DE4411367A1 - Spalttopfgedichtete magnetische Antriebseinrichtung - Google Patents
Spalttopfgedichtete magnetische AntriebseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine spalttopfgedichtete magnetische
Antriebseinrichtung mit einer Kraftübertragung von einer
Antriebs- auf eine Abtriebsanordnung mittels einer Anordnung
aus zusammenwirkenden mit der Antriebs- bzw.
Abtriebsanordnung verbundenen Magneten, die zwischen sich
einen Spalt einschließen, und einem die Abtriebs- von der
Antriebsanordnung hermetisch abdichtenden, den Spalt zwischen
den Magneten durchsetzenden Spalttopf.
Derartige Antriebseinrichtungen oder Magnetkupplungen werden
zunehmend bei Geräten, wie Pumpen, Rührwerken und dgl.
eingesetzt, die in Verbindung mit toxischen oder
umweltschädlichen Medien betrieben werden, da mittels des
Spalttopfes eine hermetische leckfreie Abdichtung der
Gerätschaften erzielbar ist. Bei bekannten
Antriebseinrichtungen der genannten Art durchströmt im
allgemeinen das abzudichtende Medium den Spalt zwischen
Spalttopf und abtriebsseitigen Magneten. Es besteht daher die
Gefahr eines vorzeitigen Verschleißes des Spalttopfes, wenn
es sich um ein Medium handelt, das abrasive Partikel, z. B.
Metallspäne, Sandkörner oder dgl. mitführt. Diese Partikel
werden beim Durchströmen des Spaltes aufgrund der
Zentrifugalkräfte gegen die Innenwand des Spalttopfes
geschleudert und bewirken einen mehr oder minder raschen
Abrieb des Spalttopfes von dessen Innenseite aus. Um der
Gefahr eines vorzeitigen Ausfalles der dichtenden Wirkung des
Spalttopfes entgegenzutreten bzw. rechtzeitig Schritte
einleiten zu können, daß eventuelle katastrophale
Auswirkungen auf die Umwelt bei einem Undichtwerden des
Spalttopfes verhindert werden, wurde schon die Verwendung
eines doppelwandigen Spalttopfes mit Überwachung des
Zwischenraumes, oder der Einsatz von verschleißfesten
keramischen Materialien für den Spalttopf vorgeschlagen. Eine
weitere bekannte Lösung sieht die zusätzliche Anordnung einer
Gleitringdichtung vor, um den Gehäusebereich, in dem sich das
abrasive abzudichtende Medium befindet, gegenüber dem
Bereich, in dem die Magneten und der Spalttopf angeordnet
sind, abzudichten. Bei diesem Lösungsvorschlag kann in
letzterem Gehäusebereich ein Fremdmedium eingeführt werden,
das keine oder wesentlich geringere abrasive Wirkungen auf
den Spalttopf als das abzudichtende Medium hat. Gemeinsamer
wesentlicher Nachteil der bekannten Vorschläge zur Lösung des
Verschleißproblemes ist, daß dafür ein relativ hoher
technischer Aufwand betrieben werden muß, so daß derartige
Antriebseinrichtungen kompliziert und hinsichtlich Wartung
und Fertigung teuer sind. Bekannt ist ferner eine
spalttopfgedichtete magnetische Antriebseinrichtung (DE-A-38 05 322),
bei der endseitig des vom Medium durchströmten
Spaltes magnetische Abfangeinrichtungen angeordnet sind, an
denen sich im Strömungsmedium mitgeführte gröbere
magnetisierbare Partikel ansammeln können und dadurch an
einem Eindringen in den Spalt gehindert werden. Diese
Maßnahme ist von Natur her nur für abrasive magnetisierbare
Partikel wirksam, während die schädlichen Auswirkungen
anderer Partikel weiterhin uneingeschränkt zum Tragen kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne wesentlichen
technischen Mehraufwand wirksam das Eindringen abrasiver
Partikel in den Spalt spalttopfgedichteter
Antriebseinrichtungen der eingangs erwähnten Art zu
verhindern bzw. wesentlich zu erschweren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
wenigstens in dem zwischen dem Spalttopf und den
abtriebsseitigen Magneten definierten Spaltbereich des vom
Spalttopf umschlossenen Raumes eine Flüssigkeit mit
magnetischer Eigenschaft enthalten ist. Aufgrund ihrer
magnetischen Eigenschaft wird die Flüssigkeit im Spaltbereich
durch die magnetischen Kräfte, die von den zusammenwirkenden
Magneten ausgehen, gehalten, so daß im allgemeinen keine
speziellen baulichen Maßnahmen getroffen werden müssen, um
die magnetische Flüssigkeit an einem Ausfließen aus dem
Spaltbereich zu hindern. Andererseits verhindert die
magnetische Flüssigkeit wirksam eine Eindringen des
abzudichtenden Mediums in den Spalt und damit einen
vorzeitigen Verschleiß des Spalttopfes. Die
erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann daher ohne die
eingangs erwähnten Zusatzeinrichtungen auskommen, die im
Hinblick auf die schädlichen Auswirkungen abrasiver Partikel
im abzudichtenden Medium bei den bekannten Lösungsvorschlägen
vorgesehen werden müssen. Die erfindungsgemäßen Maßnahme
können daher, wenn erwünscht, auch nachträglich bei
geeigneten im Einsatz oder Handel befindlichen magnetischen
Antriebseinrichtungen vorgesehen werden. Die magnetisierbaren
Inhaltsstoffe handelsüblicher magnetischer Flüssigkeiten sind
von einer solch geringen Abmessung, daß eine
verschleißbedingte Abnutzung des Spalttopfes seitens dieser
Stoffe nicht in Frage kommt bzw. vernachlässigt werden kann.
