DE1528848A1

DE1528848A1 - Kreiselpumpe fuer Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1528848A1
Application number: DE19661528848
Authority: DE
Inventors: Ove Tye
Original assignee: T Smedegaard AS
Current assignee: T Smedegaard AS
Priority date: 1965-09-13
Filing date: 1966-09-09
Publication date: 1970-09-17
Also published as: CH442998A; AT264297B; DE1528848B2; US3366068A; BE686820A; DK109243C

Description

Kreiselpumpe für Flüssigkeiten Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für Flüssigkeiten, bei welcher der Rotor des Antriebsmotors in einem von einem Spaltrohr umschlossenen Rotorraum und das von diesem Rotor angetriebene Laufrad der Pumpe in einem durch eine elastische Scheidewand axial vom Rotorraum getrennten Druckraum angeordnet ist, indem der radial innere Randteil der Scheidewand einen die Pumpenwelle mit Spiel umschliessenden Dichtungsring trägt, der durch Federkraft axial gegen einen Dichtungsring gedrückt ist, der mit der Pumpenwelle rotiert.

Eiei diesen Pumpen wird der Rotorraum unter gleichzeitiger Betätigung eines Entlüftungsorgans am entgegengesetzten Ende des Raumes mit der vom Laufrad der Pumpe geförderten Flüssigkeit gefüllt, die dann als Schmiermittel für die Rotorlager des elektrischen Antriebsmotors dient. Beim Füllen des Rotor- raumes hält der Druck im Druckraum der Pume den sich an der elastischen Scheidewand befindlichen Dichtungsring entgegen der Wirkung der Feder vom Dichtungsring der Welle weg. Sobald aber der Rotarraum aufgefüllt ist, die Drücke imRotorraum und im Druckraum ausgeglichen sind, werden durch die Feder die beiden Dichtungsringe gegeneinander gepresst und die beiden Räume voneinander abgedichtet. Hierdurch wird eine kontinuierliche Erneuerung der Flüssigkeit im Rotor- raum vermieden, was namentlich im Falle einer Kreiselpumpe für warmes Gebrauchswasser die Ablagerung von Kalk und Unreinheiten in den Lagern des Rotors bewirken und häufige Ueberholungen erforderlich machen würde. Geringe Temperatur- oder Druckänderungen beim Betrieb der Pumpe kompensiert die c-l1astische Scheidewand. Sollte dagegen aus irgendeinem Grunde Flüssigkeit aus dem Rotorraum verloren gehen, wird die auf die elastische Scheidewand wirkende Federkraft überwunden, sodass die beiden Dichtungsringe von einander getrennt werden und Flüssigkeit in den Rotorraum einströmen lassen, bis dieser wieder gefüllt ist. Es kann indessen auch vorkommen, dass vier Druck im Rotorraum aus irgendeinem

Grunde, z.B. -infc@lge einer nusserge:,röhnlichen Temperatursteigung

irr. Rotorraum unil '#':m >uckra.urn des Laufrades, nicht durch die elastische

Scheideww,d auüg#2-glichen werden kann. Up, dif Gefahr eines Bruches rlex

f-.'£a1:ir;7.@.inien ',fttroffen

@,vei detr

Man hat sich hierzu früher damit begnügt, den radial äusseren Randteil der elastischen Scheidewand mit der gleichen Federkraft gegen einen festen Sitz zu halten" wie diejenige weiche die Dichtungsringe gegeneinander hält. Bei zu grossem Druck im Rotorraum wird sich dann der äussere Randteil der Scheidewand vom Sitz abheben. Diese Lösung ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass sich die Scheidewand rerschieben kann, was für den korrekten Anschlag zwischen den Dichtungsringen ungilnstig sein kann. Ausserdem erfordert dies einen grossen Ueberdruck bis die die Dichtungsringe beeinflussende Federkraft überwunden wird. Als Sicherungseinrichtung gegen Ueberäruck im Rotor- raum ist die Anwendung einer weiteren Druckfeder zwischen der Nabe des Lautrades und dem mit der Pumpenwelle rotierenden Dichtungsring vorge- schlagen worden, welche Feder nachgeben kann um den Dichtungsringen zu gestatten, sich beim Ueberdruck im Rotorraum voneinander zu entfernen. Es bedingt diese Lösung indessen, dass ,die Bewegung der elastischen Scheidewand in der Richtung gegen das Laufrad von einem zum Pumpengehäuse festen Teil begrenzt wird, und dies sowie die weitere Feder machen diese Anord- nung kompliziert und in axialer Richtung raumbedürftig.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, die elastische Sclicidewand

