EP1706932A1 - Kreiselpumpenaggregat - Google Patents

Kreiselpumpenaggregat

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Publication number
EP1706932A1
EP1706932A1 EP05706855A EP05706855A EP1706932A1 EP 1706932 A1 EP1706932 A1 EP 1706932A1 EP 05706855 A EP05706855 A EP 05706855A EP 05706855 A EP05706855 A EP 05706855A EP 1706932 A1 EP1706932 A1 EP 1706932A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
centrifugal pump
pump unit
unit according
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP05706855A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Huth
Jürgen Gröschel
Peter Greilach
Bernd Köhler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KSB AG filed Critical KSB AG
Publication of EP1706932A1 publication Critical patent/EP1706932A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/06—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type
    • H02K49/065—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type hysteresis type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
    • H02K49/104—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element
    • H02K49/106—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element with a radial air gap

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump unit with at least one impeller arranged within a pump housing, a pump shaft penetrating a pump housing and a drive adjoining the pump housing, in the area of the drive a drive rotor equipped with permanent magnets is attached and external drive elements transmit a torque to the drive rotor.
  • centrifugal pump units of the generic type the drive is usually mounted directly adjacent to the pump housing.
  • a centrifugal pump unit is often used as a centrifugal pump of the type of a heating circulation pump and is usually equipped with a variable-speed motor in order to generate a better overall efficiency within a pipeline system via its variable drive speed.
  • the drive motor of which is designed as a permanent or permanent magnet motor and is provided with electronic speed control.
  • Such electronically commutated drives with their permanently excited AC servo motor improve the efficiency of a heating system.
  • centrifugal pump units use a magnetic coupling drive connected to the pump housing as the drive.
  • Centrifugal pump units of this type are often used in the field of conveying dangerous media, in particular in the field of chemistry. Both types of these centrifugal pump units are equipped with or without a containment shell or split tube between the drive rotor and the outer drive element.
  • an additional assembly is arranged in a magnetic coupling pump between a so-called core element, consisting of a pump housing with shaft, shaft bearing, permanent or permanent magnetic drive rotor and containment shell, and a drive.
  • This additional assembly includes a lantern, outer magnetic carrier and various flanges, so that different types of block and standard designs of such a centrifugal pump unit can be realized.
  • the invention is based on the problem of increasing the field of application of such centrifugal pump assemblies for centrifugal pump assemblies in which a drive rotor equipped with permanent magnets is arranged on the pump shaft.
  • the solution to this problem provides that the drive rotor is designed as a common part for external drive elements in the form of a permanently excited outer magnetic coupling half, in the form of a hysteresis coupling half comprising hysteresis materials or in the form of a motor stand with a winding which generates a rotating field.
  • the drive rotor is cylindrical and / or disk-shaped.
  • the outer drive element can be hollow-cylindrical and / or disk-shaped.
  • the invention is both usable in the usual drive forms of cylindrical design as well as in the so-called disc rotor designs.
  • the transmission power is improved by other configurations, according to which the drive rotor is equipped with rare earth permanent magnets on its surface facing the outer drive element. Furthermore, the number of poles 2p implemented with the rare earth permanent magnet must correspond to the number of basic poles of the outer drive element so that stationary synchronous operation can take place. And to protect the magnets from an aggressive, corrosive, erosive or otherwise dangerous fluid to be conveyed, the magnets and / or the drive rotor are surrounded by a sleeve made of non-magnetic material, for example non-magnetic steel.
  • a further embodiment provides for the sleeve to be designed as a damper element.
  • the sleeve By means of this measure in the manner of a damper cage, the intended use of the drive rotor can easily be extended to drive motors which are designed for controlled operation by a frequency converter.
  • a damper element can also be arranged additionally or exclusively below the magnets.
  • a gap element is arranged in a manner known per se between the drive rotor and the outer drive element.
  • These are known components in the form of a can, a can or a split wall.