Bezüglich geeigneter magnetischer Flüssigkeiten kann auf die
Unteransprüche verwiesen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines
Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt eine magnetische Antriebseinrichtung für eine
Kreiselpumpe in fragmentarischer längsgeschnittener Ansicht.
Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit einer
magnetischen Antriebseinrichtung bzw. Magnetkupplung für eine
Kreiselpumpe beschrieben wird, versteht es sich, daß die
Erfindung auf diese Anwendung nicht beschränkt ist, sondern
auch bei anderen Gerätschaften, wie Rührwerken und dgl.,
vorteilhaft eingesetzt werden kann. Außerdem ist die
Erfindung nicht auf die beschriebene spezielle bauliche
Ausgestaltung einer Magnetkupplung beschränkt.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist in der Zeichnung das stationäre
Gehäuse einer Kreiselpumpe angedeutet. Im Gehäuse 1 ist
mittels einer das allgemeine Bezugszeichen 2 aufweisenden
Gleitlageranordnung eine Welle 3 gelagert, an deren einem
axialen Ende ein Pumpenlaufrad 4 befestigt ist. Zur Drehung
der Welle 3 und damit des Pumpenlaufrades 4 dient eine
Magnetanordnung 6. Insbesondere ist am anderen Ende der Welle
3 in radial beabstandeter koaxialer Beziehung dazu ein
innerer oder abtriebsseitiger zylindrischer Träger 5
befestigt, an dessen äußeren Umfang ein oder mehrere
umfänglich verteilt angeordnete innere oder abtriebsseitige
Permanentmagnete 7 gehalten sind. Den abtriebsseitigen
Permanentmagneten 7 entsprechen antriebsseitige
Permanentmagnete 8 am inneren Umfang einer äußeren oder
antriebsseitigen zylindrischen Büchse 9, die die
abtriebsseitige Büchse 5 koaxial mit Abstand umgibt. Die
antriebsseitige Büchse 9 kann an einem Flansch 10 befestigt
sein, auf den die Antriebskraft eines nicht gezeigten Motors
einwirken kann. Infolge der wechselseitigen Polung der
gegenüberliegenden Permanentmagnete 7, 8 wirkt zwischen
diesen eine magnetische Kraft, die bei einer Drehung der
antriebsseitigen Büchse 9 zu einer ebensolchen Drehung der
abtriebsseitigen Büchse 5 und damit der Welle 3 führt.
Zwischen dem Paar an- und abtriebsseitiger Permanentmagnete
7, 8 ist ein Ringspalt 11 gebildet. Eine Dichtungsanordnung
in Gestalt eines stationären Spalttopfes 12 ist vorgesehen,
um den abtriebsseitigen Teil der Magnetkupplung von dem
antriebsseitigen Teil hermetisch abzudichten. Der Spalttopf
12 umfaßt einen Bodenbereich 13 und einen zylindrischen
Bereich 14, der sich durch den Spalt 11 hindurcherstreckt und
an seinem freien Ende am Gehäuse 1 dichtend befestigt ist.
In einen Ringraum 16, der einerseits zwischen einer am
Gehäuse 1 befestigten Haltebuchse 15 für die
Gleitlageranordnung 2 und dem freien, aus dem Spalt 11
herausragenden Endabschnitt des Spalttopfes 12 und
andererseits zwischen axial beabstandeten Bereichen des
Gehäuses 1 und einer Stirnseite der abtriebsseitgen Büchse 5
gebildet ist, kann das zu pumpende Medium über einen das
Gehäuse 1 durchsetzenden Kanal 17 eingeführt werden, der in
den Pumpenraum ausmündet. In den Ringraum 16 können ferner
durch Leckage an der Gleitlageranordnung 2 austretende Mengen
des zu pumpenden Mediums gelangen.
