DE3812926A1 - Kreiselpumpe mit magnetkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer Magnetkupplung zwischen einem Antriebsmotor und dem Rotor der Pumpe, wobei zwischen den motorseitigen Antriebsmagneten und den pumpenseitigen Rotormagneten ein Spalttopf angeordnet ist.

Solche Pumpen werden insbesondere zum Fördern von chemisch aggressiven, toxi­ schen oder explosiblen Produkten eingesetzt. Grundsätzlich können solche Pumpen als magnetgekuppelte Maschinen der oben genannten Gattung oder als Spaltrohr-Motorpumpen ausgeführt sein. Eine Spaltrohr-Motorpumpe, wie sie etwa aus der DE-PS 27 54 840 bekannt ist, weist einen an dem Pumpengehäuse angebauten Antriebsmotor auf, dessen Rotor auf der verlängerten Pumpenwelle sitzt. Im Spalt zwischen Rotor und Stator des Motors ist ein Spaltrohr ange­ ordnet, so daß das Fördermedium sich nur innerhalb des Spaltrohrs im Bereich des Antriebsrotors bewegen kann. Bei einer Beschädigung des Spaltrohrs kann das Fördermedium zwar in die Statorwicklung des Motors eindringen; es kann jedoch nicht nach außen in die Atmosphäre gelangen, da es innerhalb des Motor­ gehäuses gehalten wird.

Bei einer Magnetpumpe wird dagegen der Antrieb von einem Antriebsmotor aus über eine topfförmige, rotierende Kupplungshälfte vorgenommen, die an ihrer Innenseite mit Magneten besetzt ist. Am Pumpengehäuse ist ein Spalttopf be­ festigt, innerhalb welchem als zweite Kupplungshälfte der ebenfalls mit Mag­ neten besetzte Pumpenrotor vorgesehen ist. Bei Rotation der äußeren, topf­ förmigen Kupplungshälfte nimmt diese berührungslos über Magnetkräfte den innerhalb des Spalttopfs liegenden Antriebsrotor mit, wodurch der Drehantrieb des Pumpenlaufrads erfolgt. Bei einer Beschädigung des Spalttopfs würde bei einer solchen magnetgekuppelten Pumpe das Fördermedium nach außen in die Atmosphäre gelangen. Dies führt dazu, daß insbesondere bei der Förderung von chemisch aggressiven, toxischen oder explosiblen Produkten die Spaltrohr- Motorpumpe gegenüber der magnetgekuppelten Pumpe bevorzugt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Magnetpumpe derart auzubilden, daß auch bei einer Beschädigung des Spalttopfs das Fördermedium nicht nach außen dringen kann.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen der Kreiselpumpe und dem Antriebsmotor ein geschlossener Verbindungsmantel (Laterne) ange­ ordnet ist und daß der Antriebsmotor vollständig geschlossen ausgeführt ist.

Sollte bei einer solchen Pumpe der Spalttopf beschädigt oder undicht werden, so kann das Fördermedium aus dem Pumpengehäuse nur in den Raum innerhalb des geschlossenen Verbindungsmantels (Laterne) eintreten und allenfalls noch in den Antriebsmotor; es kann jedoch nicht in die freie Atmosphäre austreten und so nicht zu einer Gefährdung der Umwelt führen.

Bei einer bevorzugten Ausführungssform der Erfindung umschließt der Verbin­ dungsmantel oder die Verbindungslaterne den mit den motorseitigen Antriebs­ magneten besetzten Antriebsrotor vollständig, so daß also das För­ dermedium nicht an dem Antriebsrotor vorbei ins Freie austreten kann, son­ dern immer innerhalb der Verbindungslaterne gehalten wird (Anspruch 2).

Zusätzlich kann (Anspruch 3) der Raum zwischen dem Verbindungsmantel und dem Antriebsmotor über ein Dichtelement abgedichtet sein, so daß Förderme­ dium nur erschwert oder überhaupt nicht in das Innere des Antriebsmotors eintreten kann. Als Dichtelement kann beispielsweise ein Radialdichtring vorgesehen sein, der die Abtriebswelle des Motors umgibt.

Wenn der Antriebsmotor mit einem Lüfterrad versehen ist, kann (Anspruch 4) das Lüfterrad über eine Magnetkupplung mit geschlossenem Spalttopf mit dem Antriebsmotor verbunden sein. Durch diesen motorseitigen Spalttopf wird also sichergestellt, daß der Motorraum hermetisch dicht abgeschlossen ist und keine Verbindung zur Atmosphäre besteht.