  • This solution can therefore be used for dry drives as well as for wet drives in the form of canned tubes, split wall motors or hermetically sealed magnetic clutch drives.
  • a corresponding diameter adjustment only has to be made on the drive rotor or on the outer drive element in order to take into account the space required for the gap elements.
  • a gap element in the form of a can is attached with its opening to the pump housing. In a service case, the outer drive element can thus be replaced without having to open a so-called wet area of a pump.
  • a known bearing point for the drive rotor is arranged in the gap element. This enables the control of larger driving forces. For a large number of sizes of such centrifugal pump unit series, standardization of the drive rotor significantly simplifies production and considerably reduces the effort for maintenance and repairs.
  • the outer drive element As an outer rotor provided with magnetic materials with pronounced hysteresis properties, the outer rotor and drive rotor form a hysteresis clutch. This results in a tear-proof design of a centrifugal pump unit equipped with a magnetic coupling drive. In contrast to conventional magnetic clutches, this drive ensures that the centrifugal pump unit is unexpectedly overloaded.
  • sensor elements are arranged on the drive rotor and outer drive element, which enable electronic control and monitoring of such a drive.
  • the outer drive element and the drive rotor can thus form an electronically commutated AC servo motor.
  • the outer drive element is designed to be exchangeable in the form of a motor stand or in the form of an outer magnetic coupling half or in the form of an outer hysteresis coupling half. This simplifies the replacement of components in the event of a maintenance event. In the presence of a containment shell, such an exchange is possible without endangering the tightness of the pump set.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the structure of the drive of a centrifugal pump unit. Only one wall of a pump housing 1 is shown, on which a drive 2 for a centrifugal pump impeller (not shown here) is arranged. The centrifugal pump impeller is fastened in the pump housing 1 on a pump shaft 3.
  • a drive rotor 4 is fastened on the shaft 3 and cooperates as an inner drive element with an outer drive element 5 of the drive 2.
  • the outer drive element 5 of the drive 2 here forms a motor stand with a winding for generating a rotating rotating field. This rotating field acts on magnets 6, which are attached to the outer circumference of the drive rotor 4.
  • a gap element 7 can be arranged between it and the pump housing 1 or between the outer drive element 5 and the drive rotor 4. Slotted tubes or slotted walls can also be used.
  • the gap element 7 is designed as a gap pot, which is fastened with its opening on the pump housing 1 in a liquid-tight manner.
  • the distances between the outer drive element 5 and drive rotor 4 and the gap element 7 shown in the exemplary embodiment are of a schematic type and do not correspond to products that are actually to be carried out.
  • Sensors 8.1 and 8.2 are arranged on the drive rotor 4 and on the outer drive element 5, with the aid of which it is possible to monitor a rotor position and / or the speed.
  • Fig. 2 shows compared to FIG. 1 a modification, according to which in the gap element 7, the containment shell shown here, an additional bearing 9 for the pump shaft 3 is arranged.
  • the drive rotor 4 in the drive 2 and in the pump housing 1 can be provided on both sides.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which a permanently excited outer coupling half in the form of a magnetic coupling or hysteresis coupling is used as the outer drive element 5 as the drive 2 for the drive rotor 4.
  • the drive 2 is connected to a motor (not shown here) and is mounted on a motor shaft 10.
  • the drive rotor 4 is mounted analogously to FIG. 1 and has no sensor elements in this exemplary embodiment.
  • the drive rotor 4 which is designed as a common part, can be used to produce a centrifugal pump unit which consists of pump pen housing, drive rotor, pump shaft and impeller and optionally with or without gap element 7 is provided.
  • a centrifugal pump unit which consists of pump pen housing, drive rotor, pump shaft and impeller and optionally with or without gap element 7 is provided.
  • Such a pump component can thus be equipped in the simplest manner with a drive in the form of a motor stand or with a magnetic coupling part.
