DE2903064A1

DE2903064A1 - Einrichtung zum kuehlen des motors einer kreiselpumpe zum foerdern von fluessigkeiten mit aufgeschwemmten feststoffen

Info

Publication number: DE2903064A1
Application number: DE19792903064
Authority: DE
Inventors: Martin Staehle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1979-01-26
Publication date: 1979-08-23
Also published as: GB2017822A; CH627236A5; GB2017822B; US4349322A; JPS54145004A; DE2903064C3; DE2903064B2

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ΙΝβ. H. FINCKE DIPL.-INS. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAESER

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Patentanwälte Dr. Fincke · Bohr ■ Staeger ■ Müllerstr. 31 · 8000 München

29 03Ό64

8O00 MÜNCHEN 5,

Müllerstraße 31 Fernruf: [089)*26 60 60 Telegramme: Claims München Telex: 523903 claim d

Mappe No. B1 66 — H. Bitte in der Antwort angeben

26. Januar 1979

Martin STÄHLE

I der Gige 392 CH-8213 Neunkirch SCHWEIZ

Einrichtung zum Kühlen des Motors einer Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit aufgeschwemmten Feststoffen

PRIORITÄT: SCHWEIZ G 1596/78 vom 14. Februar 1978

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Bankverbindung: Bayer. Vereinsbank München, Konto 620404 {BLZ 70020270) · Postscheckkonto: München 27044-802 (BLZ 70010080)

ORIGINAL INSPECTED <-PA Dipl.-Ing. S. Staeger,

Martin Stähle I Neunkirch

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Einrichtung zum Kühlen des Motors einer Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit aufgeschwemmten Feststoffen .

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Kühlen des Motors einer Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und axialem Saugmund, zum Fördern von Flüssigkeiten mit aufgeschwemmten Feststoffen.

Das Kühlen der Antriebsmotoren solcher Kreiselpumpen mittels eines Oestromes ist bekannt; die Kühlwirkung solcher Einrichtungen ist gut, jedoch sind die entsprechenden Einrichtungen relativ teuer und stellen nicht unerhebliche Dichtheits-, Wartungs- und Reparaturprobleme. Ferner sind Kühlsysteme bekannt, bei welchen die Förderflüssigkeit der Pumpe selbst direkt zur Kühlung des Motors verwendet wird. Dies führt, insbesondere bei Abwasserpumpen zu ganz erheblicher Verschmutzung des Kühlsystems; da auch Art und Mengenanteil der aufgeschwemmten Feststoffe stark variieren können, kann dies zu entsprechenden Aenderungen in der Kühlwirkung führen.

Die vorliegende Erfindung Vermeidet diese Nachteile; sie bezweckt die Schaffung einer Kühleinrichtung der genannten Art, welche den Vorteil eines "sauberen" Kühlmediums aufweist, ohne hierzu auf eine Fremflüssigkeit wie OeI angewiesen zu sein.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe Kühleinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass in der von einer radialen Ringfläche der Laufradnabe bestrichenen Ringfläche des Dichtungsdeckels des Pumpengehäuses eine sich von innen nach aussen in Laufraddrehrichtung um die Laufradachse windende

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Nut vorgesehen ist, deren radial innere Begrenzungskante als Scherkante ausgebildet ist, wobei das radial äussere Wutende in den druckseitigen Gehäusekanal und das radial innere Nutende in einen zwischen Nabe und Dichtungsdeckel liegenden Leckwasser-Sammelraum münden, der über eine Leitung mit dem Einlass des Motor-Kühlmantels verbunden ist.

Es ist zwar z.B. aus der CH-PS 499 726 bekannt, bei Kreiselpumpen die von der Laufradnabe bestrichene radiale Gehäusefläche mit einer spiralförmigen Nut mit Abscherkante zu versehen, um zu verhindern, dass in den zwischen Dichtungsdeckel und Nabe unvermeidbaren Spalt eingedrungene Feststoffe sich fort festsetzen können} die Scherkante der Nut bewirkt, dass in den Spalt eingedrungene Feststoffe am radialen Einwärtswandern gehindert werden und in die Nut gelangen, durch deren Verlauf sie zwangsläufig radial auswärts wieder in den druckseitigen Pumpenkanal gefördert werden. Da gemäss vorliegender Erfindung das radial innere Nutende, und natürlich auch der Spalt zwischen den genannten Ringflächen innen in den Leckflüssigkeits-Sammelkanal münden, gelangt in diesen Sammelraum von Feststoffen praktisch freie Flüssigkeit und damit als Kühlflüssigkeit in den Motormantel, aus welchem sie z.B. wieder in die Saugleitung der Pumpe zurückgeführt werden kann. Um eine genügende Reinigung der Flüssigkeit von Feststoffen und einen genügend grossen Kühlflüssigkeitsstrom zu erhalten, ist es besonders zweckmässig, auch in der Ringfläche der Laufradnabe eine sich von innen nach aussen um die Laufradachse windende Nut mit Scherkante anzuordnen, wobei die Windungsrichtung dieser Nut der Laufraddrehrichtung entgegengesetzt ist; die Abscher- und Auswerfwirkung der sich überschneidenden Nuten ist gegenüber nur einer Nut im Gehäuse wesentlich verbessert. Es hat sich gezeigt, dass z.B. bei Abwasserpumpen der fraglichen Art mit zwischen 0,5 und 1 mm liegenden Spaltbreiten und zwei Nuten ein zur Kühlung des Motors genügend grosser, feststofffreier Leckwasserstrom erhalten wird. Die in den Sammelraura eindringende praktisch feststofffreie Kühlflüssig-

