DE2559623C3

DE2559623C3 - Pumpe

Info

Publication number: DE2559623C3
Application number: DE2559623A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Gifu Kamioka; Yoshio Tanashi Tokio Marakami; Takezo Higashi Nakazawa
Original assignee: Mesco Inc; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mesco Inc; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1975-08-21
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2556931B2; DE2559623B2; DE2559623A1; US4099890A; CA1050343A; DE2556931A1; DE2556931C3; ZM276A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe gemäß Patentanspruch I.

Es besteht ein steigender Bedarf zur Förderung großer Mengen von Abfallflüssigkeit und Abwasser, Schlamm und Abfallchemikalien, um die Wasserverunreinigung zu verhindern, wobei die Förder- und Behandlungseinrichtungen in der Abmessung größer werden und unter erschwerenden Bedingungen zum Einsatz gelangen. Wenn Abwasser und Aufschlemmungen, die Erde und Sand enthalten, durch eine Pumpe gepumpt werden, ist für den Pumpenkörper und für das Laufrad hoher Abnutzungswiderstand erforderlich. Für den Fall des Pumpens von chemisch reaktiven Flüssigkeiten, die z. B. eine Alkalilösung enthalten, muß der Pumpenkörper und das Laufrad einen hohen Korrosionswiderstand besitzen, während für den Fall der Förderung von heißem Abwasser eine hohe Wärmebeständigkeit nötig ist.

Damit der Pumpenkörper und das Laufrad gegenüber einer solchen Abfallflussigkt.it einen sehr niedrigen Abnutzungs- und Korrosionswiderstand aufweisen, wird als Werkstoff beispielsweise Keramik verwendet.

jede Temperaturänderung der Abfallflüssigkcit bewirkt Wärmespannungen im Laufrad, die es bei der herkömmlichen starren Verbindung auf der Welle zerstören können. Da die Abfallflüssigkeiten außerdem Erde und Sand enthalten, werden auf das Laufrad Stöße ausgeübt, die den Keramikkörper bei einer starren Verbindung auf der Welle stark belasten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu schaffen, die einen Pumpenkörper mit hoher Abnutzungs-, Korrisions- und Wärmebeständigkeit besitzt, wobei zumindest der Abschnitt des Laufrads der Pumpe, der dem Abwasser ausgesetzt ist, aus einem Keramikmaterial besteht, so daß das Laufrad gegen Abnutzung und Korrosion infolge Abfallflüssigkeit geschützt ist, und das Laufrad so an der Antriebswelle befestigt ist, daß der Keramikabschnitt des Laufrads ίο nicht durch irgendwelche äußeren thermischen oder mechanischen Spannungen oder Stöße durch die Antriebswelle zerbrochen wird.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch wird einerseits erreicht, daß thermische Spannungen des Anschlußkörpers vermieden werden, und andererseits, daß StoSbelastungen elastisch abgefangen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Teillängsschnittansicht einer Pumpe. F i g. 2 ist eine Vorderansicht der Pumpe nach Fig. 1. F i g. 3 ist eine Draufsicht der Pumpe nach Fig. I. Fig.4 ist ein auscinandergczogcner Längsschnitt einer Ausführungsform eines Laufrad-Anschlußkörpers für die Pumpe mit zugehöriger Antriebswelle.

F i g. 5 ist ein Querschnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4.

F i g. 6 hl ein Querschnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 4.

JO Fig. 7 ist eine schaubildlichc Ansicht, die den Hauptkörper des AnsehluBkörpers gemäß Fig.4 verdeutlicht.

