DE3636940A1 - Kreiselpumpen-motor-einheit mit magnetischer stabilisierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselpumpen, die mit einem Motor eine Einheit bilden, dessen Laeufer mit einem drehfeld erzeugenden Stator einen sphaerischen Luftspalt einschliesst.

Derartige Kreiselpumpen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Sie haben aber den Nachteil, dass die umlaufende Einheit, die auf einer Kugel gelagert ist, sich von der Kugel enfernen kann, so bald die Magnetkraefte fehlen, wie dies beim Abschalten des Motors der Fall ist. Sie haben den weiteren Nachteil, däss die hydraulischen Kraefte, die bei Spiralgehaeusen zu Querkraeften auf das Laufrad fuehren, durch magnetische Kraefte des Motors nicht kompensiert werden.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil, indem die umlaufende Einheit einen Ring aus permanentmagnetischem Werkstoff traegt, dem ein stationaerer mit dem Pumpengehaeuse verbundener Ring gegenuebersteht, wobei die Polaritaet so gewaehlt wird, dass die Ringe einander abstossen. Hierdurch wird erreicht, dass ein Abheben von der Kugel auch dann nicht moeglich ist, wenn der Motor abgeschaltet wird oder wenn hydraulische Kraefte eine Kraft entgegen der vom Stator ausgeuebten Kraft erzeugen. Gleichzeitig aber wird der Taumelwinkel auf einen Minimalwert reduziert, da die abstossenden Kraefte progressiv mit der Annaeherung zunehmen. Die Ringe koennen axial oder auch radial magnetisiert sein.

Die Erfindung soll anhand von Figuren erlaeutert werden:

Fig. 1 zeigt eine koaxial durchstroemte Pumpen-Motor-Einheit mit radial magnetisierten Magneten.

Fig. 2 zeigt die gleiche Einheit mit axial magnetisierten Magneten.

Fig. 3 zeigt eine Kreiselpumpe mit einen Spiralgehaeuse und axial magnetisierten Magneten.

Fig. 4 zeigt die gleiche Konstruktion mit auf einem Kugelmantel verlaufendem Luftspalt.

In der Zeichnung gemaess Fig. 1 mit der Rotationsachse 1 und der Aequatorialebene 2 des sphaerischen Laeufers 3 und der Lagerkugel 5 ist der Stator 8, 25, 28 durch die Trennwand 8 vom Pumpenraum getrennt. Das Schaufelrad 14 bildet mit dem Laeufer 3, der einen sphaerischen Luftspalt 6 mit dem Stator 8, 25, 28 einschliesst, eine umlaufende Einheit, die durch die umlaufende Lagerschale 15 auf der stationaeren Kugel 5 abgestuetzt ist. Die Kugel 5 wird von der Lagersaeule 7, die eine Reihe von Durchbruechen aufweist und mit dem Pumpengehaeuse fest verbunden ist, getragen. Der Foerderstrom wird durch die Schaufeln 11 beschleunigt und in das Pumpengehaeuse 9 gefoerdet. Der Magnetring 10 bildet Teil des Laufrades 14. Der stationaere Magnetring 12 bildet Teil des stationaeren Diffusor- Schaufelkranzes 16. Die Magnetringe 10 und 12 stossen einander ab. Sobald das Laufrad 14 eine Taumelbewegung macht, erreicht die Abstossung an der engsten Stelle des Spaltes 6 den Maximalwert, wodurch eine Rueckstellkraft gebildet wird.

Fig. 2 weist die gleichen Bezugszeichen auf. An die Stelle der Magnetringe 10 und 12 treten hier jedoch die Magnetringe 20 und 22, die axial magnetisiert sind. Diese bewirken nicht nur eine Daempfung einer Taumelbewegung sondern verhindern gleichzeitig ein Auswandern der Rotor Laufrad Einheit in Richtung des Pfeiles 23.

Fig. 3 zeigt einen aehnlichen Aufbau wie Fig. 2, bei dem jedoch das Laufrad 34 einen hydraulischen Schub in Richtung des Pfeiles 35 ausuebt. Die Magneten 30 und 32 erfuellen also neben den unter Fig. 2 erwaehnten Aufgaben auch noch die Aufgabe, dass sie dem hydraulischen Schub entgegenwirken. Wie in Fig. 2 ist auch hier der stationaere Magnet 32 an der stationaeren Trennwand 36, die zwischen dem Rotor 33 und dem Laufrad 34 angeordnet ist, befestigt. Eine weitere Funktion besteht darin, dass ferromagnetische Partikel den Magnetspalt zwischen den Magneten 30 und 32 nicht durchdringen koennen und damit eine Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln wie z.B. Rost im Luftspalt 37 des Motors verhindert wird.

Fig. 4 zeigt den gleichen Grundaufbau einer Spiralgehaeusepumpe wie in Fig. 3 gezeigt. Die einander abstossenden Magnetringe 40 und 42 sind in diesem Falle zwischen dem Pumpengehause 49 und dem Laufrad 44 angeordnet, wobei der Magnetspalt auf einem Kegelmantel liegt. Sie uebernehmen damit die drei ersten Funktionen wie in Fig. 3 beschrieben.

Claims (8)

1. Kreiselpumpen-Motor-Einheit, deren Motorstator ausserhalb und dessen Motorrotor durch eine sphaerische Trennwand vom Stator getrennt, innerhalb des Pumpenraumes angeordnet ist und mit dem Pumpenlaufrad eine Rotor-Laufrad-Einheit bildet, die durch eine Lagerkugel drehbar und taumelbar abgestuetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Laufrad-Einheit (3, 14 bzw. 33, 34, 44) einen Ring (10, 20, 30, 40) aus permanentmagnetischem Material aufweist, der mit einem zweiten permanentmagnetischen Ring (12, ,22, 32, 42), welcher mit dem Pumpengehaeuse fest verbunden ist, einen Magnetspalt einschliesst, dem Flaechen gleicher Polaritaet zugewandt sind.

2. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial magnetisierte Ringe (10, 12) in axialem Abstand vom Kugelmittelpunkt ineinaderliegend angeordnet sind.

3. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass axial magnetisierte Ringe (20, 22, 30, 32) axial nebeneinander angeordnet sind.

4. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (40 und 42) einen auf einem Kegelmantel liegenden Magnetspalt aufweisen.

5. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Ring (10) an der Radscheibe des Pumpenlaufrades (14) befestigt ist.

6. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Ring (20) am Rotor (3) befestigt ist.

7. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der stationaere Ring (22, 32) an einem zwischen dem Rotor (3, 33) und dem Laufrad (14, 34) angeordneten Ring (36) befestigt ist.

8. Kreiselpumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stationaere Ring (42) am Pumpengehaeuse nahe der Ansaugoeffnung angeordnet ist.