EP1207308B1 - Magnetkupplungspumpe für heisse Fördermedien - Google Patents

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EP1207308B1
EP1207308B1 EP01124824A EP01124824A EP1207308B1 EP 1207308 B1 EP1207308 B1 EP 1207308B1 EP 01124824 A EP01124824 A EP 01124824A EP 01124824 A EP01124824 A EP 01124824A EP 1207308 B1 EP1207308 B1 EP 1207308B1
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EP
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magnetic coupling
thermal barrier
bearing carrier
skirt
shaft
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Didier Thomas
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/049—Roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • F04D13/026—Details of the bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
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    • F04D29/0462—Bearing cartridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/06—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being hot or corrosive, e.g. liquid metals

Definitions

  • the invention relates to a magnetic coupling pump for conveying hot media, with a magnetic coupling surrounding lantern and releasably attached to the lantern bearing carrier in which two bearings are arranged, which carry a shaft for connecting a drive motor to the primary part of the magnetic coupling, wherein between the Lantern and the bearing carrier a thermal barrier is arranged.
  • EP 0 814 268 A1 teaches a thermal barrier which is used as a separate component within a modular kit for producing a pump, in particular a permanent magnet coupling pump.
  • the thermal barrier consists essentially of two plates which are separated by a plurality of radially extending ribs; it is placed between the lantern and the bearing bracket. In order to use this thermal barrier, an extended compared to the standard design clutch shaft must be used.
  • a major disadvantage of the known thermal barrier is the fact that with the use of a lying above the standard length magnetic coupling pump is formed.
  • this object is achieved in that the thermal barrier is integrated into the directed to the lantern wall of the bearing carrier. Since no single component to be inserted between two other components, which must have inherent stability and thus an axial minimum length, is used here, the length of the entire magnetic coupling pump is reduced.
  • the magnetic coupling directed wall of the bearing support and the heat barrier enclosed therein have a projecting into the magnetic coupling enclosing lantern bulge. This feature brings with it an additional possibility for shortening the magnetic drive pump.
  • an embodiment which is characterized by a replacement for a bearing support without thermal barrier serving bearing support with thermal lock and a likewise exchanged shaft, the distance between the bearings relative to the Version without thermal lock is shortened and wherein the bearing carrier with Thermal barrier, as well as the shaft arranged therein, have the same axial extent as the bearing carrier and the shaft of the version without thermal lock.
  • An improvement of the heat-blocking effect is achieved in that the magnetic coupling directed wall of the bearing support is hollow and filled with a heat-insulating material.
  • the bearing carrier is formed by a provided on the side of the magnetic coupling with a recess rotary member and a recess closing the wall part, wherein the two parts are joined together by welding.
  • the drawing shows a magnetic coupling pump according to the invention in a sectional view.
  • the magnetic coupling pump comprises a pump housing 1, in which a mounted on a shaft 2 impeller 3 is arranged. On its pressure side, the pump housing 1 is closed by a pressure cover 4. Within the pressure cover 4, a bearing housing 5 is arranged, are provided in the sliding bearing 6 for the shaft 2.
  • the drive of the shaft 2 and thus of the impeller 3 is a - not shown electric motor - which acts on a shaft 7.
  • the shaft 7 is mounted by means of two ball bearings 8 in a bearing carrier 9.
  • the shaft 7 carries the primary part 10 of a magnetic coupling 11.
  • the secondary part 12 of the magnetic coupling 11 fixedly connected to the shaft 2 is separated from the primary part 10 by a liquid-tight containment shell 13.
  • the magnetic coupling 11 is enclosed by a lantern 14.
  • the facing the magnetic coupling 11 wall 15 of the bearing support 9 is detachably connected to the lantern 14, it is designed as a thermal barrier 16.
  • the thermal barrier 16 of the bearing support 9 is designed as a rotating part, which is closed by a welded with him wall portion 17.
  • the wall part 17 thus closes a cavity 18 formed in the rotary part, which cavity is filled with a heat-insulating material 19.
