EP2148096A1 - Kreiselpumpe - Google Patents

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EP2148096A1
EP2148096A1 EP08013390A EP08013390A EP2148096A1 EP 2148096 A1 EP2148096 A1 EP 2148096A1 EP 08013390 A EP08013390 A EP 08013390A EP 08013390 A EP08013390 A EP 08013390A EP 2148096 A1 EP2148096 A1 EP 2148096A1
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EP
European Patent Office
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seal
impeller
centrifugal pump
pump according
suction
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EP08013390A
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EP2148096B1 (de
Inventor
Jørgen Schmidt
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Grundfos Management AS
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Publication date
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Priority to PCT/EP2009/004688 priority patent/WO2010009799A1/de
Priority to CN2009801292004A priority patent/CN102105696B/zh
Priority to US13/054,585 priority patent/US8721263B2/en
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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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel

Definitions

  • Centrifugal pumps have a gap between the rotating impeller and the stationary pump member surrounding the impeller. In order to reduce leakage losses occurring at the gap from the impeller pressure side to the impeller suction side, gap seals are provided.
  • gap seals are made US 2006/0147328 A1 and US 2007/0160467 A1 known.
  • the gap seals described therein are mounted on a stationary pump part which separates the impeller pressure side from the impeller suction side.
  • the width of this gap can be designed so that no appreciable loss of leakage can occur, but then there is a risk of friction between the impeller and the gap seal, which can lead to wear of the friction partners involved and particularly unfavorable to a blocked pump.
  • the dilemma is to have to accept a relatively high wear and a blockage of the pump or otherwise with a larger gap, although a lower wear but relatively large leakage losses either at a narrow, small leakage causing gap.
  • the invention has the object to provide a centrifugal pump with a gap seal, which should have good wear characteristics at the lowest possible leakage from the impeller pressure side to the impeller suction.
  • the centrifugal pump according to the invention has at least one impeller and at least one sealing arrangement which is arranged between a housing wall of the pump housing and the impeller and thus seals the suction side of the impeller against the pressure side of the impeller.
  • the seal assembly comprises a seal which is rotatably attached to the impeller.
  • the seal is preferably arranged displaceably in the radial direction relative to the impeller.
  • the seal is mounted on the impeller so that it can move radially in any direction transverse to a central axis of the impeller substantially. This allows a narrow formation of the required gap between the seal rotating with the impeller and the fixed part of the seal assembly, since the seal is e.g. then, when a foreign body has penetrated into the gap or when the seal contacts the fixed part of the seal assembly due to a deflection of the impeller shaft, can perform a short-time increasing evasion movement of the gap.
  • the radial distance of the seal from the fixed part of the seal assembly at the location where it contacts the fixed part or at which a foreign body is located be increased so that it is favorable no abrasive wear on the seal and / or the fixed part of the seal assembly comes.
  • the invention further provides, in a further advantageous embodiment, for the seal to be designed to be flexible at least in sections.
  • the seal preferably has elastic deformability, and preferably elastic flexibility, at least in a portion adjacent to the gap with the fixed part of the seal assembly. It is preferably a deformability transversely to its sealing surface with the fixed part of the seal assembly. This elasticity also allows a deflection movement of the seal in a deflection of the impeller shaft or in a foreign body penetrated into the seal assembly.
  • the seal is designed as an axial seal, wherein for the purposes of the invention an axial seal is to be understood as meaning a seal in which the seal takes place in the axial direction of the impeller, ie the sealing surfaces extend in the axial direction of the impeller.
  • An embodiment is preferred in which the seal is arranged on a suction mouth of the impeller, wherein it has a hollow cylindrical portion which extends in the axial direction of the impeller.
  • the suction mouth of the impeller is typically formed centrally on a front cover plate in the inflow direction of the impeller.
  • the seal is preferably mounted in such a way that the inner wall of the hollow cylindrical section, which preferably forms a sealing surface of the seal arrangement, is aligned substantially flush with the edge of the suction mouth.
  • a sleeve-shaped stationary part of the seal arrangement which is expediently arranged on the housing of the centrifugal pump or on the housing wall, engage in the hollow cylindrical portion of the seal.