  • the outer drive element 5 in the form of a magnetic coupling part is provided with a hysteresis material for the purpose of training as a hysteresis coupling. This enables the formation of a tear-proof coupling. If the magnetic coupling is tightly dimensioned, there is a risk that, in the case of an external drive element 5 in the form of a permanently excited outer coupling half, the frictional connection between the drive rotor 4 and the outer drive element 5 can break off in the event of overloads. In such a case, the drive 2 would have to be braked to a standstill in order to re-establish a magnetic force connection between the driving and driven components in this state. After the drive 2 has been started up again, the delivery capacity can then be resumed.
  • an outer drive element 5 in the form of a hysteresis coupling half with hysteresis materials has the advantage that if the pump is overloaded, a slip can occur between the outer drive element 2 and the drive rotor 4 and the original frictional connection is restored after the normal operating state has been reached.
  • FIG. 3 can be used in centrifugal pump units with or without a splitting element 7.
  • corresponding sealing elements are arranged between the pump housing 1 and the pump shaft 3.
  • a gradation in diameter between the drive rotor 4 and the outer drive element 5 is designed as a function of a gap element 7.
  • the use of a drive rotor 4 designed as a common part for the various drive options reduces the manufacturing and handling outlay of such a centrifugal pump unit in many ways.
  • FIG. 4 shows a drive rotor 4 according to a design according to FIG. 2, a sleeve made of non-magnetic material being arranged in a protective manner around the permanent magnets 6 of the drive rotor 4.
  • the magnets 6 can be designed as rare rd permanent magnets.
  • FIG. 5 shows a variant of the drive rotor according to FIG. 4, in which a damper element 12 in the form of a so-called short-circuit cage is additionally and below the permanent magnets 6.
  • This damper element is arranged in a smaller diameter than the position of the permanent magnets 6 on the drive rotor 4.
  • the sleeve 11 can also be designed in an analogous manner as a damper element. With the aid of these damper elements, an improved operation of such a drive rotor 4 in connection with a motor stand is possible, which is fed by a controlled U-F converter.
  • FIG. 6 shows a section through the drive rotor 4 according to FIG. 5. It is evident from this that the damper element 12 is formed from a plurality of rods which penetrate the drive rotor in the axial direction. The damper element is designed here in the manner of a squirrel cage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat, mit mindestens einem innerhalb eines Pumpengehäuses angeordneten Laufrad, einer das Pumpengehäuse (1) durchdringenden Pumpenwelle (3) und einem an das Pumpengehäuse (1) angren­zenden Antrieb (2). Im Bereich des Antriebes (2) ist auf der Pumpenwelle (3) ein mit Dauermagneten (6) bestückter Antriebsrotor (4) befestigt und äußere Antriebsele­mente (5) übertragen ein Drehmoment auf den Antriebsrotor (4). Der Antriebsrotor (4) als ein Gleichteil für äußere Antriebselemente (5) in Form einer permanent er­regten äußeren Magnetkupplungshälfte, in Form einer Hysteresewerkstoffe aufwei­senden Hysteresekupplungshälfte oder in Form eines Motorständers mit einer ein Drehfeld erzeugenden Wicklung ausgebildet.

Description

Beschreibung Kreiselpumpenaggregat
Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat, mit mindestens einem innerhalb eines Pumpengehäuses angeordneten Laufrad, einer ein Pumpengehäuse durchdringenden Pumpenwelle und einem an das Pumpengehäuse angrenzenden Antrieb, im Bereich des Antriebes ist auf der Pumpenwelle ein mit Dauermagneten bestückter Antriebsrotor befestigt und äußere Antriebselemente übertragen ein Drehmoment auf den Antriebsrotor.
