DE2556341C2

DE2556341C2 - Behälterpumpe

Info

Publication number: DE2556341C2
Application number: DE19752556341
Authority: DE
Inventors: Alois Ing.(grad.) 7313 Reichenbach Gschwendner; Karl 7000 Stuttgart Knittel; Wolfgang 7133 Maulbronn Renner
Original assignee: Flux-Geraete 7000 Stuttgart De GmbH
Current assignee: Flux-Geraete 7000 Stuttgart De GmbH
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1985-04-18
Also published as: CH619513A5; FR2334851B1; DE2556341A1; FR2334851A1; GB1525169A

Description

Die Erfindung betrifft eine Behälterpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Tauchpumpen dieser Art sitzt der Antrieb für das Pumpenrad auf einem Förderrohr, das mehrere Meter tief in das zu fördernde Medium eingetaucht werden kann. Im Förderrohr ist das rohrförmige Schutzteil angeordnet, das die sehr lange, dünne Antriebswelle für das Pumpenrad umgibt Dieses Schutzrohr besteht aus Kunststoff, wenn mit der Tauchpumpe aggressive, insbesondere säurehaltige Medien gefördert werden. Da der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kunststoffen sehr hoch, ungefähr 5 bis lOmal größer, ist als der von Stahl, hat dieses Schutzrohr einen sehr hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, so daß sich seine Länge bei hohen Temperaturen relativ stark ändert Mit zunehmender Eintauchtiefe können daher erhebliche Schwierigkeiten auftreten, wenn die Tauchpumpe Temperaturdifferenzen von mehr als 5°C und bis sogar 100°C ausgesetzt ist Diese starken Wärmeausdehnungen des Schutzrohres können zu über näßigen Druckbelastungen der Dichtungen und zur axialen Verschiebung der Lage der Lager in bezug auf die Welle führen. Dadurch können die Dichtungen zerstört werden, so daß sie ihre Dichtfunktion nicht mehr ausüben können und dadurch die Dichtung und insbesondere die dahinter angeordneten Lager, die Welle und das Schmiermittel durch eindringende Medien angegriffen und zerstört werden. Außerdem ist durch Veränderung der Lagerabstände die sichere Lagerung der Welle nicht mehr gegeben.

Aus der DE-OS 15 28 888 ist eine Kunststoffpumpe bekannt, die über einen Kunststoffblock mit einem Motor verbunden ist Da die Pumpe nur sehr kurz ist, sind keine Lagerung im Block und auch keine Dichtungen vorgesehen. Zur Vermeidung von Längenänderungen des Kunststoffblockes durch sein Eigengewicht und durch das Pumpengewicht sind aber Spannelemente vorgesehen, die in zugehörigen Längskanälen des Kunststoffblockes eingezogen sind.

Bei der Pumpe nach cter FR-PS 10 62 349 ist ein Schutzrohr vorgesehen, das aus einem inneren Stützrohr und einer die Außenseite bildenden Ummantelung besieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Schutzteil unter Beibehaltung seiner Resistenz gegen aggressive Medien bei hohen Temperaturen keine übermäßigen Druckkräfte auf die Dichtungen ausühen kann. Diese Aufgabe wird bei einer Behälterpumpe der gattungsbildenden Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung steht ausschließlich das Stützrohr mit den Dichtungen und den Gleitlagern in direkter Verbindung und bestimmt bei Temperaturänderungen die axiale Erstreckung des Schutzteiles, so daß das Schutzteil bei Temperaturänderungen und dadurch hervorgerufenen Längenänderungen keinen Einfluß auf die Funktion der Dichtungen hat. Da sich die Länge des Stützrohres aber in gleichem Maße ändert, wie die Länge der Antriebswelle, tritt zwischen dem Stützrohr und der Welle keine ^elaiivverschiebung auf, so daß sich die auf die Dichtfläche der Dichtung wirkenden Druckkräfte und damit die Einbaulänge der Dichtungen nicht verändern können. Es können daher allenfalls noch Längenunterschiede zwischen der Antriebswelle und dem Förderrohr auftreten, die auf einfache Weise durch einen axialen Dichtspalt zwischen einem Pumpengehäuse und dem Pumpenrad ausgeglichen werden können. Da das Stützrohr durch das Schutzteil vor Beschädigung durch die aggressiven Medien geschützt ist, kann es aus einem billigen metallischen Werkstoff bestehen, so daß es trotz großer Länge äußerst preisgünstig hergestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Tauchpumpe im Axialschnitt, und

F i g. 2 .ine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tauchpumpe in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.