Der vorbeschriebene Aufbau der magnetischen
Antriebseinrichtung ist grundsätzlich bekannt, so daß auf
weitere Details für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
nicht näher eingegangen werden braucht.
Erfindungsgemäß ist der Bereich des Spaltes 11, der zwischen
dem Spalttopf 12 und den abtriebsseitigen Permanentmagneten 7
definiert ist und mit dem Ringraum 16 in Verbindung steht,
mit einer geeigneten magnetischen Flüssigkeit gefüllt, wie
dies in der Zeichnung durch eine Punktierung angedeutet ist.
Die magnetische Flüssigkeit kann ferner auch einen Freiraum
17 füllen, der zwischen dem Bodenbereich 13 des Spalttopfes
12 und dem benachbarten Stirnende der abtriebsseitigen
Magnetanordnung 7 und der Welle 3 begrenzt ist. Die
magnetische Flüssigkeit wird vorzugsweise bei der Montage der
magnetischen Antriebseinrichtung eingegeben und verbleibt
dann in dem besagten Bereich des Spaltes 11 aufgrund der von
den Permanentmagneten 7, 8 auf die Flüssigkeit ausgeübten
magnetischen Kräfte, die ein Herausfließen der Flüssigkeit
aus dem Spaltbereich wirksam verhindern. Geringe dennoch in
den Ringraum 16 austretende Leckagen werden ohne Eingriff von
außen durch die Menge an magnetischer Flüssigkeit ersetzt,
die im Freiraum 18 bevorratet ist.
Eine bevorzugte magnetische Flüssigkeit ist aufgrund ihres
inerten Verhaltens gegenüber den meisten zu pumpenden Medien
ein Perfluorpolyäther (PFPE) mit darin dispergierten feinen
magnetischen Partikeln. Die magnetischen Partikel können
außerdem, wenn erwünscht, mit einer nicht abrasiven
Oberflächenbeschichtung versehen sein. Bezüglich weiterer
Details kann beispielsweise auf "Industrial and Commercial
Technology" Publication No. EUR 14534 der Commission of the
European Communities 1993/Luxemburg, ISBN 92-826-4454-5,
verwiesen werden. Die Erfindung ist jedoch auf diese
spezielle magnetische Flüssigkeit nicht beschränkt. Vielmehr
können auch andere derartige Flüssigkeiten verwendet werden
vorausgesetzt, sie vermischen sich weder mit dem zu pumpenden
Medium noch gehen damit Reaktionen ein.
Der Ringraum 16 kann mit dem zu pumpenden Medium gefüllt
sein, das jedoch aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen
an einem Eindringen in den Spalt 11 gehindert ist, so daß
sich die im zu pumpenden Medium befindlichen abrasiven
Partikel nicht verschleißend auf den Spalttopf 12 auswirken
können. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die
magnetische Flüssigkeit eine deutliche Erhöhung des zwischen
den Permanentmagneten 7, 8 übertragbaren Drehmomentes
bewirken kann.
Claims (3)
1. Spalttopfgedichtete magnetische Antriebseinrichtung mit
einer Kraftübertragung von einer Antriebs- auf eine
Abtriebsanordnung mittels einer Anordnung aus
zusammenwirkenden mit der Antriebs- bzw. Abtriebsanordnung
verbundenen Magneten, die zwischen sich einen Spalt
einschließen, und einem die Abtriebs- von der
Antriebsanordnung hermetisch abdichtenden, den Spalt zwischen
den Magneten durchsetzenden Spalttopf, dadurch
gekennzeichnet, daß in wenigstens dem zwischen dem Spalttopf
(12) und den abtriebsseitigen Magneten (7) definierten
Spaltbereich des vom Spalttopf umschlossenen Raumes eine
Flüssigkeit mit magnetischer Eigenschaft enthalten ist.
2. Spalttopfgedichtete Antriebseinrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Flüssigkeit
aus der Gruppe der sich mit einem abzudichtenden
Strömungsmedium nicht vermischenden oder reagierenden
Flüssigkeiten gewählt ist.
3. Spalttopfgedichtete Antriebseinrichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische
Flüssigkeit Perfluorpolyäther (PFPE) umfaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944411367 DE4411367A1 (de) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Spalttopfgedichtete magnetische Antriebseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944411367 DE4411367A1 (de) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Spalttopfgedichtete magnetische Antriebseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4411367A1 true DE4411367A1 (de) | 1995-10-05 |
Family
ID=6514437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944411367 Withdrawn DE4411367A1 (de) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Spalttopfgedichtete magnetische Antriebseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4411367A1 (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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