Bei solchen gattungsgemäßen Kreiselpumpenaggregaten ist üblicherweise unmittelbar angrenzend an das Pumpengehäuse der Antrieb angebaut. Ein solches Kreisel- pumpenaggregat findet häufig als Kreiselpumpe nach Bauart einer Heizungsumwälzpumpe Verwendung und ist üblicherweise mit einem drehzahlveränderbaren Motor ausgerüstet, um über dessen variable Antriebsdrehzahl einen besseren Gesamtwirkungsgrad innerhalb eines Rohrleitungssystem zu erzeugen. Bekannt ist dies beispielsweise bei den Grundfos Heizungsumwälzpumpen Typ MAGNA, deren An- triebsmotor als Permanent- oder Dauermagnetmotor ausgebildet ist und mit einer elektronischen Drehzahlregelung versehen ist. Solche elektronisch kommutierten Antriebe mit ihrem permanent erregten AC-Servomotor verbessern den Wirkungsgrad einer Heizungsanlage.
Andere gattungsgemäße Kreiselpumpenaggregate verwenden als Antrieb einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen Magnetkupplungsantrieb. Solche Kreiselpumpenaggregate finden häufig im Bereich der Förderung gefährlicher Medien Verwendung, insbesondere im Bereich der Chemie. Beide Bauformen dieser Kreiselpumpenaggregate sind mit oder ohne einem Spalttopf bzw. Spaltrohr zwischen dem Antriebsrotor und dem äußeren Antriebselement ausgerüstet. Bei Kreiselpumpenaggregaten mit einem Antrieb durch eine Magnetkupplung ist es durch die EP 0 814 268 B1 bekannt, den Magnetkupplungsantrieb modular aufzubauen. Dazu ist bei einer Magnetkupplungspumpe zwischen einem sogenannten Kernelement, bestehend aus einem Pumpengehäuse mit Welle, Wellenlagerung, permanent- oder dauermagnetischem Antriebsrotor und Spalttopf, und einem Antrieb noch eine zusätzliche Baugruppe angeordnet. Diese zusätzliche Baugruppe umfasst eine Laterne, äußere Magnetträger und diverse Flansche, um damit verschiedene Bauarten von Block- und Normalausführungen eines solchen Kreiselpumpenaggregates realisieren zu können.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, für Kreiselpumpenaggregate, bei denen auf der Pumpenwelle ein mit Dauermagneten bestückter Antriebsrotor angeordnet ist, den Anwendungsbereich solcher Kreiselpumpenaggregate zu vergrößern. Die Lösung dieses Problems sieht vor, dass der Antriebsrotor als ein Gleichteil für äuße- re Antriebselemente in Form einer permanent erregten äußeren Magnetkupplungshalfte, in Form einer Hysteresewerkstoffe aufweisenden Hysteresekupplungshalfte oder in Form eines Motorständers mit einer ein Drehfeld erzeugenden Wicklung ausgebildet ist.
Mit dieser Lösung ist es erstmals möglich, für an sich völlig verschiedene Bauarten von Kreiselpumpenaggregaten ein zentrales funktionelles Antriebselement in Form eines Gleichteiles Anwendung finden zu lassen, welches einen gemeinsamen Rotor für an sich unterschiedliche Pumpenbauarten darstellt. Somit wird in entscheidender Weise der logistische Aufwand bei der Herstellung und der Wartung von Kreiselpum- pen verringert und es werden die Fertigungskapazitäten optimiert.
Eine weitere Verringerung des gesamten Entwicklungs- und Herstellungsprozesses ergibt sich, wenn der Antriebsrotor und eine damit verbundene Pumpenwelle als ein gemeinsames Gleichteil ausgebildet sind. Somit kann mit nur einem zentralen Bauteil für eine Vielzahl von Pumpentypen die Förderprobleme in den verschiedensten Einsatzbereichen in einfachster weise gelöst werden.
Nach Ausgestaltungen der Erfindung ist der Antriebsrotor zylinderförmig und/oder scheibenförmig ausgebildet. Ebenso kann das äußere Antriebselement hohlzylin- derförmig und/oder scheibenförmig ausgebildet sein. Somit ist die Erfindung sowohl bei den üblichen Antriebsformen zylindrischer Bauart als auch bei den sogenannten Scheibenläufer-Bauformen verwendbar.