  • the wall 15 of the bearing support 9 and the thermal barrier 16 enclosed therein have a bulge which extends into the lantern 14.
  • the wall portion 17 is plate-shaped, so that the ball bearing 8 receiving space of the bearing support 9 undergoes an expansion in the direction of the interior of the lantern 14. As a result, the necessary space for the storage of space is extended.
  • the heat-insulating material 19 arranged in the cavity 18 follows the predetermined bulge.
  • the bulge of the thermal barrier 16 entails that the ball bearing 8 receiving space and thus the bearing bracket 9 are moved in the direction of the magnetic coupling 11. This measure makes it possible to reduce the entire axial extent of the magnetic coupling pump with thermal lock. Achieving the goal of creating a standard chemical pump with thermal barrier, which corresponds in its length to one without thermal lock, thereby substantially facilitated.
  • Another possible measure to reduce the axial extent is to reduce the distance between the ball bearings 8 compared to the version without thermal lock, which then makes a change in the shaft 7 in the storage area necessary.
  • the measure indicated makes it possible, especially in combination with the above-described bulge of the thermal barrier 16, to convert a suitable for temperatures up to 250 ° C Chemienormpumpe for use up to 300 ° C.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine Magnetkupplungspumpe zur Förderung heißer Medien, mit einer die Magnetkupplung umgebenden Laterne und einem lösbar an der Laterne befestigten Lagerträger, in dem zwei Wälzlager angeordnet sind, welche eine Welle zur Verbindung eines Antriebsmotors mit dem Primärteil der Magnetkupplung tragen, wobei zwischen der Laterne und dem Lagerträger eine Wärmesperre angeordnet ist.
  • Übliche Magnetkupplungspumpen können bis zu einer Temperatur von etwa 250°C ohne Änderungen betrieben werden. In der chemischen Industrie werden für diesen Bereich sogenannte Chemienormpumpen verwendet. Neben anderen Abmessungen ist auch die Baulänge solcher Pumpen der Norm unterworfen. Da aber vor allem in der Chemieindustrie auch ein Bedarf an solchen Pumpen existiert, die Medien mit Temperaturen zwischen 250°C und 300°C zu fördern in der Lage sind, besteht die Forderung nach einer Magnetkupplungspumpe, die diesen Temperaturen standhält und dabei die Abmessungen der Normpumpe einhält. Ein Problem hierbei liegt in dem Umstand begründet, daß die Wälzlager der Magnetkupplung nur einer Wärmebelastung ausgesetzt werden dürfen, die der in den bekannten Chemienormpumpen entstehenden Wärmebelastung entspricht.
  • Um die Wälzlager der Pumpe gegen die überhöhte Temperatur zu schützen, müssen daher besondere Maßnahmen unternommen werden. Dabei ist vor allem an eine den Lagern vorgeschaltete Wärmesperre zu denken. Die EP 0 814 268 A1 lehrt eine Wärmesperre, die als gesondertes Bauteil innerhalb eines modularen Bausatzes zur Herstellung einer Pumpe, insbesondere einer Permanentmagnetkupplungspumpe, Verwendung findet. Die Wärmesperre besteht im wesentlichen aus zwei Platten, die durch mehrere radial verlaufende Rippen voneinander getrennt sind; sie wird zwischen der Laterne und dem Lagerträger angeordnet. Um diese Wärmesperre verwenden zu können, muß eine gegenüber der Normalausführung verlängerte Kupplungswelle eingesetzt werden.
  • Das Prinzip dieser bekannten Wärmesperre besteht darin, daß nur ein Teil der an der pumpenseitigen Platte vorhandenen Wärme über die Rippen auf die lagerseitige Platte übertragen wird, wobei durch die Rippen Wärme an die zwischen ihnen frei zirkulierende Luft abgegeben wird. Allerdings kann diese Wärmesperre nicht die Wärmeübertragung durch Strahlung vermeiden.
  • Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Wärmesperre ist aber darin zu sehen, daß mit deren Verwendung eine oberhalb der Normbaulänge liegende Magnetkupplungspumpe entsteht.
  • Es ist das Ziel der Erfindung, eine Magnetkupplungspumpe zu schaffen, die bei Temperaturen zwischen 250°C und 300°C einsetzbar ist, die aber in ihrer Baulänge der Chemienormpumpe entspricht.
  • Ausgehend von einer Pumpe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmesperre in die zur Laterne gerichtete Wand des Lagerträgers integriert ist. Da hier kein einzelnes, zwischen zwei andere Bauteile einzufügendes Bauteil, das Eigenstabilität und damit eine axiale Mindestlänge besitzen muß, verwendet wird, ergibt sich eine Längenverminderung der gesamten Magnetkupplungspumpe.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird im übrigen vorgeschlagen, daß die zur Magnetkupplung gerichtete Wand des Lagerträgers und die darin eingeschlossene Wärmesperre eine in die die Magnetkupplung umschließende Laterne hineinreichende Ausbuchtung besitzen. Dieses Merkmal bringt eine zusätzliche Möglichkeit für eine Verkürzung der Magnetkupplungspumpe mit sich.
  • Um eine Umrüstung einer Magnetkupplungspumpe ohne Wärmesperre zu einer solchen mit Wärmesperre zu ermöglichen, wird eine Ausführung vorgeschlagen, die sich auszeichnet durch ein dem Austausch gegen einen Lagerträger ohne Wärmesperre dienenden Lagerträger mit Wärmesperre und eine ebenfalls auszutauschende Welle, wobei der Abstand zwischen den Wälzlagern gegenüber der Ausführung ohne Wärmesperre verkürzt ist und wobei der Lagerträger mit Wärmesperre, ebenso wie die darin angeordnete Welle, die gleiche axiale Erstreckung besitzen wie der Lagerträger und die Welle der Ausführung ohne Wärmesperre.
  • Eine Verbesserung der wärmesperrenden Wirkung wird dadurch erreicht, daß die zur Magnetkupplung gerichtete Wand des Lagerträgers hohl ausgebildet und mit einem wärmedämmenden Material gefüllt ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Lagerträger durch ein auf der Seite der Magnetkupplung mit einer Ausnehmung versehenes Drehteil und ein die Ausnehmung verschließendes Wandteil gebildet wird, wobei die beiden Teile durch Schweißung miteinander verbunden sind.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Magnetkupplungspumpe in Schnittdarstellung.
  • Die Magnetkupplungspumpe umfaßt ein Pumpengehäuse 1, in welchem ein auf einer Welle 2 befestigtes Laufrad 3 angeordnet ist. Auf seiner Druckseite wird das Pumpengehäuse 1 durch einen Druckdeckel 4 verschlossen. Innerhalb des Druckdeckels 4 ist ein Lagergehäuse 5 angeordnet, in dem Gleitlager 6 für die Welle 2 vorgesehen sind.
  • Dem Antrieb der Welle 2 und damit des Laufrades 3 dient ein - nicht dargestellter Elektromotor - der an einer Welle 7 angreift. Die Welle 7 ist mittels zweier Kugellager 8 in einem Lagerträger 9 gelagert. Die Welle 7 trägt den Primärteil 10 einer Magnetkupplung 11. Der mit der Welle 2 fest verbundene Sekundärteil 12 der Magnetkupplung 11 ist von dem Primärteil 10 durch einen flüssigkeitsdichten Spalttopf 13 getrennt. Die Magnetkupplung 11 wird umschlossen von einer Laterne 14.
  • Die zur Magnetkupplung 11 gewandte Wand 15 des Lagerträgers 9 ist mit der Laterne 14 lösbar verbunden, sie ist als Wärmesperre 16 ausgebildet. Zur Ausbildung bzw. Aufnahme der Wärmesperre 16 ist der Lagerträger 9 als Drehteil gestaltet, welches durch ein mit ihm verschweißtes Wandteil 17 verschlossen wird. Das Wandteil 17 verschließt so einen in dem Drehteil gebildeten Hohlraum 18, welcher mit einem wärmedämmenden Material 19 gefüllt ist.
