DE19800301A1 - Kreiselpumpe mit Laufradspalt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem in einer Pumpenkammer gelagerten Laufrad und einer zur Laufradachse koaxialen Saugöffnung in der die Pumpenkammer bildenden Pumpengehäusewand, wobei die der Saugöffnung zugewandte ringförmige Stirnfläche des Laufrades mit einer die Saugöffnung umgebenden ringförmigen Gegenfläche einen schmalen Abdichtspalt (Laufradspalt) bildet.

Bei Kreiselpumpen mit offenem oder geschlossenem Laufrad ist es von Bedeutung, daß das Laufrad im Bereich der Saugöffnung ausreichend abgedichtet ist, damit nur ein geringer Rückfluß von der Druckseite zur Saugseite über den Laufradspalt erfolgt. Hierbei hat es sich aber gezeigt, daß die ebene ringförmige Stirnfläche des Laufrades an der Gegenfläche des Pumpengehäuses zur Berührung gelangt, wenn das das Laufrad tragende Wellenende bei Förderung von Flüssigkeiten durch das Laufrad von einer Radialkraft belastet wird. Hierdurch wird das Laufrad zur Seite hin verschwenkt, so daß es zu einem Abrieb der beiden Flächen kommen kann, wenn der Laufradspalt nicht genügend groß gewählt wird. Ein großer Laufradspalt führt aber zu einem erheblichen Rückfluß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auch bei einem seitlichen Ausschwenken des Laufrades eine hohe Dichtigkeit des Laufradspaltes vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stirnfläche des Laufrades konvex gewölbt ist und Teil einer ersten Kugelfläche ist und die Gegenfläche des Pumpengehäuses konkav gewölbt ist und Teil einer zweiten Kugelfläche ist, und daß die Mittelpunkte beider Kugelflächen vorzugsweise einander deckend auf der Laufradachse liegen.

Durch diese gewölbte Form des Laufradspaltes und damit der beiden einander gegenüberliegenden Flächen verändert sich die Breite des Laufradspaltes auch dann nicht, wenn das Laufrad seitlich ausschwenkt. Damit kann der Laufradspalt in seiner Breite auf ein Minimum reduziert werden, so daß eine hohe Dichtigkeit erzielt wird.

Der Grad der Dichtigkeit wird noch erhöht, wenn die Mittelpunkte (A) der Radien (R_K) der Kugelflächen innerhalb des Pumpenwellenlagers liegen, das nahe dem Laufrad angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in oder an der Saugöffnung ein Ringelement befestigt ist, dessen dem Laufrad zugewandte ringförmige Gegenfläche den Abdichtspalt (Laufradspalt) mit der dem Ringelement zugewandten ringförmigen Stirnfläche des Laufrades bildet. Hierdurch kann der Laufradspalt exakt und auf ein Minimum eingestellt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ringelement buchsenförmig ist. Hierbei kann das Ringelement mit einem Außengewinde in einem Innengewinde der Saugöffnung eingeschraubt sein. Ein sicherer Halt des Ringelements ist gegeben, wenn außerhalb der Pumpenkammer auf dem Außengewinde des Ringelements eine Kontermutter sitzt.

Von Vorteil ist auch, wenn der den Pumpensaugmund bildende äußere Bereich des Ringelements sich nach außen erweiternd geformt ist. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß das Laufrad offen oder geschlossen ist.

In einer Alternative wird vorgeschlagen, daß das Ringelement eine die Saugöffnung umgebende Ringplatte ist. Hierbei kann die Gegenfläche eine spiralförmige Nut um die Saugöffnung herum bilden, durch die zwischen Stirnfläche und Gegenfläche eindringende Feststoffe nach außen bewegbar sind.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen in axialen Schnitten dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Schnitt durch eine Kreiselpumpe mit geschlossenem Laufrad, wobei die linke Seite die erfindungsgemäße Lösung und die rechte Seite den Stand der Technik darstellt; und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Kreiselpumpe mit offenem Laufrad.

Die Kreiselmotorpumpe besitzt ein Pumpengehäuse 1, an dem ein Elektromotor 2 mit einer Zwischenkammer 3 angeflanscht ist. Die Welle 4 des Elektromotors ragt mit ihrem Abtriebsende in die Pumpenkammer hinein und trägt ein geschlossenes Laufrad 6.

Das Pumpengehäuse 1 besitzt eine koaxiale Saugöffnung 7, durch die die zu pumpende Flüssigkeit angesaugt wird, um in das Zentrum des Laufrades zu gelangen und vom Laufrad nach außen in einen Spiralkanal und von dort in einen nicht dargestellten Druckstutzen zu gelangen. Damit von der Druckseite zur Saugseite die Flüssigkeit nicht zurückfließt, besteht zwischen der ringförmigen Stirnfläche 8 des Laufrades und der die Saugöffnung 7 umgebenden Gegenfläche 9 des Pumpengehäuses nur ein schmaler Laufradspalt 10, der möglichst klein gehalten werden sollte.