Die Übertragungsleistung verbessern andere Ausgestaltungen, wonach der Antriebs- rotor an seiner dem äußeren Antriebselement zugekehrten Fläche mit Seltenerd- Dauermagneten bestückt ist. Weiter muss die mit dem Seltenerd-Dauermagneten ausgeführte Polzahl 2p der Grundpolzahl des äußeren Antriebselementes entsprechen, damit ein stationärer synchroner Betrieb stattfinden kann. Und zum Schutz der Magnete vor einem zu fördernden aggressiven, korrosiven, erosiven der in sonstiger Weise gefährlichen Fluid sind die Magnete und/oder der Antriebsrotor von einer Hülse aus amagnetischem Material, zum Beispiel amagnetischem Stahl, umgeben.
Eine weitere Ausgestaltung sieht die Ausbildung der Hülse als Dämpferelement vor. Mittels dieser Maßnahme nach Art eines Dämpferkäfigs kann der Verwendungs- zweck des Antriebsrotors in einfachster Weise erweitert werden hin zu Antriebsmotoren, die für einen gesteuerten Betrieb durch einen Frequenzumformer ausgelegt sind. Dazu kann auch, ähnlich wie bei einem Käfigläufermotor, ein Dämpferelement zusätzlich oder ausschließlich unterhalb der Magnete angeordnet sein.
Weiter ist in an sich bekannter Weise zwischen Antriebsrotor und äußeren Antriebselement ein Spaltelement angeordnet. Hierbei handelt es sich um bekannte Bauteile in Form eines Spalttopfes, Spaltrohres oder einer Spaltwand. Somit kann diese Lösung sowohl bei trockenen Antrieben als auch bei nassen Antrieben in Form von Spaltrohr, Spaltwandmotoren oder hermetisch dichten Magnetkupplungsantrieben Anwendung finden. Dazu ist lediglich am Antriebsrotor oder am äußeren Antriebselement eine entsprechende Durchmesseranpassung vorzunehmen, um den Platzbedarf für die Spaltelemente zu berücksichtigen. In vorteilhafter Weise ist dabei ein Spaltelement in Form eines Spalttopfes mit seiner Öffnung am Pumpengehäuse befestigt. Damit kann in einem Servicefall das äußere Antriebselement gewechselt werden, ohne dabei einen sogenannten nassen Bereich einer Pumpe öffnen zu müssen.
Nach einer anderen Ausgestaltung ist im Spaltelement eine an sich bekannte Lagerstelle für den Antriebsrotor angeordnet. Dies ermöglicht die Beherrschung größerer Antriebskräfte. Für eine Vielzahl von Baugrößen solcher Kreiselpumpenaggregat-Baureihen wird durch eine Standardisierung des Antriebsrotors eine wesentliche Fertigungsvereinfachung erreicht sowie der Aufwand für Wartung und Reparaturen erheblich reduziert.
Durch die Ausbildung des äußeren Antriebselementes als ein mit Magnetwerkstoffen ausgeprägter Hystereseeigenschaften versehener Außenrotor bilden Außenrotor und Antriebsrotor eine Hysteresekupplung. Somit ergibt sich eine abrisssichere Bauart eines mit einem Magnetkupplungsantrieb ausgerüsteten Kreiselpumpenaggregat. Durch diesen Antrieb bleibt im Gegensatz zu üblichen Magnetkupplungen bei uner- warteten Überlastungen des Kreiselpumpenaggregat dessen Fördereigenschaft gewährleistet.