Andererseits kann auch (Anspruch 5) der Klemmenkasten des Antriebsmotors hermetisch geschlossen ausgeführt sein, und insbesondere können die vom Klemmenkasten zum Antriebsmotor führenden Kanäle abgedichtet sein, wodurch ebenfalls der Austritt von Fördermedium ins Freie verhindert wird. Vorzugs­ weise wird man hierzu die Kabelkanäle mit Siliconkautschuk vergießen (An­ spruch 6) .

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann (Anspruch 7) der Innenraum des Antriebsmotors mit Stickstoff druckbeaufschlagt sein, wobei ein Kontroll­ manometer zur Überwachung des Innendrucks vorgesehen sein kann. Der im Inneren des Antriebsmotors herrschende Überdruck verhindert also, daß Förder­ medium von der Pumpenseite her in den Antriebsmotor eindringen kann. Hier­ bei kann vorzugsweise (Anspruch 8) das Kontrollmanometer als Kontaktmano­ meter zur Überwachung des motorseitigen Spalttopfs angeordnet sein. Dieser Spalttopf ist wegen seiner geringen Wandstärke einerseits besonders ge­ fährdet und andererseits verhältnismäßig leicht für das Manometer zugäng­ lich, so daß sich dessen Anordnung am Spalttopf des Lüfterrads empfiehlt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeich­ nung beschrieben, die einen schematischen Längsschnitt durch eine Kreisel­ pumpe mit zugehörigem Antriebsmotor zeigt.

Die Kreiselpumpe 1 ist im wesentlichen in herkömmlicher Weise aufgebaut. Sie weist insbesondere ein Pumpenlaufrad 3 auf, das über eine Pumpenwelle 5 an­ getrieben wird. Am pumpenfernen Ende trägt die Pumpenwelle 5 einen Rotor 7, an dessen Außenumfang Magnete 9 a bzw. 9 b angeordnet sind. Es handelt sich um zwei verschiedene Ausführungsformen, einmal mit axial kurzen Magneten 9 a und zum anderen mit axial längeren Magneten 9 b. Der Rotor 7 mit den Magneten 9 a bzw. 9 b ist von einem am Pumpengehäuse 11 befestigten Spalttopf 13 um­ geben. Das Fördermedium bewegt sich von der in der Zeichnung links darge­ stellten Ansaugseite her nicht nur durch das Pumpenlaufrad 3, sondern das Fördermedium zirkuliert zusätzlich innerhalb des Pumpengehäuses 11 und inner­ halb des Spalttopfs 13, um die Pumpe und ihre Lager zu kühlen und zu schmieren. Durch die Erfindung soll sichergestellt werden, daß bei Beschä­ digung des Spalttopfs 13 das Fördermedium nicht nach außen in die Atmosphäre dringen kann.

An der Außenseite 13 ist der Spalttopf von einem topfförmigen Antriebsrotor 15 umgeben, der an seinem inneren Umfang mit Magneten 17 a bzw. 17 b besetzt ist, wobei es sich wiederum um zwei verschiedene Ausführungsformen mit ver­ schiedener Magnetlänge entsprechend den unterschiedlichen Längen der inneren Magnete 9 a und 9 b handelt. Der topfförmige Antriebsrotor 15 wird von einer Motorwelle 19 eines Antriebsmotors 21 aus in Drehung versetzt.

Der Antriebsmotor 21 hat einen an sich bekannten Aufbau. Er ist vollständig geschlossen ausgeführt, so daß aus dem Innenraum des Antriebsmotors irgend­ ein Medium nicht nach außen dringen kann.

Zwischen der Kreiselpumpe 1 und dem Antriebsmotor 21 ist ein hermetisch ge­ schlossener Verbindungsmantel 23 (Verbindungslaterne) angeordnet. Diese Ver­ bindungslaterne kann einerseits mit dem Pumpengehäuse 11 und andererseits mit dem Gehäuse des Antriebsmotors 21 dicht verbunden, insbesondere dicht verschraubt sein, wie in der Zeichnung dargestellt. Sollte der Spalttopf 13 der Pumpe 1 undicht werden, so kann das Fördermedium aus der Pumpe 1 höchstens in den Innenraum der geschlossenen Verbindungslaterne 23 eindringen und von dort allenfalls in den Innenraum des Antriebsmotors 21. Das Fördermedium kann jedoch nicht in die freie Atmosphäre austreten. Damit das Fördermedium bei einem Bruch des Spalttopfs 13 nicht oder jedenfalls nicht schlagartig in den Innenraum des Antriebsmotors 21 gelangen kann, ist zwischen der Ver­ bindungslaterne 23 und dem Antriebsmotor 21 ein Radialdichtelement in Form eines Radialdichtrings 25 angeordnet, der die Antriebswelle 19 bzw. den wellenseitigen Teil der topfförmigen Magnetkupplungshälfte umgibt.

