DE2022007A1

DE2022007A1 - Fluegelradpumpe

Info

Publication number: DE2022007A1
Application number: DE19702022007
Authority: DE
Inventors: Fulton Garland Langdon
Original assignee: PROCESS IND Inc
Current assignee: PROCESS IND Inc
Priority date: 1968-10-29
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1971-12-02
Also published as: US3520642A

Description

"Flügelradpumpe" Die Erfindung betrifft eine Flügelradpumpa, an deren Fumpengehäuse stirnseitig ein Kupplungsgehäuse mit einer Kupplung zur Herstellung der Verbindung zu einem motorischen Antrieb angefl-anscht-ist.
Bekannt sind bereits Flügelradpumpe mit einer aus Permanentmagneten aufgebauten Kupplung, bei der ein Luftspalt zwischen den der Antriebs- bzw. der Abtriebsseite zugeordneten Permanent magneten verbleibt. Derartige Anordnungen lassen nur einen begrenzten magnetischen Fluß zu und bei höheren Antriebsleistungen ergeben sich Schwierigkeiten beim Anlauf zufolge der Trägheit und des SthlupSes. Weiterhin ist nachteilig, daß mit zunehmender Alterung eine Entmagnetisierung eintritt, die den Wirkungsgrad der Kupplung verringert.
Bei Ausführungsformen dieser Art, bei denen ein Teil der Kupplung eingebettet oder in einem eigenen Gehäuse untergebracht ist, geht häufig ein Teil der magnetischen Wirkung verloren, wordurch sich das Ohertrag,bare Drehmoment verringert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelradradpumpe mit einer Antriebskupplung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau frei von Trägheits- und Schlupferscheinungen ist und sich insbesondere auch für die Übertragung hoher Antriebsleistungen eignet. Weiterhin liegt es im Sinne der Zielsetzung der Erfindung, die Pumpe so auszubilden, daß der antriebsseitige Teil der Kupplung nicht mit dem zu pumpenden Medium in Berührung kommt.
Diese Aufgabe ist bei der hier vorgeschlagenen Flfigelradpumpe erfindungsgemaß durch folgende Merkmale gelöst: a) Eine im Pumpengehäuse gehaltene, sich in das Kupplungsgehäuse erstreckende feststehende Achse.
b) eine über ein Lager drehbar auf der Achse im Pumpengehäuse gelagerte erste Magneteinheit, mit der das Flügelrad verbunden ist, c) eine über ein weiteres Lager drehbar auf der Achse im Pumpengehäuse gelagerte zweite Magneteinheit, die die erste Magneteinheit umschließt und d) einen magnetischen Fluß erzeugende Wicklungen auf einer der Nagneteinheiten.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemâßen Pumpe sind die Micklungen auf der zweiten magneteinhait angeormet, , die von einer Schleifringe tragenden Fassung gehalten ist.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß zwische der ersten und der zweiten Magneteinheit eine am Pumpengehäuse befestigte, abdichtende Manschette vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist eine Pumpe der erfindungsgemäßen Art anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform scatisch veranschaulicht. Es zeigen: Fig. i einen Längsschnitt durch die Pumpe und zugehörige Kupplung, Fig. 2 einen Ouerschnitt durch die Pumpe längs der Linie 2-2 nach Fig. 1.
Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Im einzelnen ist in Fig. 1 ein Elektromotor 10 dargestellt, dessen Welle 11 in das offene Ende eines Kupplungsgehäuses 12 sich erstreckt. Der Flansch 13 des Kupplungsgehäuses 12 kann mit dem Motorgehäuse in geeigneter Weise verbunden sin.
Das KupplungsgehBuse 12 ist' in seinem mittleren Teil 14 im wesentlichen zylindrisch und weist auf dem dem Motor abgewandten Ende einen Flansch 15 suf. An diesem Flansch 15 ist abnehmbar, beispielsweise Uber Bolzen 16,der~Gegenflansch 17 des Pumpengehäuses 19 befestigt. Das Pumpengehäuse 19 weist einen Einlaß 20 sowie einen Sammelraum 21 bekannter Form auf, wobei letzterer mit einem nicht dargestellten Abgabe- oder Auslaßstutzen verbunden ist. Im Einlaß 20 des Pumpengehäuses 19 ist ein Armkreuz 22 mit einem Mittelstück 23 vorgesehen, in das ein Ende 25 einer fest angeordneten Achse 24 eingeschraubt ist.
Zwischen den Flanschen 17 und 15 liegt eine Trägerplatte 26, die mit einer PTut 27 zur Aufnahme einer Dichtung 28, wie beispieisweise einem 0-Ring versehen sein kann, wodurch Undichtheiten des Pumpengehäuses 19 an dieser Stelle vermieden werden.
Die Trägerplatte 26 hat eine mittlere öffnung 29, in der eine zylindrische Manschette 32 flüssigkeits- und gasdicht, beispielsweise durch Verschweißen, gesichert ist. Das andere Ende der Manschette 32 wird von einer Platte 33 abgeschlossen, die vorzugsweise ebenfalls angeschweißt ist. Die Manschette 32 und die Platte 33 bestehen vorteilhaft aus nichtmagnetischem Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl.
An der Platte 33 ist beispielsweise durch Anschweißen ein fester Achsstummel 35 befestigt. Der Achsstummel 35 hat ein zylindrisches Endstück 36 geringeren Durchmessers, das in einer hierfür vorgesehenen öffnung 37 in der Achse 24 aufgenommen ist.