Zur direkten Erfassung von Rotordrehzahl und/oder Rotorlage sind am Antriebsrotor und äußerem Antriebselement Sensorelemente angeordnet, die eine elektronische Regelung und Überwachung eines solchen Antriebes ermöglichen. Die Erfassung dieser Größen ist jedoch auch im Sinne einer sensorlosen Regelung indirekt möglich. Somit können das äußere Antriebselement und der Antriebsrotor einen elektronisch kommutierten AC-Servomotor bilden. Auch hierbei sind das äußere Antriebselement in Form eines Motorständers oder in Form einer äußeren Magnetkupplungshalfte oder in Form einer äußeren Hysteresekupplungshalfte auswechselbar ausgebildet. Dies vereinfacht in einem eventuellen Wartungsfall den Austausch von Komponenten. Beim Vorhandensein von eines Spalttopfes ist ein solcher Austausch möglich, ohne die Dichtigkeit des Pumpenaggregates zu gefährden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgen näher beschrieben. Es zeigen die
Fig. 1 & 2 Ausbildungen mit EC-Servomotor, die
Fig. 3 eine Ausbildung mit Magnetkupplung und die
Fig. 4 & 5 verschiedene Ausbildungen des Antriebsrotors Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau des Antriebes eines Kreiselpumpenaggregates. Von einem Pumpengehäuse 1 ist lediglich eine Wand dargestellt, an der ein Antrieb 2 für ein - hier nicht dargestelltes - Kreiselpumpenlaufrad angeordnet ist. Das Kreiselpumpenlaufrad ist im Pumpengehäuse 1 auf einer Pumpenwelle 3 befestigt. Auf der Welle 3 befestigt ist ein Antriebsrotor 4, der als inneres Antriebselement mit einem äußeren Antriebselement 5 des Antriebes 2 zusammenwirkt. Das äußere Antriebselement 5 des Antriebes 2 bildet hier ein Motorständer mit einer Wicklung zur Erzeugung eines umlaufendes Drehfeldes. Dieses Drehfeld wirkt auf Magnete 6 ein, die am Außenumfang des Antriebsrotors 4 befestigt sind.
Je nach Ausbildung des Antriebes 2 kann zwischen ihm und dem Pumpengehäuse 1 bzw. zwischen dem äußeren Antriebselement 5 und dem Antriebsrotor 4 ein Spaltelement 7 angeordnet sein. Ebenso können Spaltrohre oder Spaltwände Anwendung finden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Spaltelement 7 als ein Spalttopf aus- gebildet, der mit seiner Öffnung am Pumpengehäuse 1 flüssigkeitsdicht befestigt ist. Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Abstände zwischen äußeren Antriebselement 5 und Antriebsrotor 4 sowie dem Spaltelement 7 sind schematischer Art und entsprechen nicht tatsächlich auszuführenden Produkten.
Am Antriebsrotor 4 und am äußeren Antriebselement 5 sind Sensoren 8.1 und 8.2 angeordnet, mit deren Hilfe eine Überwachung einer Rotorlage und/oder der Drehzahl möglich ist.
Fig. 2 zeigt gegenüber der Fig. 1 eine Abwandlung, gemäß der im Spaltelement 7, dem hier dargestellten Spalttopf, eine zusätzliche Lagerung 9 für die Pumpen welle 3 angeordnet ist. Somit kann der Antriebsrotor 4 im Antrieb 2 und im Pumpengehäuse 1 mit einer beidseitigen Lagerung versehen sein.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der als Antrieb 2 für den Antriebsrotor 4 eine permanent erregte äußere Kupplungshälfte in Form einer Magnetkupplung oder Hysteresekupplung als äußeres Antriebselement 5 Anwendung findet. Der Antrieb 2 ist mit einem - hier nicht dargestellten - Motor verbunden und auf einer Motorwelle 10 gelagert. Der Antriebsrotor 4 ist analog der Fig. 1 gelagert und weist in diesem Ausführungsbeispiel keine Sensorelemente auf. Durch den als Gleichteil ausgebildeten Antriebsrotor 4 kann ein Kreiselpumpenaggregat erzeugt werden, welches aus Pum- pengehäuse, Antriebsrotor, Pumpenwelle und Laufrad besteht und wahlweise mit oder ohne Spaltelement 7 versehen ist. Somit kann in einfachster weise ein solches Pumpenbauteil mit einem Antrieb in Form eines Motorständers oder mit einem Magnetkupplungsteil ausgestattet werden.