In allen Figuren werden für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugs/eichen verwendet. J5 Unter Bezugnahme auf die F i g. I bis 3 sollen die Teile einer Pumpe erläutert v.erdcn. die zum Verständnis der Erfindung notwendig .sind. Ein Pumpenkörper 21 besitzt ein Verbundgehäuse aus einem vorderen Gehäuse 22 und einem hinteren Gehäuse 23. Durch rückgcsctztc Innenflächen 27 und 28 der Gehäuse 22 und 23 wird im Pumpenkörper 21 eine Pumpenkammer 26 gebildet In der Pumpcnkanimer 26 befindet sich ein Laufrad 58 aus Keramikmaterial, deren Nabe 56 lose in einer Bohrung 57 sitzt, die im Mitlelabschnilt des hinteren Gehäuses 23 ausgebildet ist. Das Laufrad 58 ist auf der Vorderseite mit Froiitschaufcln 59 und auf der Rückseite mit Rückcnschaufcln 60 versehen, um Abwasser unter Druck zu setzen, da:, aus einer Einlaßöffnung 33 beim Drehen des Laufrades 58 in die Pumpenkammer 26 gesaugt wurde. In das freie Ende oder hintere Ende 61 der Nabe 56 des Laufrads 58 ist ein hohler zylindrischer metallischer Anschlußkörper 262 eingesetzt. Der metallische Anschlußkörper 262 und die Nabe 56 sind in den Fig. 4 bis 7 ausführlicher dargestellt. Wie man aus den F i g. 4, 5 und 7 ersieht, hat der metallische Anschlußkörper 262 die Gestalt eines Hohlzylinders mit einer Endwand 98 und einem Innengewindeabschnitt 263 an der Innenfläche. Im gleichen Umfangsabstand sind am AiiUcnumfang des Metallanschlußkörpers 262 Längsschlit/.e 99 vorgesehen, die sich in der Außenfläche der Endwand 98 schneiden. Die Schlitze 99 erstrecken sich über ²Λ bis V-, der Gesamtlänge des Anschlußkörpers 262. In die Schlitze 99 wird ein Füllstoff 100. /.. B. elastisch·.·!· '·"> Kautschuk oder elastisches Kunslslo'fmaterial, eingefüllt. In der Nabe 56 des Laufrades ist ein Blindloch 101 vorgesehen, das einen Innendurchmesser h;it. der größer als der Außendurchmesser des Anschlußkörpers

262 ist. In den Spalt zwischen dem geschlitzten Außenuinfang des Anschlußkörpers 262, sowie der tndwand 98 des Körpers 262, sowie der Endwand des Blindlochs 101 wird ein Klebstoff 106 eingeffüt. z. B. ein Klebstoff auf Kunststoffbasis, der nach der Verfestigung elastische Eigenschaften zeigt, so daß eine elastische Verbindung zwischen den Teilen hergestellt wird. Außerdem wird zwischen dem ungeschlitzten äußeren Umfangsabschnitt 102 des Anschlußkörpers 262 und dem entsprechenden innenwandabschnitt des Blindlochs 101 ein ringartiger Dämpfungskörper 103 aus elastischem Kautschuk oder aus elastischem Kunststoffmaterial eingesetzt.

Wie man aus den F i g. 4 und 6 erkennt, ist der vordere Endabschnitt 65;/ der Antriebswelle 65 im Durchmesser vermindert und hat ein Außengewinde 64. An entgegengesetzten Seiten des vorderen Endabschnitts 65a ist über dessen Gesamtlänge ein Paar paralleler ebener Flächen 104 gebildet, wobei dies" Flächen symmetrisch zur Achse der Antriebswelle 65 liegen. Über die Gesamtlänge des vorderen Endabschnitts 65a erstreckt sich ein Schlitz 105, der diesen Abschnitt 65a in zwei Hälften unterteilt, wobei dieser Schlitz durch die Mittellinie der beiden ebenen Flächen 104 sowie durch die Achse der Antriebswelle 65 läuft. Der vordere Endabschnitt 65a der Antriebswelle 65 wird mit seinem Außengewinde 64 durch den Innengewindeabschnitt

263 des Anschlußkörpers 262 erfaßt, um das Laufrad 58 an der Antriebswelle 65 zu befestigen. Der Innengewindeabschnitt 263 des Anschlußkörpers 262 wird durch das Außengewinde 64 des Endabschnitts 65a der Antriebswelle 65 erfaßt, die durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung gedreht wird. Das Laufrad 58 wird über die Antriebswelle 65 und den Anschlußkörper 262 durch die Antriebseinrichtung gedreht. Da das Laufrad 58 aus Keramikmaterial über den aus elastischem Metall bestehenden Anschitißkörpcr 262 an die Antriebswelle 65 angeschlossen ist, werden Stöße und Spannungen aus der Antriebswelle zum größten Teil durch den Anschlußkörper 262 absorbiert, so daß weniger Möglichkeil besteht, daß das Laufrad /erbrochen wird. Der Anschlußkörper 262 besteht aus Metall, das mit höchster Genauigkeit maschinell bearbeitet werden kann. Ist der Anschlußkörper 262 in die Nabe 56 des Laufrades 58 eingesetzt, wird das Innengewinde 263 genau und in einfacher Weise geschnitten, so daß die Nabe 56 des Laufrades 58 und die Antriebswelle 65 korrekt milcinandcr für einen sicheren Antrieb der Pumpe ausgerichtet sind.