  • the outer cross-section or outer diameter of the sleeve-shaped part of the seal assembly, which engages in the hollow cylindrical portion of the impeller-side arranged seal expediently corresponds to the inner cross-section or inner diameter of the hollow cylindrical portion of the seal, wherein a formed between the sleeve-shaped part and the hollow cylindrical portion of the seal gap may advantageously be relatively narrow. Accordingly, only relatively small leaks can occur at the gap. In view of these leaks, it also proves to be advantageous that the gap at least in one end portion extends in the inflow direction of the sucked by the pump liquid and is open to the hem and out, so that the resulting leakage liquid can be sucked directly on the suction mouth.
  • a particularly small gap width can be achieved if the impeller-side seal, as already described, at least partially flexible and / or this seal is displaceable in the radial direction relative to the impeller.
  • These embodiments cause the impeller-side seal in the case of friction with the housing-side sleeve-shaped part of the seal assembly can escape this sleeve-shaped part in the radial direction, i. can move radially away from this part.
  • the housing-side part of the seal assembly and the seal can align themselves so independently.
  • the ability of the impeller-side seal to be able to move in the radial direction of the impeller relative to the impeller also proves to be advantageous insofar as by such a displacement of the impeller-side seal, similar to a hydrodynamic sliding bearing, a narrowing in the radial direction gap between the impeller side and the housing side seal results.
  • This wedge-shaped gap leads to a hydrodynamic pressure distribution in the gap, whereby a force is exerted on the radially movable impeller-side seal, which tends to move the hollow cylindrical portion of the seal again in a concentric position to the housing-side sleeve-shaped part of the seal assembly.
  • the gasket is capable of returning to its normal position on its own.
  • the seal may be attached to the impeller advantageously with a preferably flexible mounting ring.
  • a section of the impeller preferably an axial end of the impeller surrounding the suction mouth, and a section of the seal which contacts this section or end have an at least substantially corresponding external cross section.
  • the flexibility of the mounting ring makes it possible in this case advantageous that the mounting ring can be placed under strain in a simple manner around the contacting portions of the impeller and the seal and then exerts a clamping force on these sections, whereby the seal positively and / or non-positively on the Impeller is set.
  • the seal to attach the seal to the impeller preferably has both an end of the seal and an axial end of the impeller on a radially outwardly cantilevered flange extension, wherein the two extensions for fixing together engage in an inner groove of the extension ring attached to the attachment.
  • the seal is positively fixed not only in the radial direction but also in the axial direction of the mounting ring.
  • the attachment ring preferably holds the seal with radial play on the impeller.
  • the attachment ring may comprise an extension formed at the end of the seal, the extension having a small clearance in the radial direction to the attachment ring, which advantageously permits limited deflection movements of the sealing ring in the radial direction relative to the rotor.
  • the seal is rotatably connected via a positive connection with the impeller.
  • This positive connection can be generated either directly between the seal and the impeller or on the mounting ring by the intervention of at least one engagement means in at least one corresponding receptacle for this engagement means, which is basically arbitrary, on which component or on which components Engagement means and on which component or which components receptacles are provided for these engagement means.
  • a preferred embodiment provides that at least one engagement means is formed on a suction mouth side facing the seal, which is in engagement with a corresponding engagement means on the impeller. That is, the positive connection is made here directly between the seal and the impeller.
  • recesses may be formed on an annular end surface of the gasket contacting the impeller, while corresponding protrusions are formed on an impeller side contact surface which engage with the gasket side recesses and fix the gasket relative to the impeller, preferably maintaining a certain radial mobility remains.
  • the projections are provided on the sealing side and the recesses on the impeller side.
  • the fastening ring may also be advantageous to form in the inner groove of the fastening ring at least one radially oriented projection, which engages in a corresponding radial recess of suction mouth and / or seal.
  • the mounting ring is made of an elastic material, such as rubber, since in the torque transmission from the impeller to the seal may possibly shocks from the impeller on the seal may occur, the noise caused thereby by the elastic material of the Mounting ring are damped.
  • the centrifugal pump it is provided to non-rotatably connect the seal to the suction mouth by virtue of frictional engagement.