Das äußere Antriebselement 5 in Form eines Magnetkupplungsteiles ist zwecks Ausbildung als Hysteresekupplung mit einem Hysteresewerkstoff versehen. Somit ist die Bildung einer abreißsicheren Kupplung möglich. Bei knapper Dimensionierung der Magnetkupplung besteht die Gefahr, dass bei einem äußeren Antriebselement 5 in Form einer permanent erregten äußeren Kupplungshälfte bei Überlastungen der Kraftschluss zwischen Antriebsrotor 4 und äußeren Antriebselement 5 abreißen kann. In einem solchen Fall müsste der Antrieb 2 bis zum Stillstand abgebremst werden, um in diesem Zustand wieder einen magnetischen Kraftschluss zwischen den treibenden und anzutreibenden Bauteilen herzustellen. Nach einem erneuten Hoch- fahren des Antriebes 2 kann dann die Förderleistung wieder aufgenommen werden.
Dem gegenüber hat ein äußeres Antriebselement 5 in Form einer Hysteresekupplungshalfte mit Hysteresewerkstoffen den Vorteil, dass bei einer Überlastung der Pumpe zwischen äußerem Antriebselement 2 und Antriebsrotor 4 ein Schlupf auf- treten kann und nach Erreichen des normalen Betriebszustandes wieder der ursprüngliche Kraftschluss hergestellt wird.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform kann bei Kreiselpumpenaggregaten mit oder ohne Spaltelement 7 Anwendung finden. Für diejenigen Fälle, bei denen auf den Einsatz eines Spaltelementes 7 verzichtet wird, sind entsprechende Dichtungselemente zwischen Pumpengehäuse 1 und Pumpenwelle 3 angeordnet. Eine Durchmesserabstufung zwischen Antriebsrotor 4 und äußerem Antriebselement 5 ist in Abhängigkeit von einem Spaltelement 7 gestaltet. Die Verwendung eines als Gleichteil ausgebildeten Antriebsrotor 4 für die verschiedenen Antriebsmöglichkeiten, redu- ziert den Herstellungs- und Handhabungsaufwand eines solchen Kreiselpumpenaggregates in vielfacher Weise.
Fig. 4 zeigt einen Antriebsrotor 4 gemäß einer Bauart nach Fig. 2, wobei dem eine Hülse aus amagnetischem Material schützend um die Dauermagnete 6 des Antriebs- rotors 4 angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme wird verhindert, dass ein von der Krei- seipumpe zu förderndes und negative Eigenschaften aufweisendes Fluid in nachteiliger Weise auf die Dauermagnete einwirken kann. Die Magnete 6 können als Seltene rd- Dauermagnete ausgebildet sein.
Fig. 5 zeigt eine Variante des Antriebsrotors nach Fig. 4, bei der zusätzlich und unterhalb der Dauermagnete 6 ein Dämpferelement 12 in Form eines sogenannten Kurzschlusskäfigs angeordnet ist. Dieses Dämpferelement ist gegenüber der Lage der Dauermagneten 6 am Antriebsrotor 4 auf kleinerem Durchmessser angeordnet. Auch die Hülse 11 kann in analoger Weise als Dämpferelement ausgebildet sein. Mit Hilfe dieser Dämpferelemente ist ein verbesserter Betrieb eines solchen Antriebsrotors 4 in Verbindung mit einem Motorständer möglich, der von einem gesteuerten U- f-Umrichter gespeist wird.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Antriebsrotor 4 nach Fig. 5. Daraus ist ersicht- lieh, dass das Dämpferelement 12 aus mehreren, den Antriebsrotor in Achsrichtung durchdringenden Stäben gebildet ist. Das Dämpferelement ist hier nach Art eines Kurzschlussläuferkäfigs gestaltet.