so anzuordnen, dass sie als Sicherungseinrichtung be. Ueberdruc!: im Rotor-

minn reagiert, ohne dass weitere Federn oder jriisserer axialer boii;i-

tigt Werden. Zu dieseln :#ä-Ivecl; ist die crfinciuiiüsf?e:nisse l;reisel;iu@:ne

dadurch gekennzeichnet, dass bis auf ::iiiidc-stens eine relativ

periphere Strecke der radial äussere Randteil der elastischen Scheidewand im Rotorraum festgehalten ist, wobei diese Strecke als Rückschlagventil. #ausgebildet ist, das sich bei einem Druckgefälle in der Richtung öffnet, Welche der Oeffnungsrichtung der beiden Dichtungsringe entgegengesetzt ist: Damit ist die Lage der elastischen Scheidewand gesichert, sodass die Dichtungsringe immer in der richtigen relativen Stellung zueinander liegen, Die kurze oder die kurzen peripheren Strecken des Scheidewand.,randteiles ermöglichen jedoch schnelle Reaktionen bereits bei einem verhältnismässig kleinen Ueberdruck im Rotorraum.

Die elastische Scheidewand kann ähnlich ausgebildet sein, wie die in der britischen Patentschrift Nr. 631 981 offenbarte elastische Scheidewand, die balgförmig ist, und eine darin eingeschlossene die Pumpenwelle umschliessende Druckschraubenfeder aufweist, welche zwischen dem sich an der Scheidewand befindlichen mechanischen Dichtungsring und dem als Flansch ausgebildeten radial äusseren Randteil des Balges angeordnet ist. Bei einer solchen Kreiselpumpe kann erfindungsgemäss zwischen- der Feder und dem Balgenflansch eine vorzugsweise schalenförmige Federanschiagsscheibe eingeschaltet sein, deren gegen den Flansch anliegender :äusserer Rand an der oder den als Rücl;schlagventil dienenden Strecken des rlansches unterbrochen ist. Bei Ueberdruck im Rotorrauni wird sich der 3algrand an den unterbrochenen Stellen des Federscheibenrandes wölben

u2,< Flüssigkeit durcI dip dadurch entstandenen tunnelförmigen Kanäle passieren

Hierbei ist die Scheidewand aus elastisch`nachgiebigern Material hergestellt, während die Feder dazu dient, die gegenseitige Berührung der Dichtungsringe zu sichern,..
Bei einer anderen bekannten Kreiselpumpe ist die elastische Scheidewand durch eine im wesentlichen ebene, kreisrunde, scheibenförmige Membran gebildet, die an ihrem den Dichtungsring tragenden radial inneren Rand- teil mit dem inneren Rand einer entsprechenden Blattfeder verbunden ist. Solche Scheidewände werden u.a. bei begrenztem Raum in axialer Richtung verwencht Bei dieser Konstruktion kann erfindungsgemäss die Blattfeder an mindestens einer Stelle ihrer Peripherie mit von dieser im wesentlichen radial nach innen verlaufenden Schlitzpaarerversehen werden, die sich nach innen gegen den Rotorraum erstrecken, wobei der äussere Randteil der Blattfeder ausserhalb dieser Stelle oder dieser Stellen in an sich bekannter Weise festgehalten ist. Der zwischen jedem Schlitzpaare liegende Teil der Blattfeder kann sich dann leicht heben und den Durchlass von Flüssigkeit vom Rotorraum zulassen, ohne dass die Stellung der Scheidewand im übrigen gestört wird.
Die vorstehend erwähnte Ausführungsform kann dadurch weiter entwickelt werden, dass der zwischen einem zusammengehörenden Schlitzenpaar liegende Teil der Blattteder einen geringeren Aussendurchmesser hat, als der Rest der Blattfeder. Die Flüssigkeit vom Rotorrautn bekommt dann einen kürzeren Weg beim Ausströmen, und man bekommt ausserdem die Möglichkeit, den ganzen Rand der elastischen Scheidewand ringsum mit einem aufrechtstehenden Schutzring umschliessen zu können, der gleichzeitig als Halterung für die Scheidewand ausgebildet werden kann.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die eine Ausführungsform im Längsschnitt durch einen Teil der Pumpe, Fig. 2 einen Schnitt entsprechend demjenigen der Fig. 1 durch die andere Ausführungsform, und Fig. 3 eine Einzelheit der zweiten Ausführungsform.
In beiden Ausführungsformen ist das Pumpenlaufrad 10 an einer Pumpenwelle 11 befestigt, die in zwei Lagern läuft, von denen das untere dem Laufrad nähere dargestellt und mit 12 bezeichnet ist. Die Welle trägt zwischen diesen Lagern einen nicht gezeigten Rotor für einen die Pumpe antreibenden Elektromotor. Um den Rotor ist in bekannter Weist ein Spaltrohr 13 angeordnet. Der Raum 14 innerhalb des Spaltrohrs wird im Folgenden als Rotorraum bezeichnet, während der Raum 15, der das- Laufrad 10 enthält, als Druckraum bezeichnet wird. Der Rotorrauin 14 steht über einen Kanal 16 reit einer Kammer 17 in Verbindung, die vom Druckraum 15 durch eine. elastische Scheidewand 18 ge- trennt ist. Letztere trägt entlang ihrem die Welle 11 umgebenden Oe.ffnungs-Tand eitlen Dichtungsring 19, der von einer Feder normalerweise im Anschlag gegen einen mit der Welle 11 rotierenden entsprechenden Dichtungsring gehalten wird. Fällt der Druck im Rotorraum 14 unter einen im voraus bestimmten Wert, so hebt der Druck im Druckraum 15 den Dichtungsring 19 der Scheidewand vom Dichtungsring 21 der Pumpenwelle ab, sodass Flüssigkeit in den Rotorraum hineinströmen kann.