Die Tauchpumpe nach F i g. 1 hat ein langes Förderrohr 1, das mehrere Meter, z. B. bis zu 4 m tief, in einen (nicht dargestellten) Behälter eingetaucht werden kann. Durch da;» Förderrohr können aus tem Behälter aggressive Medien von unterschiedlich hoher Temperatur gefördert und einem Auslaß 2 zugeführt werden, der sich am oberen Ende des Förderrohres befindet und als Rohrstück ausgebildet ir.t. Am unteren Ende des Förderrohres 1 ist ein kegelstumpfförmiger Fuß la angeschweißt, an dem ein Purnpengehäuse 3 angeflanscht ist. Im Förderrohr 1 ist eine zentrale Antriebswelle 5 angeordnet, die an ihrem unteren Ende ein auf der Antriebswelle befestigtes Kreiselpumpenrad 4 trägt. Oberhalb des Pumpenrades 4 ist die Antriebswelle 5 von einer Gleitringdichtung 6 umgeben, die in einem Lagergehäuse angeordnet ist, das ein unteres Teil 7 eines Stützrohres 7, 14 bildet. Das obere Ende der Antriebswelle 5 ist über eine Kupplung 8 mit einem elektrischen Antriebsmotor 9 gekuppelt. Die Antriebswelle 5 ist im Bereich ihres oberen Endes mit einem Festlager 10 in einem Lagerflansch 11 gelagert. In einem Zentrierflansch 11a sitzt ein Radialdichtring 12.

Die Antriebswelle 5 ist nahezu über ihre ganze Länge von einem doppelwandigen Innenrohr 13 umschlossen das aus dem innenliegnden Stützrohr 7,14 besteht, das mit einer ein Schulzteil bildenden Ummantelung 15, 17 umgeben ist

Das Stützrohr 7, 14 besteht aus einem metallischen Hauptteil 14. auf dem das Endteil 7 sitzt. Die Ummantelung 15, 17 weist ebenfalls ein Hauptteil 15 und ein

unteres zylindrisches Endteil 17 auf, die aus Kunststoff bestehen und gegenüber chemischen Angriffen durch das zu fördernde Medium eine hohe Widerstandstähigkeit aufweisen. Das Hauptteil 15 ist ein getrennt hergestelltes Kunststoffrohr, das auf das Hauptteil 14 des

ίο Stützrohres 7, 14 aufgeschrumpft ist. Innerhalb des Haupueiles 14 sind über die Länge der Antriebswelle 5 mehrere Lager 16 verteilt angeordnet, mit denen die Antriebsweile 5 gegen das Hauptteil 14 des Stützrohres 7,14 abgestützt ist. Das Endteil 17 der Ummantelung 15,

is 17 erstreckt sich über das untere Endteil 7 des Stützrohres 7, 14 nach unten. Zwischen der unteren Stirnfläche des Hauptteiles 14 des Stützrohres 7, 14 und der Dichtung 6 sind mehrere Lager 19 mit einer Distanzbuchse 20 angeordnet, die eine Einheit bilden.

Das Hauptteil 14 des Stützrohres 7, 14 besteht vorzugsweise aus einem niedrig oder ..-,niegierten Maschinenbaustahl geringer Güte, so daß es ;:iit nur geringen Werkstoff- und Bearbeitungskosten hergestellt werden kann. Der Werkstoff des Hauptteiles 14 soll etwa gleichen Temperaturkoeffizienten wie die Antriebswelle 5 haben. Dadurch dehnen sich die Antriebswelle 5 und das Hauptteil 14 bei Temperaturschwankungen des zu fördernden Mediums etwa gleich stark aus. so daß die Abstände zwischen den Lagern der Antriebswelle 5 praktisch unverändert bleiben. Da die Längenänderungen des Hauptteiles 14 infolge des verwendeten Werkstoffes wesentlich geringer sind als die Längenänderungen des, Hauptteilcs 15 der Ummantelung 15, 17 können auch die Änderungen der auf die Dichtungsflächen der Gleit-

ringdichtung 6 wirkenden Druckkräfte in geringen Grenzen gehalten werden, so daß an der Dichtung weder zu hohe noch zu geringe axiale Druckkräfte auftreten. Dadurch ist stets eine sichere Abdichtung gewährleistet. Andererseits wirkt der Hauptteil 15 der ümmantelung 15, 17 als Schutz gegen aggressive Medien, so dr.ß für das Hauptteil 14 des Stützrohres 7, 14 ein billiges Material verwendet werden kann.