Claims

Patentansprüche
1. Kreiselpumpenaggregat, mit mindestens einem innerhalb eines Pumpengehäu- ses angeordneten Laufrad, einer das Pumpengehäuse (1) durchdringenden Pumpenwelle (3) und einem an das Pumpengehäuse (1) angrenzenden Antrieb (2), auf der Pumpenwelle (3) ist ein mit Dauermagneten (6) bestückter Antriebsrotor (4) befestigt und äußere Antriebselemente (5) übertragen ein Drehmoment auf den Antriebsrotor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsrotor (4) als ein Gleichteil für äußere Antriebselemente (5) in Form einer permanent erregten äußeren Magnetkupplungshalfte, in Form einer Hysteresewerkstoffe aufweisenden Hysteresekupplungshalfte oder in Form eines Motorständers mit einer ein Drehfeld erzeugenden Wicklung ausgebildet ist.
2. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Antriebsrotor (4) und eine damit verbundene Pumpenwelle (2) als ein Gleichteil ausgebildet sind.
3. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsrotor (4) zylinderförmig und/oder scheibenförmig ausgebildet ist.
4. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Antriebselement (2) hohlzylinderförmig und/oder scheibenförmig ausge- bildet ist.
5. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsrotor (4) an seiner dem äußeren Antriebselement (2) zugekehrten Fläche mit Seltenerd-Dauermagneten (6) bestückt ist.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Seltenerd-Dauermagneten (6) ausgeführte Polzahl 2p der Grundpolzahl des äußeren Antriebselementes (2) entspricht.
7. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauermagnete und/oder der Antriebsrotor (4) von einer Hülse (11) aus amagnetischem Material umgeben sind.
8. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) als Dämpferelement ausgebildet ist.
9. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebsrotor (4) ein Dämpferelement (12) unterhalb der Magnete (6) angeordnet ist.
10. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise zwischen Antriebsrotor (4) und äußeren Antriebselement (2) ein Spaltelement (7) angeordnet ist.
11. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spaltelement (7) in Form eines Spalttopf mit seiner Öffnung am Pumpengehäuse (1) befestigt ist.
12. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass im Spaltelement (7) eine Lagerstelle für den Antriebsrotor (4) angeordnet ist.
13. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass das äußere Antriebselement (2) als ein mit Magnetwerkstoffen ausgeprägter Hystereseeigenschaften versehener Rotor ausgebildet ist und dass Antriebselement (2) und Antriebsrotor (4) eine Hysteresekupplung bilden.
14. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass das äußere Antriebselement (2) als ein mit Seltenerd-Dauermagneten versehener Rotor ausgebildet ist und dass Antriebselement (2) und Antriebsrotor (4) eine Magnetkupplung bilden.
15. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass am Antriebsrotor (4) und/oder am äußerem Antriebselement (2) ein oder mehrere Sensorelemente (8.1 , 8.2) als Rotorlage- / Drehzahlsensoren angeordnet sind.
16. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass das äußere Antriebselement (2) und der Antriebsrotor (4) einen EC-Servomotors bilden.
17. Kreiselpumpenaggreggat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Antriebselement (2) und ein mit Dämpferelementen (11 , 12) versehener Antriebsmotor (4) einen Synchronmotor bilden.
18. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Antriebselement (2) in Form eines Motorständers oder in Form einer äußeren Magnetkupplungshalfte auswechselbar ausgebildet sind.
19. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass identische Antriebsrotoren (4) als Läufer-Aktivteile eines permanent erregten AC- / EC-Servomotors, eines permanent erregten Synchromo- tors, einer Magnetkupplung oder einer Hysteresekupplung ausgebildet sind.
20. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Antriebselement (2) in Form eines Motorständers mit einer ein Drehfeld erzeugenden Wicklung austauschbar ausgebildet ist.
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