Die vorstehend erwähnten Merkmale sind allgemein bekannte Technik, und die beiden in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen unterscheiden sich nur dadurch voneinander, dass als Feder von einer Schrauben-Feder bezw. einer Blattfeder Gebrauch gemacht worden ist. Die Schrauben- feder 20 beim Beispiel der Fig. 1 erfordert mehr Platz in axialer Richtung als die Blattfeder 20 beim Beispiel der Fig. 2 . Die Schraubenfeder in Fig. 1 bedingt auch die Anwendung eines Federhalters 22, dessen äusserer Rand wie rechts in Fig. 1 ersichtlich im Anschiagsflansch 23 der elasti- schen Scheidewand eingeschlossen ist. Die Fig. 1 und 2 sind im gleichen Masstab gezeichnet, sodass klar ersichtlich ist, wieviel Raum die Schraubenfeder beansprucht. Demgegenüber lässt sich die axiale Ausdehnung der Dichtungsanordnung durch Verwendung einer gegebenenfalls nach oben schalenförmigen Blattfeder von ungefähr der Form des gezeigten llalters 22 der sich an der vom Laufrad 10 abgesendeten Seite die eben oder der Krümmung der Blattfeder angepasst ausgebildete Scheidewand anschliesst.

Das Merkmal der Erfindung geht aus der linken Seite der Fig. 1 und 2 Her-

vor. hi der ersten Ausführungsform ist der i": Scheidewandflanscli 2 3 lie-

r;@isc?@@ Rand des Federhalters 2? an einer in peripherer Rirlitun#- J;ur@exi

Strecke einfach weggeschnitten. Wenn ein Ueberdruck im Rotorraum 14 und damit auch in der Kammer 17 entsteht, so wird der Flansch 23 an dieser Strecke von seinem Anschlag gegen den festen Teil des Pumpengehäuses weggedrückt, sodass der Ueberdruck durch den dadurch gebildeten tunnelförmigen Durchlass ausgeglichen wird. Ist die Scheidewand von grosser Stärke, kann es notwendig sein, sie mit Löchern zu versehen, die von der Kammer 17 bis zur Anschlagseite des Flansches gehen. In Fig. 1 hat die Feder 20 keinen Einfluss auf das Wegdrücken des Scheidew anci.tflansches 213). Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 dagegen wohl, indem die Blattfeder 20 entlang ihrem äusseren Rand gegen die Scheidewand 18 festgespannt ist., die hier nicht im gewöhnlichen Sinne elastisch zu sein braucht, wie Kautschuk, sondern ganz dünn sein kann, wenn sie bloss dicht ist. Ein hierfür geeignetes Material ist Teflon (eingetragene Marke) oder ein anderer entsprechender Formstoff. An der oder den Stellen, die dazu torgesehen sind, Flüssigkeit bei Ueberdruck im iotorraurrc passieren au lassen, ist die Blattfeder mit zwei vor. der Peripherie nach innenverlaufenden Schlitzen oder Einschnitten 24 (Fig. 3) versehen, die wie gezeigt parallel sein können, aber auch radial zum Zentrum der Blattfeder gerichtet seih

könnten. Diese Schlitze 24 erstrecken sich so weit nach innen, dass Si( 2,

der I@c.rraer 1 7 enden. Wenn in dieser@gmc: ei_. I,ieberdru^k

entsteht, kann der zwischen den Schlitzen liegende Schenke- 2? derltt.=a

feder we edo n u=nd zwar unabhängig @$ ! e e#-" de

Rändern. Dieses Federn wizdnoch dadurch erleichtert, dass der Lappen 25 zwischen den Schlitzen 24 mit einem Loch 26 oder anderen Durchbrechungen versehen wird, sodass nur schmale Streifen als Verbindung zum innen liegenden Teil der Blattfeder übrig bleiben.