Infolge der beschriebenen und aus der Zeichnung ersichtlichen Anordnung des Hauptteiles 15 der Ummantelung 15, 17 können sich dessen temperaturabhängige Längenänderungen in Ausdehnungsrichtung (Pfeil \5a) nicht auf die Dichtung 6 der Antriebswelle 5 auswirken. Zwischen dem unteren Ende des Hauptteiles 15 der Ummantelung 15, 17 und dem Endteil 7 des Stützrohres 7, 14 ist ein Dehnungsspalt 18 vorgesehen. Der Endteil 17 der Ummantelung 15,17. der den Endteil 7 des Stützrohres 7_S 14 umgibt, bewegt sich in entgegengesetzter Richtung (Pfeil \7a)z\in\ Hauptteil 15 der Ummantelung 15, 17.

Um die wesentlich höheren Wärmedehnungen des Hauptteiles 15 aulnehmen und abfangen zu können, sind an mehreren über die Länge des Hauptteiles 14 des Stützrohres 7,14 verteilten Zonen in die Umfangsfläche des Stützrohr^ ringförmige Vertiefungen 22 eingeschnitten, in die nach innen gewölbte Ringwülste des Hauptteiles 15 der Ummantelung 15,17 ragen.

Die Längenänderungen des Hauptteilej IiI der Ummantelung werden dadurch abschnittsweise auf andere Bereiche verteilt und in den Vertiefungen 22 aufgefangen. .

Die abschnittsseitige Verankerung des Hauptteiles 15 der Ummantelung 15, 17 am Hauptteil 14 des Stützrohres 7, 14 kann nicht nur durch die Vertiefungen 22 er-

reicht werden, sondern auch durch Längs- oder Radialausnehmungen im Hauptteil 14, in die dann entsprechend geformte Vorsprünge oder Nocken des Hauptteiles 15der Ummantelung ragen.

Das Hauptteil 14 des Stützrohres 7,14 ist ein einstükkig ausgebildetes Stahlrohr mit geschlossenem Mantel. Das Hauptteil 14 kann aber auch aus einem gerollten Lochblech hergestellt sein. Außerdem kann das Hauptteil aus mehreren axial hintereinander angeordneten und fest miteinander verbundenen Rohrabschnitten bestehen. Der Rohrmantel kann auch aus einem Gitter oder einem Käfig, aus Rippen oder Stäben bestehen oder an seiner Außenfläche Rippen. Nocken oder ähnliche Vorsprünge aufweisen. Ferner kann das Hauptteil aus Drahtmaschen bestehen, wobei sich eine besonders günstige Abstützung der Ummantelung am Stützrohr ergibt, wenn das Haupltcil der Ummantelung beispielsweise durch Aufspritzen von Kunststoff auf das Haupttci! des Siützrohres HCr⁰CsIcUi ist. Eine solche Ei¹^**¹-tung des Hauptteiles des Stützrohres in den Kunststoff durch Aufspritzen oder Überziehen mit einer Kunststoffschicht ist auch dann besonders vorteilhaft, wenn das Hauptteil, wie oben erwähnt, aus einem Lochblech besteht oder aus Rippen, Stäben. Leisten oder ähnlichen Teilen aufgebaut ist. da dann ebenfalls eine sehr gute Haftung des Schutzteiles auf dem Stützrohr gewährleistet ist. Die Kunststoffummantelung kann auch durch Tauchlackieren oder in einem elektrostatischen Beflokkungsvorgang auf das Stützrohr aufgebracht werden.

Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel ist die durchgehende Antriebswelle 5 bei der Ausführungsform nach F i g. 2 in einem Lagergehäuse 24 gelagert, an die sich in axialer Richtung mehrere Stützrohrabschnitte 25 bis 27 anschließen, die mit dem Lagergehäuse das metallische Stützrohr 24 bis 27 bilden.

Unmittelbar auf das Lagergehäuse 24 ist ein Kunststoffflansch 28 aufgesetzt, der einen nach unten gerichteten, ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Ummantelungsabschnitt 29 trägt und fest mit einem rohrförmigen Hauptteil 30 aus Kunststoff verschraubt ist. Dieses deckt die drei Stützrohrabschnitte 25 bis 27 auf ihrer ganzen, dem Angriff durch ätzende Medien ausgesetzten Länge ab. Es hat von den Stützrohrabschnitten 25 bis 27 radialen Abstand. Der obere Endabschnitt 31 des Hauptteiles 30 ist zum Ausgleich der in diesem auftretenden Wärmedehnungen axial verschiebbar auf einem endseitigen Befestigungsflansch 32 gelagert und gegen diese durch Dichtringe 33 abgedichtet. Der Hauptteil 30 bildet zusammen mit dem Kunststoffflansch 28, dem Ummantelungsabschnitt 29 und dem Befestigungsflansch 32 die Ummantelung 28 bis 30,32, die als Schutzteil für das Stützrohr 24 bis 27 dient.

