DE1940555C3 - Stopfbuchslose Zentrifugalpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine stopfbuchslose Zentrifugalpumpe zur Förderung von Flüssigkeit, insbesondere einstufige, die eine Einrichtung zum Ausgleichen von am Läufer angreifenden Axialkräften enthält, wobei auf der Welle ein Laufrad sitzt, das zwei Scheiben mit zwischen diesen angeordneten Schaufeln aufweist, von denen jede Scheibe einen ringförmigen Dichtungsvorsprung hat. Bei dieser Pumpe sind zum Ausgleichen von am Läufer eingreifenden Axialkräften am Laufrad die Vorsprünge derart ausgeführt, daß zwischen diesen und dem Gehäuse sich verhältnismäßig geringe Spalträume bilden. Bei Verschiebung des Läufers unter Wirkung der Axialkräfte nimmt einer der erwähnten Spalte ab, die Förderflüssigkeit erzeugt dabei im Spalt benachbarten Raum einen Überdruck, unter dessen Wirkung der Läufer mit dem Laufrad in entgegengesetzter Richtung zurückgeschoben wird. Die oben beschriebene Einrichtung ersetzt nicht das Drucklager, welches zur Aufnahme der Axialkräfte in d>ii· bekannten Hermctikpumpe angewandt wird, sondern dient lediglich zu dessen Entlastung. Jedoch sind in der bekannten Pumpe die Axialspalte des Drucklagers gering, wodurch die Drucklagerelemente mit hoher Genauigkeit hergestellt und zusammengebaut werden müssen. Darüber hinaus kommt das Drucklager mit Förderflüssigkeit in Berührung, die üblicherweise keine Schmierfähigkeit aufweist, und somit kommt es infolge der kleinen Größe der Axialspalte zur Reibung der tragenden Flächen der Pumpe und zu deren Verschleiß.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine siopfbuchslose Zentrifugalpumpe mit solcher Einrichtung zum Ausgleich der Axialkräfte, die am Läufer angreifen, zu entwickeln, bei der eine Reibung zwischen den tragenden Flächen unmöglich wird, wodurch sich die Betriebsdauer der Pumpe wesentlich verlängert Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die

ίο Einrichtung zum Ausgleichen der am Läufer angreifenden Schubkräfte zwei Zwischenwände aufweist, welche in den Räumen zwischen den inneren Stirnseiten des Pumpengehäuses und den Scheiben des Laufrades angeordnet sind, und daß jeder Dichtungsvorsprung eine Ringrille enthält, die auf dessen Außenfläche, vorzugsweise am Boden der Scheiben liegt und bei Verschiebungen des Läufers unter Axialschubwirkung die Entstehung eines Brenvsstromes der Flüssigkeit herbeiführt, der den durch Drehung des Laufrades erzeugten Flüssigkeitsstrom zwischen der Scheibe des Laufrads und der Zwischenwand abbremst.

Es ist zu empfehlen, daß die Ringrillenbreite an den Dichtungsvorsprüngen der Laufradscheiben nicht kleiner als die Breite des Kanals zwischen der Zwischenwand und der inneren Stirnseite des Pumpengehäuses ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Ausgleichen von am Läufer angreifenden Axialkräften ist sehr einfach im Aufbau, erfordert keine hohe Genauigkeit bei Herstellung und Zusammenbau der Einzelteile, sichert große Lebensdauer, da in dieser Ausgleicheinrichtung die Reibflächen entfallen, und nimmt die am Läufer angreifenden Axialkräfte im ganzen Förderbereich der Pumpe auf. Die vorgeschlagene Pumpe arbeitet stabil sowohl in waagerechter als- auch in senkrechter Stellung.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel und Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 den Querschnitt der erfindungsgemäßen einstufigen stopfbuchslosen Zentrifugalpumpe zur Förderung von Flüssigkeit,

F i g. 2 einen Teil der einstufigen stopfbuchslosen Zentrifugalpumpe mit der Ausgleicheinrichtung zum Ausgleichen von am Läufer angreifenden Axialkräften im Längsschnitt und vergrößertem Maßstab.

Die erfindungsgemäße Pumpe enthält einen an ihrem Gehäuse I (Fig. 1) befestigten E-Motor 2 mit dem Läufer 3 und Stator 4. Auf der Welle 5 des Läufers 3 ist das Laufrad 6 angeordnet, das zwei Scheiben 7 und 8 mit dazwischen eingebauten Laufschaufeln 9 aufweist. Im Innern des Gehäuses 1 befindet sich die Ausgleicheinrichtung zum Ausgleichen der am Läufer 3 angreifenden Axialkräfte, die Zwischenwände 10 und 11 darstellt, welche an inneren Stirnseiten 12 und 13 des Pumpengehäuses 1 in den Räumen zwischen diesen und den Scheiben 7 und 8 des Laufrades 6 angeordnet sind. Zwischen den Zwischenwänden 10 bzw. 11 und Stirnseiten 12 bzw. 13 sind Räume 14 bzw. 15 vorgesehen, und zwischen den Scheiben 7 bzw. 8 und den erwähnten Zwischenwänden entstehen Räume 16 bzw. 17.