Dies erweist sich als äußerst brauchbar bei der Förderung von heißem Abwasser. Läuft das heiße Abwasser durch den Pumpenkörper, wird das Laufrad 58, der Anschlußkörper 262 und der Außengewindeabschniti 64 der Antriebswelle 65 durch das heiße Wasser erwärmt und hierdurch ausgedehnt. Da in diesem Fall der Anschlußkörper 262 einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als das keramische Laufrad 58 hat, würde to mangels Schutz gegen die thermische Ausdehnung Bruch an der Nabe 56 des Laufrads 58 auftreten. Dehnt sich der Anschlußkörper 262 aus, wird die Nabe 56 des Laufrads 58 durch den Klebstoff 106 nach außen gedruckt und es wird der über den Hauptabschnitt des Anschlußkörpers 262 vorgesehene Kreuzschlitz 99 um den Betrag verengt, der der Differenz in der thermischen Ausdehnung zwischen dem Anschlußkörper 262 und dem keramischen Laufrad entspricht. Eine Ausdehnung im Bereich des ungeschützten Abschnitis 102 und des benachbarten Ab.schniiis des Anschlußkörpers 262 führt zu einer Verformung des Dämpfungselements 103. Demzufolge wird Rißbildung und Bruch des Laufrads 58 infolge Wärmedehnung des Anschlußkörpers 262 verhindert, da nur geringe Spannungen auf die Nabe 56 des Laufrads 58 wirken. Der vordere Endabschnitt 65a der Antriebswelle 65, der sich innerhalb des Anschlußkörpers 262 befindet, wird ebenfalls durch die Wärme ausgedehnt. Da der Schlitz 105 jedoch verengt werden kann, kann die Wärmeaus-JO dehnung des Vorderendes 65a. die normal zum Schlitz 105 erfolgt, kompensiert werden. Diejenige Warmeausdchnung am vorderen Endabschnitt 65a, die senkrecht zur Achse des Außengewindes 64 und entlang dem Schlitz. 105 erfolgt, wird durch Anlage der Längsräder 656 der ebenen Flächen 104 gegen das Innengewinde 263 des Anschlußkörpers 262 und die konsequente Verengung des Schlitzes kompensiert. Das Ausmaß, um das der Schlitzspalt verengt wird, ist klein und vernachlässigbar. Selbst wenn demzufolge der vordere 4Ii Endabschnitt 65a der Antriebswelle 65 durch heißes Abwasser erhitzt wird, ist die thermische Ausdehnung des vorderen Endabschnitts 65a begrenzt. Die Gegenwart der ebenen Flächen 104 vermeidet die Notwendigkeil der Anordnung von mehr als einem Schlitz 105 für die Absorbicrung thermischer Spannungen. Auf diese Weise bleibt die mechanische Festigkeit des vorderen F.ndabschnilts 65a erhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pumpe, die einen Pumpenkörper, eine innerhalb des Pumpenkörpers ausgebildete Pumpenkammer, ein innerhalb der Pumpenkammer angeordnetes Laufrad und einen hohlen zylindrischen Anschlußkörper aufweist, der mit seinem einen Ende in die Nabe des Laufrads eingesetzt und mit seinem anderen Ende mit einem Ende der Antriebswelle für den Antrieb des Laufrads verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschiußkörper (262) zur Absorbierung von Wärmespannungen im Umfangsabstand gleichförmig verteilte Schütze (99) aufweist, die sich über ²/j bis ⁴A der Gesamtlänge des Anschlußkörpers erstrecken.

2. Pumpe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkörper (262) mit hülfe eines Dämpfungselements (103) in die Nabe (56) des Laufrads eingesetzt ist, wobei sich dieses Dämpfungselement am ungeschlitzten Endabschnitt des Anschlußkörpers befindet.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schlitze (99) des Anschlußkörpers (262) ein elastischer Füllstoff (100) eingefüllt ist.

4. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Paar paralleler ebener Flächen (104) über die Gesamtlänge des Endabschnitts (65a) der Antriebswelle (65) erstreckt und daß über im wesentlichen der gesamten Länge des Endabschnitts der Antriebswelle ein Schlitz (105) vorgesehen ist, der den Endabschnitt (65a) der Antriebswelle (65) mit einem Außengewinde (64) in zwei Hälften unterteilt.