Diese Ummantelung 28 bis 30,32 des Stützrohres 24 bis 27 mit Kunststoff hat ebenfalls den Vorteil, daß innerhalb eines weiten Temperaturbereiches der zu fordernden Medien praktisch keine Längenausdehnungen der Antriebswelle 5 und des Stützrohres 24 bis 27 auftreten, so daß keinerlei veränderte Druckkräfte auf die Dichtung wirken. Gleichzeitig bietet die Kunststoffummantelung des Stützrohres eine große Beständigkeit gegen aggressive Medien.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Behälterpumpe, insbesondere Tauchpumpe zum Fördern aggressiver Medien bei unterschiedlich hohen Temperaturen, mit einer endseitig abgedichteten Antriebswelle für ein Pumpenrad, die zum Schutz gegen die aggressiven Medien in einem rohrförmigen Schutzteil aus Kunststoff gelagert ist und mit einem Förderrohr für das zu fördernde Medium, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzteil (IS, 17; 28 bis 30,32) eine Ummantelung für ein inneres Stützrohr (7, 14; 24 bis 27) bildet, das etwa den gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten wie die Antriebswelle (5) hat

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (15,17; 28 bis 30,32) zur freien Längenausdehnung einen Dehnungsspalt (18) aufweist

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dcri^ungsspalt (18) zwischen einem unteren Ende eines Hauptteiles (JS) der Ummantelung (15, 17) und einem unteren, ein Lagergehäuse für eine untere Dichtung (6) vorzugsweise eine Gleitringdichtung bildenden. Endteil (7) des Stützrohres (7,14) vorgesehen ist

4. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Endabschnitt (31) eines mittleren Hauptteiles (30) der Ummantelung (28 bis 30, 32) auf einem oberen endseitigen Befestigungsnansen (32) der Ummantelung axial verschiebbar ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (31) unter Zwischenlage von Dichtringen (33) gegenüber dc-m Befestigungsflansch (32) abgedichtet ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Hauptteiles (15;30) der Ummantelung (15,17; 28 bis 30, 32) mit einem Flansch (Ha, 28), vorzugsweise einem Zentrierflansch (Ha) und/oder einem ein Lagergehäuse (24) des Stützrohres (24 bis 27) umgebenden Kunststoffflansch (28) der Ummantelung (28 bis 30,32) verbunden ist.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (30) der Ummantelung (28 bis 30, 32) vom Stützrohr (24 bis 27) radialen Abstand hat.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (15, 17) unlösbar mit dem Stützrohr (7, 14) verbunden, vorzugsweise durch Aufschrumpfen, Umspritzen oder Überziehen verbunden ist

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (15) der Ummantelung (15,17) in mindestens einer, vorzugsweise mehreren mit axialem Abstand hintereinander angeordneten Vertiefungen (22) des Stützrohres (7, 14) verankert ist, derart, daß der Hauptteil (15) im Bereich zwischen den Verankerungen axial verschiebbar ist

10. Pumpe nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Haupticils (15) mit einem unteren Endteil (17) der Ummantelung (15,17) verbunden ist, der den Endteil (7) des Stülzrohres (7, 17) umgibt und daß der Endteil (17) in einer der Ausdehnungsrichtung (\5a) des Haupticils (15) entgegengesetzten Richtung (YIa) frei dehnbar ist.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (7,14; 24 bis 27) aus Metall, vorzugsweise niedrig legiertem Maschinenbaustahl geringer Güte besteht.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (7, 14) käfigartig aus Rippen. Stäben, Leisten od. dgl. besteht.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (7,14) an seinem Umfang Einschnitte und/oder Ausschnitte aufweist.

14. Pumpe nach einem der Ansprüche I bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (7, 14) aus einem Gitter, vorzugsweise einem Lochblech tder einer Tragmatte besteht.

15. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (25 bis 27) des Stützrohres (24 bis 27) aus mehreren einander axial benachbarten und fest miteinander verbundenen Rohrabschnitten besteht.

16. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis i5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (15, 17; 28 bis 30, 32) aus einem getrennt hergestellten Außenrohr, vorzugsweise Rohrstücken, besteht