Die Scheidewand überdeckt diese Durchbrechungen 26, sodass Flüssigkeit nur entlang der peripheren Kante 27 des Schenkels passieren kann. Diese Kante 27 ist, wie gezeigt, mit Vorteil gegenüber der iibrigen Kante der Blattfeder etwas zurückgesetzt, sodass sofort Flüssigkeit vorbeiströmen kann, sowie der Schenkel auch nur wenig gehoben wird. Hierdurch wird die Anordnung ausserordentlich empfindlich und reagiert bereits auf einen sehr geringen Ueberdruck.
Selbstverständlich wird die Blattfeder 20 an der Stelle des Schenkels 25 oder gegebenenfalls mehrerer solcher Schenkel nicht gegen die Scheidewand 18 Jfrespannt gehalten, denn dann könnte sich der Schenkel ja nicht mehr abheben. in Fig. 2 ist eine zweckmässige und einfache Befestigung mittels eines umbördelten Ringrandes 28 gezeigt, der gegen die Blattfeder drückt.
An der Stelle des Schenkels 25 ist der umbördelte Rand, wie links in Fig. 2 ersichtlich, weggeschnitten, sodass die Scheidewand und der Schenkel sich hier frei axial biegen können, ohne radial verschoben zu werden.

Claims

P A T E Iw' T A N S P R U E C I I E

ICreiselpurnpe für Flüssigkeiten, bei weicher der Rotor des _'.:atriebs- rnotors in einem von einem Spaltrohr waschlossenen :otorraurra (t31(1 (las von diesem Rotor angetriebene Laufrad der @urräe in einem durch eins elastische Scheidewand axial von a Rotorraum Druclcr:zr)::a an;;e- oi(Inet ist, indem der radial innere Randteil der Scheidewand r-inen die Pumpenwelle mit Spiel umscHiessenden Dic^lrturarrsrin- trä@-t, (1(-r durch Federkraft axial gegen einen Dicütungir ing 7e(3 y@iclzt ist, der -. . i t, der Pumpenweile rotiert,, dadurch gekennzeichnet, (lass bis auf ^iiaa;I-stens eire relativ kurze, periphere `trecke,. i@ye?.' ra°ii:sx °iizssere äatanr.#il der elastischen Scheidev°and (13) im ltotorrauan fest-=#"irUten ist, wolkryi (liess Strecke -l.!; I.üchscialu.ventil (25) ausgebildet ist, -das sich bei ,:i:rera DrucKgef:ale in der lmlchung Öffnet, welche- !iz=`fY'aITüi'1Cht3::tr der beiden Dichtungsrin-e entgegengesetzt ist. 2. Kr<@iselnunrpe nach Ansr@ruch 1 , mit b,aigför-°-_-er elasticc?ae_- @i(@@:c@i(lrl- v-and und reit einer darin eingeschlossenen, -"1:?i-_:,@zr@c- Drucksc hraubenfedr, die zwische:@ dem siel -all der Dichtungsrinz und dem als Flansch aus@.=bil@le=rr 7°aditil "=_russervi=YiCv.@ü des Bares an-eordnet ist, dadurch bnhennzeer#t, dass L-tris - . der 1@' (20) und de -i Bal"yeafla:lsch eine vorzugsweise -Ilal£nfUrtn!g:? scheite (22) ?$üL7t? . .a$lfret ist, deren ge-ei, @

Rand an der oder den als Rückschlagventil dienenden Strecken des Flansches unterbrochen ist. 3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 , bei der die elastische Scheidewand die Form einer ini wesentlichen ebenen,kieisrunden, scheibenförmigen Membran hat, die an iliroin den Dichtungsring tragenden, radial inneren Randteil mit dem inneren Rind einer entsprechenden Blattfeder verbunden ist, dadurch gelcennzeichiic#t, dass die Blattfeder (20) an mindestens einer Stelle ihrer Peripherie vc.# dieser ini wesentlichen radial nach innen gehende Schlitzpaare (2#1) hat, die #z-ich nach innen ;;eben den äotorraum erstrecken, und dass der äussere Randt< il der Blattfeder ausserhalb dieser Stelle oder dieser Stellen in an sich be"rtiinter Weise festgehalten ist. 4. Kreiselpu:ii;ic nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen einem zusammcnngehörenden Schlitzpaar liegende 'feil (27) der Blattfeder einen geringeren Aussendurchmesser hat als der Rest der Blattfeder.