Der Achsstummel 35 trägt ferner einen Anschlagring 38 mit öffnungen 39,durch die das als Kühlmittel verwendete gepumpte Medium hindurchströmen kann.
Das Flügelrad 4o oder der Impeller der Pumpe hat einen zylindrischen Flansch 41, der in einen Gegenflansch 42 des Armkreuzes 22 gleitet. Weiterhin ist das Flügelrad 40 mit einem'umlaufenden Ring versehen, der einen weiteren Flansch 44 des Armkreuzes 22 Überlappt, wodurch Leckverluste aus dem Sammelraum 29 in den Einlaß 20 vermieden werden.
Das Flügelrad 40 ist abnehmbar, beispielsweise mittels Senkschrauben 45 iWer eine Montageplatte 46 an einer zylindrischen rIagneteinheit 49 befestigt.
Die ragneteinheit 49 enthalt ein Magnetelement 50, das zwischen einem Innen- und einem Außenzylinder 51 und 52 liegt, die an den Stirnseiten über Deckplatten 53 und 54 verbunden sind, wobei alle diese Teile, in die das Magnetelement 50 eingebettet ist, aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehen.
Zwischen dem Außenzylinder 52 und der Manschette 32 verbleibt ein Spalt für den Kühlmitteldurchfluß.
Das Magnet element 50 kann aus irgendeinem geeigneten Materim al wie Weicheisen oder einem hochperneablen metallischen oder keramischen Werkstoff bestehen und ist mit der gewünschten Anzahl und Anordnung von Polen,Je nach den Erfordernissen des Einzelfalles, versehen.
Die Magnet einheit 49 ist auf einem zylindrischen Träger 55 angeordnet, innerhalb dessen eine zylindrische Lagerbüchse 56 vorgesehen ist. Die Lagerbüchse 56 kan aus irgend, einem geeigneten Material wie Graphit oder Kohlenstoff bestehen und umgibt die feste Achse 24. Eine Spiralnut 57 für den Kühlmitteldurchfluß kann für den Rücklauf des Kühlmittels über einen Kanal 58 zur Saugseite des Flügelrades 40 dienen.
Der Anschlagring 38 begrenzt axiale Verschiebungen der Magneteinheit 49 und des Flügelrsdes 40 auf der Achse 24 nach rechts.
Atßerhalb der Hanschette 32 liegt eine die Magneteinheit 49 umschließende zweits Magneteinheit 59, die mit einer Anzchl von einem magnetfluß erzeugenden Hichlungen 60 verschen ist.
Die Wicklungen 60 sind auf Polstücke 61 aufgebracht, die ihrerselts von einer Fassung 62 gehalten werden, die die Form eines hohlzylindrische Trägers bildet.
Die Fassung 62 ist über ein Lager 63. drehbar auf dar festen Achse 35 gelagert und mis der Motorslle 11 beispielswelse über einen Keil 64 und Sicherungsschrauben 65 verbunden.
Die Fassung 62 hat eine Stirnfläche 66, auf der ein Gleitring 67 mit zwei elektrisch isolierten Schleifringen 68 und 69 mittels Schrauben 70 befestigt ist. Die Scüleifringe 68 und 69 sind. mit den Wicklungen 60 verbunden und Bürsten 71 und 72 liegen über Leiter 73 und 74 an irgendeiner passenden Quelle elektrischer Ernergie, so daß sich eine entsprechende Stärke und Verteilung des Magnetflusses an dea Polstücken 61 einstellt Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Pumpe ist folgende: Die Leiter 73 und 74 sind mit einer Stomquelle -verbunden, so daß über die Bürsten 71. und 72 und die Schleffringe 68 und 69 die Wicklungen 60 erregt werden und über die Polstücke 61 eine Magnetflußverteilung erzeugen, die sich über die Magnetelemente 50 schließt, wodurch die beiden Magneteinheiten miteinander gekuppelt sind und der mit der magneteinhait 49 verbun dans Impeller 40 sel Drchung der Motorwelle 11 angetrieben wird Die Schleifrings 68 und 69, die Bürsten 71 und 72, und die @@@@ 73 und 74 sind alle vom dem Hüblmittel bzw. dem gepump-@@@@ due durch die Manschette 32 und ibre Abschlufplatte 33 @@@@.
@ Teil des gepumpten Medims kann ans dem Samelraum 21 Spalt zwischen der Manschette 32 und de das Magnet-Chiot in 50 ungebenden Anßensylinder 52 en das sechte Ende der Lagersüchse 55 gelangen, von we es durch die Mat 57 und den Bücklaufkanal 58 zurück zum Flügelrad de gelangt. De so erreupte Wreislauf dient sowchi zur Sch@erung des Lauers 56, als auch sur Abführung der Wärme, womit er inen Heitrag zur Kühlung der Wicklungen 60 leistet.
Auf diese Weise ist eine- einfache aber wirkungsvolle flüssigkeits- und gasdichte Magnetkupplung für Pumpen geschaffen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Flügelradpumpe, an deren Pumpengehäuse stirnseitig ein kupplungsgehäuse mit einer Kupplung zur Herstellung der Verb in dung zu einem motorischen Antrieb angeflanscht ist, gekennzeichnet durch: a) eine im Pumpengehäuse (17) gehaltene, sich in das Kupplungsgehäuse (12) erstreckende feststehende Achse (24), b) eine über ein Lager (55) drehbar auf der Achse (24) im Pumpengehäuse (17) gelagerte erste Nagneteinheit (49), mit der das Flügelrad (40,) verbunden ist, c) eine über ein weiteres Lager (63) drehbar auf der Achse (24) im Pumpengehäuse (17) gelagerte zweite magneteinheit (59), die die erste Magneteinheit (49) umschließt und d) einen magnetischen Fluß erzeugende Wicklungen auf einer der Magneteinheiten