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keit wird zweckmässig tangential in den Kühlmantel des Motors eingeführt und an einer axial dazu versetzten Stelle aus dem Kühlmantel wieder weggeführt; dadurch entsteht im Kühlmantel eine Drallströmung, was nicht nur eine einwandfreie Kühl wirkung gewährleistet, sondern auch verhindert, dass in der Kühlflüssigkeit etwa doch noch vorhandene Feststoffpartikel sich im Kühlmantel absetzen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt :

Fig. 1 im Axialschnitt eine Abwasser-Kreiselpumpe mit Motorkühleinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht der Laufradnabe in Pfeilrichtung A gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des von der Laufradnabe bestrichenen Gehäusedeckels in Pfeilrichtung B gemäss Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie C - C in Fig. 1,

Fig. 5 in grösserem Massstab einen Axialschnitt durch die mit gegenläufigen Spiralnuten versehenen Partien von Laufradnabe und Gehäusedeckel nach Fig. 1, und

Fig. 6 in Draufsicht auf den Gehäusedeckel nach Fig. 5 die sich überschneidenden Nuten in Deckel und Nabe.

Die in Fig. 1 gezeigte Abwasser-Kreiselpumpe besitzt ein Schneckengehäuse 1 mit axialem Saugmund 2 und gegenüberliegendem Dichtungsdeckel 3, durch welchen die einerseits das Pumpenlaufrad mit Nabe 4 und anderseits den Rotor des elektrischen Antriebsmotors 5 tragende Pumpenwelle 6 hindurchragt. Eine radiale Ringfläche 7 der Laufradnabe 4 bestreicht, unter Belassung eines Leckspaltes 8 eine radiale Ringfläche 9 des Dichtungsdeckels 3. Durch entsprechende Vertiefungen radial innerhalb der beiden Ringflächen 7, 9, ist zwischen Gehäusedeckel und Laufradnabe ein Leckwasser-Sammelraum 10 geschaffen, der über den Spalt 8 mit der Druckseite des Pumpenkanals in Verbindung steht. Ferner ist

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der Sammelraum 10 über eine Leixung 11 mit dem den Motor 5 umschliessenden Kühlmantel 12 verbunden, und zwar über einen im Bereich des einen axialen Kühlmantelendes tangential in diesen einmündenden Einlass. Im Bereich des andern Kühlmantelendes mündet ein Auslass, der über eine Leitung 13 an die nicht dargestellte Saugleitung der Pumpe angeschlossen ist. Ist die Pumpe in einem Sumpf angeordnet, so könnte der Kühlmantel 12 oben offen sein und einen üeberlauf für das Kühlwasser bilden; die Leitung 13 fällt damit weg.

In der Ringfläche 7 der Laufradnabe 4 ist eine sich spiralförmig von innen nach aussen um die Pumpenachse windende Nut 14 vorgesehen; die Windungsrichtung der Wut 14 ist der Drehribhtung a des Laufrades entgegengesetzt. Analog ist in der Ringfläche 9 des Gehäusedeckels 3 eine sich spiralförmig von innen nach aussen um die Pumpenachse windende Nut 15 vorgesehen; die Windungsrichtung dieser Nut 15 ist gleich der Drehrichtung a des Laufrades. Dadurch wird erreicht, wie dies in Fig. 6 ersichtlich ist, dass sich die beiden, radial innen gegen den Sammelraum 10 und radial aussen gegen die Druckseite des Pumpengehäuses 1 hin offenen Nuten 14, 15₁ überschneiden (Fig. 6).