An dem der Kreiselpumpe 1 entgegengesetzten Ende trägt das Gehäuse 27 des Antriebsmotors 21 einen weiteren Spalttopf 29, an dessen Außenseite über ge­ eignete Lager ein Lüfterrad 31 für den Antriebsmotor gelagert ist. Das Lüf­ terrad 31 wird berührungslos über eine Magnetkupplung von der Motorwelle 19 aus angetrieben, wobei innere Kupplungsmagnete 33 auf der Antriebswelle 19 innerhalb des Spalttopfs 29 und äußere Kupplungsmagnete 35 außerhalb des Spalttopfs 29 am Lüfterrad 31 angeordnet sind. Bei Drehung der Motorwelle 19 wird also das Lüfterrad 31 über die Kupplungsmagnete 33, 35 berührungslos mitgenommen.

Der Spalttopf 29 dient dazu, auch das pumpenferne Ende des Antriebsmotors 21 trotz Anbau eines Lüfterrads 31 derart hermetisch dicht abzuschließen, daß Fördermedium keinesfalls nach außen dringen kann.

Der Antriebsmotor 21 trägt einen Klemmenkasten 37, der ebenfalls geschlossen ausgeführt ist, so daß auch hier Fördermedium nicht nach außen dringen kann. Darüber hinaus sind die vom Klemmenkasten 37 zum Antriebsmotor 21 führenden Kanäle 38 für die elektrischen Kabel 39 ebenfalls hermetisch abgedichtet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kabelkanäle 38 mit Sili­ conkautschuk ausgegossen. Auch hier ist also dafür gesorgt, daß Förderme­ dium in keinem Fall nach außen dringen kann.

Zur weiteren Absicherung kann in nicht dargestellter Weise der Innenraum des Antriebsmotors 21 mit Stickstoff unter Überdruck beaufschlagt sein. Eventuell aus der Kreiselpumpe 1 austretendes Fördermedium, das in den In­ nenraum der Verbindungslaterne 23 gelangt, kann daher wegen des Stickstoff- Gegendrucks nicht in den Antriebsmotor 21 eindringen. Zur Überwachung des Innendrucks innerhalb des Antriebsmotors 21 kann an diesem ein nicht darge­ stelltes Kontrollmanometer vorgesehen sein. Vorzugsweise wird dieses Kon­ trollmanometer als Kontaktmanometer am motorseitigen Spalttopf 29 angeord­ net, da dieser für die Anbringung eines solchen Manometers verhältnismäßig leicht zugänglich ist.

Die nicht im einzelnen beschriebenen Teile der Kreiselpumpe 1 und des An­ triebsmotors 21 sind von üblicher Bauart.

Claims (8)

1. Kreiselpumpe (1) mit einer Magnetkupplung (9 a, 9 b, 15, 17 a, 17 b) zwischen einem Antriebsmotor (21) und dem Rotor (7) der Pumpe (1), wobei zwischen motorseitigen Antriebsmagneten (17 a, 17 b) und pumpenseitigen Rotor­ magneten (9 a, 9 b) ein Spalttopf (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kreiselpumpe (1) und dem Antriebsmotor (21) ein geschlos­ sener und abgedichteter Verbindungsmantel (Verbindungslaterne 23) angeordnet ist und daß der Antriebsmotor (21) vollständig geschlossen und abgedichtet ausgeführt ist.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungs­ mantel (23) den mit den motorseitigen Antriebsmagneten (17 a, 17 b) besetz­ ten Antriebsrotor (15) umschließt.

3. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Raum zwischen dem Verbindungsmantel (23) und dem Antriebs­ motor (21) über ein Dichtelement (25) zusätzlich abgedichtet ist.

4. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Antriebs­ motor (21) mit Lüfterrad (31), dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (31) über eine Magnetkupplung (33, 35) mit geschlossenem Spalttopf (29) mit dem Antriebsmotor (21) verbunden ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Antriebs­ motor (21) mit Anschlußklemmenkasten (37), dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkasten (37) hermetisch geschlossen ausgeführt ist und daß ins­ besondere die vom Klemmenkasten (37) zum Antriebsmotor (21) führenden Kabelkanäle (38) abgedichtet sind.

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel­ kanäle (38) des Antriebsmotors (21) mit Siliconkautschuk vergossen sind.

7. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenraum des Antriebsmotors (21) mit Stickstoff druckbeaufschlagt ist und daß ein Kontrollmanometer zur Überwachung des Innendrucks vorgesehen ist.

8. Kreiselpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontroll­ manometer als Kontaktmanometer zur Überwachung des motorseitigen Spalt­ topfs (29) angeordnet ist.