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen auf der zweiten Magneteinheit (59) angeordnet sind, die von einer Schleifringe (68, 69) tragenden Fassung (62) gehalten ist.

3. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen, der ersten und der zweiten Magneteinheit eine am Pumpengehause (l7) befestigte, abdichtende Manschette (32) vorgesehen ist.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß. zwischen der ersten Magneteinheit (49) und der Manschette (32) allseitig ein Spalt verbleibt, der mit dem Innenraum der Pumpe in Verbindung steht und daß weiterhin das Lager (55) für die erste Nagneteinheit (49) mit einem Rückflußkanal versehen ist, der mit dem Spalt einerseits und dem Flügelrad (40) andererseits in Verbindung steht.

5. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (17) mit einer Platte (33) abgeschlossen ist, und die Achse (24) einen abnehmbaren, mit der Platte (33) zerlegbar verbundenen Achsstummel (35) hat.

6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (55) für die erste Magneteinheit als langer Zylinder ausgebildet ist.

7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (63) für die, zweite Magneteinheit ein Kugellager ist.

8. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (63) auf dem abnehmbaren Endstück (35) der Achse (24) vorgesehen ist.

9. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pumpengehäuse ein Armkreuz (22) angeordnet ist, das die Achse (24) hält.

L e e r s e i t e