Wie aus Fig. 1 und 5 der Zeichnung ersichtlich, besitzen die Nuten 14 und 15 trapezförmigen Querschnitt, wobei die als Ableitfläche wirkende achsparallele radial innere Nutwand mit der Ringfläche 7 bzw. 9 eine Scherkante bildet. Die Nuten könnten aber auch Dreieck-, Rechteck- oder Halbkreisquerschnitt aufweisen, wobei die die Ableitfläche mit Scherkante bildende Nutwand mit einer Hartmetallschicht versehen sein kann.

Beim Betrieb der beschriebenen Pumpe gelangt durch den Leckspalt 8 Wasser aus dem Druckraum des Gehäuses 1 in den Leckwasser-Sammelkanal, wobei mitgerissene Feststoffe von den sich überschneidenden Scherkanten der beiden Nuten 14, 15, aufgehalten und in die Nuten abgestrichen und dort durch die

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Ableitflächen zwangsläufig radial auswärts zur Druckseite des Pumpengehäuses befördert werden; damit wird nicht nur das Kühlwasser gereinigt, sondern auch ein Verstopfen des Leckspaltes 8 wird verhindert. Das in den Sammelraum 10 eindringende, praktisch feststofffreie Wasser gelangt in den Kühlmantel 12 und durch die Leitung 13 zurück in die Saugleitung der Pumpe.

Die kein spezielles Kühlmedium benötigende, mit dem Fördermedium der Pumpe selbst gespeiste Kühleinrichtung ist baulich einfach und bedarf dank der wirksamen Reinigung der feststoffhaltigen Leckflüssigkeit vor deren Eintritt in den Kühlmantel und dank der im letzteren erzeugten Drallströmung wenig Wartung.

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ZUSAMMENFASSUNG

In den relativ zueinander drehenden, durch einen Leckspalt 8 voneinander getrennten, radialen Ringflächen 9 und 7 von Dichtungsdeckel 3 des Pumpengehäuses 1 und Laufradnabe 4 sind sich von innen nach aussen gegensinnig um die Laufradachse windende Nuten 14 bzw. 15 vorgesehen. Die radial innere Wand der Nuten bildet mit der zugeordneten Ringfläche 7 bzw. 9 eine Scherkante; die Nuten sind aussen gegen den Druckraum des Pumpengehäuses 1 und innen gegen einen zentralen Leck-Sammelraum 10 offen. Der Sammelraum 10 ist durch eine Leitung 11 tangential an den Kühlmantel 12 des Pumpenmotors 5 angeschlossen, von welchem axial versetzt eine Auslassleitung 13 zur Saugleitung der Pumpe zurückführt. Die Kühleinrichtung eignet sich besonders für Abwasserpumpen. In den Leckspalt 8 eindringendes Abwasser kühlt als Drallströmung im Kühlmantel 12 den Motor 5, wobei in den Spalt 8 eindringende Feststoffe durch die Scherkanten von den Ringflächen abgelöst und durch die Nuten 14, 15 zwangsläufig zur Druckseite der Pumpe zurückgeführt werden. (Fig. 1).

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PATENTANSPRÜECHE

J., Einrichtung zum Kühlen des Motors einer Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und axialem Saugmund, zum Fördern von Flüssigkeiten mit aufgeschwemmten Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass in der von einer radialen Ringfläche (7) der Laufradnabe (4) bestrichenen Ringfläche (9) des Dichtungsdeckels (3) des Pumpengehäuses (l) eine sich von innen nach aussen in Laufraddrehrichtung (a) um die Laufradachse windende Nut (15) vorgesehen ist, deren radial innere Begrenzungskante als Scherkante ausgebildet ist, wobei das radial äussere Nutende in den druckseitigen Gehäusekanal und das radial innere Nutende in einen zwischen Nabe (4) und Dichtungsdeckel (3) liegenden Leckwasser-Sammelraum (10) münden, der über eine Leitung (11) mit dem Einlass des Motor-Kühlmantels (12) verbunden ist.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die radiale Ringfläche (7) der Nabe (4) eine sich von innen nach aussen um die Laufradachse windende Nut (14) mit Scherkante aufweist, die sich einerends in den Sammelraum und anderends in den druckseitigen Gehäusekanal öffnet, wobei die Windungsrichtung dieser Nut (14) der Laufraddrehrichtung (a) entgegengesetzt ist, so dass die Schrauben der beiden Nuten (14, 15) sich überschneiden.
3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sammelraum (10) ausgehende Leitung (11) im Bereich des einen axialen Kühlmantelendes tangential in den letzteren mündet, während am axial anderen Kühlmantelendbereich ein Auslass vorgesehen ist.
4. Kühleinrifehtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass vom genannten anderen Kühlmantelendbereich eine Auslassleitung (13) zur Saugleitung der Pumpe führt.

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5. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutquerschnitt trapez- oder rechteckförmig ist.

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