 dicht sind. Das Pumpenaggregat kann mittels der Dichtung 20 im Deckel 2 gleiten. Hier ist der Ansaugstutzen der Pumpe 4 in Längsrichtung verschieblich im Druckkörper abgedichtet.

Claims

PATENTANSPRUCHEf 1. Stopfbuchslose Pumpe mit Spaltrohrmotor für höhere Drücke, dadurch gekennzeichnet, daß zum Druckausgleich am Spaltrohr das gesamte Pumpenaggregat einschließlich von Rotor und Stator des Motors als beweglicher Kolben in einer. druckfesten, zylinderartigen Körper eingebaut ist, so daß der Pumpendruck auf den Kolben und dieser auf eine Flüssigkeitsfüllung im Druckkörper einwirkt, wobei die Flüssigkeit freien Zutritt zum Stator hat.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltrohr am motorseitigen Ende in einen Führungsdeckel eingespannt ist, welcher gleichzeitig das öllose Lager des Rotors aufnimmt.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugstutzen der Pumpe in Längsrichtung verschieblich im Druckkörper abgedichtet ist.