Die Stirnfläche 8 des Laufrades 6 ist konvex gewölbt, und mit entsprechender Wölbung ist die Gegenfläche 9 des Pumpengehäuses konkav gewölbt, so daß bei einem leichten Verschwenken des Laufrades 6 bzw. einem entsprechenden Ausbiegen der Welle 4 um einen Punkt A im Bereich des Pumpenwellenlagers 11, das dem Laufrad nahe ist, die Stirnfläche 8 sich gegenüber der Gegenfläche 9 verschiebt. Dieses Verschieben führt nicht zu einem Anstoßen der Fläche 8 gegen die Fläche 9, da aufgrund der gewölbten Form des Spaltes die Fläche 9 an der Fläche 8 sich auch dann ohne Berührung vorbeischiebt, wenn der Spalt sehr klein gehalten ist.

Optimale Werte werden besonders dann erzielt, wenn die Flächen 8 und 9 jeweils auf einer Kugelfläche liegen, deren Mittelpunkte auf der Pumpenachse 12, insbesondere im Bereich des Lagers 11 und insbesondere im Punkt A aufeinander liegen.

Die Gegenfläche 9 kann einstückig von dem Pumpengehäuse 1 gebildet sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bildet ein Ringelement 15 die Gegenfläche 9. Das Ringelement 15 ist buchsenförmig bzw. rohrabschnittsförmig und mit seinem Außengewinde 16 in einem Innengewinde der Saugöffnung 7 eingeschraubt. Hierdurch kann das Ringelement 15 in axialer Richtung eingestellt werden, so daß die Breite des Laufradspaltes 10 exakt bestimmt werden kann. Nach dem Verstellen des Ringelements 15 wird dieses durch eine Kontermutter 18 festgeklemmt, die außerhalb der Pumpenkammer auf dem Außengewinde 16 sitzt.

Um das Innere des Ringelements 15 strömungsgünstig zu gestalten, ist dieses nach außen erweiternd geformt. Statt eines in etwa zylindrischen Ringelements 15 kann dieses von einer Ringplatte 19 gebildet sein, die wiederum die Saugöffnung koaxial umgibt, siehe Fig. 2. Auch die Ringplatte 19 bildet eine Gegenfläche 9 (in diesem Fall mit in radialer Richtung größerer Fläche), um mit der Stirnfläche 8 des Laufrades 6 einen Laufradspalt 10 zu bilden.

Die Ringplatte 19 weist in der Gegenfläche 9 eine spiralförmige Nut 20 auf, die um die Saugöffnung 7 herum gebildet ist und aufgrund derer Feststoffe radial nach außen getrieben werden, wenn diese in den Spalt 10 gelangen.

Claims (11)

1. Kreiselpumpe mit einem in einer Pumpenkammer gelagerten Laufrad (6) und einer zur Laufradachse (12) koaxialen Saugöffnung (7) in der die Pumpenkammer (5) bildenden Pumpengehäusewand, wobei die der Saugöffnung zugewandte ringförmige Stirnfläche (8) des Laufrades mit einer die Saugöffnung (7) umgebenden ringförmigen Gegenfläche (9) einen schmalen Abdichtspalt (Laufradspalt) (10) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (8) des Laufrades (6) konvex gewölbt ist und Teil einer ersten Kugelfläche ist und die Gegenfläche (9) des Pumpengehäuses konkav gewölbt ist und Teil einer zweiten Kugelfläche ist, und daß die Mittelpunkte beider Kugelflächen vorzugsweise einander deckend auf der Laufradachse (12) liegen.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte (A) der Kugelflächen innerhalb des Pumpenwellenlagers (11) liegen, das nahe dem Laufrad (6) angeordnet ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an der Saugöffnung (7) ein Ringelement (15) befestigt ist, dessen dem Laufrad (6) zugewandte ringförmige Gegenfläche (9) den Abdichtspalt (Laufradspalt) (10) mit der dem Ringelement (15) zugewandten ringförmigen Stirnfläche (8) des Laufrades bildet.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (15) in axialer Richtung zur Einstellung der Spaltbreite (10) verstellbar ist.

5. Kreiselpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (15) buchsenförmig ist.

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (15) mit einem Außengewinde (16) in einem Innengewinde (17) der Saugöffnung (7) eingeschraubt ist.

7. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Pumpenkammer (5) auf dem Außengewinde (16) des Ringelements (15) eine Kontermutter (18) sitzt.

8. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Pumpensaugmund bildende äußere Bereich des Ringelements (15) sich nach außen erweiternd geformt ist.

9. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (6) offen oder geschlossen ist.

10. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement eine die Saugöffnung umgebende Ringplatte (19) ist.

11. Kreiselpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (9) eine spiralförmige Nut (29) um die Saugöffnung herum bildet, durch die zwischen Stirnfläche (8) und Gegenfläche (9) eindringende Feststoffe nach außen bewegbar sind.