  • Die Wand 15 des Lagerträgers 9 und die darin eingeschlossene Wärmesperre 16 besitzen eine Ausbuchtung, die in die Laterne 14 hineinreicht. Zu diesem Zweck ist das Wandteil 17 tellerförmig ausgebildet, so daß der die Kugellager 8 aufnehmende Raum des Lagerträgers 9 eine Ausdehnung in Richtung des Innenraumes der Laterne 14 erfährt. Hierdurch wird der für die Unterbringung der Lagerung notwendige Raum verlängert. Das in dem Hohlraum 18 angeordnete wärmedämmende Material 19 folgt der vorgegebenen Ausbuchtung.
  • Die Ausbuchtung der Wärmesperre 16 bringt mit sich, daß der die Kugellager 8 aufnehmende Raum und damit der Lagerträger 9 in Richtung der Magnetkupplung 11 verschoben werden. Diese Maßnahme erlaubt es, die gesamte axiale Erstreckung der Magnetkupplungspumpe mit Wärmesperre zu verringern. Die Erreichung des Ziels, eine Chemienormpumpe mit Wärmesperre zu schaffen, die in ihrer Länge einer solchen ohne Wärmesperre entspricht, wird hierdurch wesentlich erleichtert.
  • Eine weitere mögliche Maßnahme zur Reduzierung der axialen Erstreckung besteht darin, den Abstand zwischen den Kugellagern 8 gegenüber der Ausführung ohne Wärmesperre zu verringern, was dann im übrigen eine Veränderung der Welle 7 im Lagerbereich notwendig macht. Die aufgezeigte Maßnahme ermöglicht es, vor allem in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Ausbuchtung der Wärmesperre 16, eine für Temperaturen bis 250°C geeignete Chemienormpumpe für einen Einsatz bis 300°C umzurüsten.

Claims (5)

  1. Magnetkupplungspumpe zur Förderung heißer Medien, mit einer die Magnetkupplung (11) umgebenden Laterne (14) und einem lösbar an der Laterne befestigten Lagerträger (9), in dem zwei Wälzlager (8) angeordnet sind weiche eine Welle (7) zur Verbindung eines Antriebsmotors mit dem Primärteil (10) der Magnetkupplung (11) tragen, wobei zwischen der Laterne (14) und dem Lagerträger (9) eine Wärmesperre (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmesperre (16) in die zur Laterne (14) gerichtete Wand (15) des Lagerträgers (9) integriert ist.
  2. Magnetkupplungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Laterne (14) gerichtete Wand (15) des Lagerträgers (9) und die darin eingeschlossene Wärmesperre (16) eine in die Laterne (14) hineinreichende Ausbuchtung besitzen.
  3. Magnetkupplungspumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein dem Austausch gegen einen Lagerträger ohne Wärmesperre dienenden Lagerträger (9) mit Wärmesperre (16) und eine ebenfalls auszutauschende Welle (7), wobei der Abstand zwischen den Wälzlagern (8) gegenüber der Ausführung ohne Wärmesperre verkürzt ist und wobei der Lagerträger (9) mit Wärmesperre (16), ebenso wie die darin angeordnete Welle (7), die gleiche axiale Erstreckung besitzen wie der Lagerträger und die Welle der Ausführung ohne Wärmesperre.
  4. Magnetkupplungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Magnetkupplung (16) gerichtete Wand (15) des Lagerträgers (9) hohl ausgebildet und mit einem wärmedämmenden Material (19) gefüllt ist.
  5. Magnetkupplungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerträger (9) durch ein auf der Laterne (14) mit einer Ausnehmung versehenes Drehteil und ein die Ausnehmung verschließendes Wandteil (17) gebildet wird, wobei die beiden Teile durch Schweißung miteinander verbunden sind.
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