Die Scheiben 7 und 8 besitzen ringförmige Dichtungsvorsprünge 18 und 19, an deren Außenflächen (am Boden der Scheiben 7 und 8) Ringrillen 20 und 21 gleieher Breite ausgeführt sind, wobei diese Breite b\ (F i g. 2) jeder der Rillen 20 und 21 nicht kleiner als die Breite in jedes der Kanäle 14 und 15 gewählt ist. Diese Ringrillen sichern bei seitlichen Verschiebungen des

Läufers 3 (F i g. 1) unter Wirkung der Ächsschubkräfte die Entstehung von zusätzlichen Flüssigkeitsströmen im Gehäuse 1.

Das Gehäuse 1 weist einen Saug- 22 und einen Druckstutzen 23 auf.

Die Welle 5 ist in Lagern 24 und 25 gelagert, welche im Innern einer Hülse 26, die das »-aket 27 des Stators 4 mit der Wicklung 28 vor der Einwirkung der als Schmierung für erwähnte Lager dienenden Förderflüssigkeit schützt, montiert sind Das innerhalb der durch einen Deckel 29 zugedeckten Hülse 26 befindliche Paket 30 des Läufers 3 ist vor der Einwirkung der Förderflüssigkeit mit der Hülse 31 und Ringen 32 und 33 geschützt Die Hülsen 26 und 3t sind aus unmagnetischem Werkstoff hergestellt. Zwischen diesen Hülsen ist ein Spalt vorhanden, durch welchen die Förderflüssigkeit zum Lager 25 fließt. Auf der Welle 5 an der Seite des Lagers 25 sitzt eine Scheibe 34, die zur Begrenzung der Axialverschiebungen des Läufers 3 dient

Die erfindungsgemäße Pumpe wird wie folgt betrieben.

Bei Anlegen der Spannung an der Wicklung 28 des Stators 4 läuft der Läufer 3 mit dem Laufrad 6 an. Die durch den Saugstutzen 22 fließende Flüssigkeit wird mittels des Laufrades 6 zu dem Druckstutzen 23 gefördert, von wo aus ein Teil der Flüssigkeit durch die Rohrleitung 35 zur Kühlung des E-Motors 2 und zur Schmierung der Lager 24 und 25 entnommen wird.

Die Flüssigkeit in den Räumen 16 und 17 beginnt, durch die Scheiben 7 und 8 des Laufrades mitgerissen, sich zu drehen, wodurch der Druck in diesen Räumen vom Laufradumfang zu dessen Mitte hin abnimmt. Die Flüssigkeit in den Räumen 14 und 15 dreht sich aber nicht, und somit bleibt der Druck in diesen Kanälen von dem Umfang des Laufrades 6 bis zu dessen Mitte praktisch konstant.

Bei Drehung des Laufrades 6 entsteht eine Achsschubkraft, die den Läufer 3 längs seiner Drehachse beispielsweise nach links, wie dies F i g. 2 zeigt, verschiebt. Dabei tritt der Raum 15 über die Ringrille 21 mit dem Raum 17 in Verbindung. Infolge Druckdifferenz in diesen Kanälen strömt die Flüssigkeit, um die Zwischenwand 10 fließend, von unten über die Rille 21 in den Raum 17 und bremst, im letzteren den rotierenden Flüssigkeitsstrom treffend, diesen Strom ab. Durch Zusammenfließen dieser Ströme nimmt der Druck an der Scheibe 8 des Laufrades 6 zu, und der Läufer 3 mit dem Laufrad 6 kehrt in seine Anfangsstellung zurück. Ähnlich verläuft der Vorgang bei der Verschiebung des Läufers 3 mit dem Laufrad 6 nach rechts.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stopfbuchslose Zentrifugalpumpe zur Förderung von Flüssigkeit, insbesondere einstufige, die eine Einrichtung zum Ausgleichen von am Läufer angreifenden Axialkräften enthält, wobei auf der Welle ein Laufrad sitzt, das zwei Scheiben mit zwischen diesen angeordneten Schaufeln aufweist, von denen jede Scheibe einen ringförmigen Dichtungsvorsprung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausgleichen der am Läufer (3) angreifenden Schubkräfte zwei Zwischenwände (10 und 11) aufweist, welche in den Räumen zwischen den inneren Stirnseiten (12, 13) des Pumpengehäuses (1) und den Scheiben (7, 8) des Laufrades (6) angeordnet sind und daß jeder Dichtungsvorsprung (18,19) eine Ringrille (20, 21) enthält, die auf dessen Außenfläche, vorzugsweise am Boden der Scheiben (7, 8) liegt und bei Verschiebungen des Läufers (3) unter Axialschubwirkung die Entstehung eines Bremsstromes der Flüssigkeit herbeiführt, der den durch die Drehung des Laufrades (6) erzeugten Flüssigkeitsstrom im Kanal (16, 17) zwischen der Scheibe (7, 8) des Laufrades (6) und der Zwischenwand (10,11) abbremst.

2. Stopfbuchslose Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b\) der Ringrillen (20, 21) auf den Dichtungsvorsprüngen (18, 19) der Scheiben (7, 8) des Laufrades (6) nicht kleiner als die Breite (tn) der Räume (14, 15) zwischen der Zwischenwand (10, 11) und der inneren Stirnseite (12, 13) des Pumpengehäuses (1) ausgeführt ist.