  • the impeller-side and the sealing-side contact surface and possibly also a fixing ring serving for fastening the seal to the impeller can each be designed to form a frictional connection.
  • the seal and the fastening ring can be advantageously formed as an integral component.
  • an annular portion is provided at an axial end of the seal, which includes an axial end of the impeller circumferentially.
  • the portion forming the seal and the portion of the component forming the fastening ring are in this case made of an elastic material.
  • an impeller 4 driven by an impeller 2 of a centrifugal pump is shown in each case.
  • a suction port 10 is formed at one axial end 8.
  • a seal 12 is arranged.
  • the seal 12 is formed of an elastic material, preferably rubber. It has a hollow cylindrical portion 14 in the form of a base body 14, which is aligned axially and concentrically to a central axis A of the impeller 4.
  • the main body 14 forms an inflow channel to the suction mouth 10 of the impeller. 4
  • a rigid, sleeve-shaped portion 16 of a sealing member 18 At the end remote from the impeller 4 of the base body 14 engages a rigid, sleeve-shaped portion 16 of a sealing member 18 with a small clearance, ie, forming a comparatively narrow Gaps, in the main body 14 a.
  • the sealing member 18 is fixedly arranged on a housing wall, not shown in the figures of a pump housing also not shown and forms an inlet to the suction port 10 of the impeller 4.
  • the impeller-side seal 12 and the sleeve-shaped portion 16 of the housing wall sealing member 18 form a sealing arrangement, the the suction side of the impeller 4 seals against the pressure side of the impeller 4.
  • the gap between the main body 14 of the seal 12 and the housing wall sealing member 18 can flow only a small amount of liquid from the pressure side of the impeller 4 to the suction side, wherein it proves to be particularly advantageous that the gap between the base body 14 and the sleeve-shaped portion 16 of the sealing member 18 concentric with the central axis A of the impeller 4 extends directly in the direction of the suction mouth 10 of the impeller 4, so that the leaked liquid can be sucked in again by the impeller 4 again.
  • the axial end 8 of the impeller 4 to the suction port 10 is formed in a flange, wherein a, a contact surface for the seal 14 forming end portion is radially expanded.
  • the end of the seal 8, which is to be brought to bear on the end 8 of the impeller 4, is also expanded in the radial direction, the inner and outer diameter of this extension 21 corresponding to the corresponding diameters of the extension 19 formed at the end 8.
  • the mounting ring 20 is made of elastic material, preferably rubber.
  • the fixing ring 20 is circumferentially so placed around the end 8 of the impeller 4 and the seal 12 that the formed at the end of the extension 19th and formed on the seal 12 extension 21 engage together in the groove 22 of the mounting ring 20 so that the mounting ring 20 includes these extensions 19 and 21 both axially and radially, wherein in the radial direction between the seal-side extension 21 and the circumferential inner wall of the Nut 22 is a small game. If necessary, this play allows a deflection movement of the seal 12 relative to the sleeve-shaped section 16 of the sealing part 18 transversely to the central axis A of the running wheel 4.
  • the seal 12 is fixed by the mounting ring 22 in both the radial and in the axial direction at the end 8 of the impeller 4.
  • six projections 24 are formed on the outer end face of the end 8 of the impeller 4 evenly distributed over the circumference of this end face extending in the axial direction.
  • six recesses 26 are formed at the front end of the seal 12 formed on the extension 21, in which the projections 24 engage positively.
  • recesses 28 and 30 are on the inner circumference of the groove 22 of the mounting ring 20 evenly distributed over the inner circumference six projections 32 are formed.
  • the projections 32 extend radially inwardly. In the assembled state, the projections 32 of the mounting ring 20 positively engage both in the recesses 28 of the extension 19 as in the recesses 30 of the extension 21 and thus prevent a rotational movement of the seal 12 relative to the impeller. 4
  • projections 19 or 21 projections or recesses are formed neither on the front side nor on the peripheral side of the extensions.
  • the rotationally fixed arrangement of the seal 12 at the end 8 of the impeller 4 by means of adhesion for this purpose, the end and peripheral surfaces of the extensions 19 and 21 as well as the side contacting the region of the groove 22 of the mounting ring 20 form a friction pair, which prevents rotation of the seal 12 relative to the impeller 4.
  • seal 12 at the end 8 of the impeller 4 rotatably fixed by frictional engagement.
  • a seal 12 ' is provided, in which a hollow cylindrical body 14' and a mounting ring 20 'form an integral component, that are firmly connected to each other.

Abstract

Eine Kreiselpumpe weist mindestens ein Laufrad (4) und mindestens eine Dichtungsanordnung auf, die zwischen einer Gehäusewand des Pumpengehäuses und dem Laufrad (4) angeordnet ist und so die Saugseite des Laufrads (4) gegen die Druckseite des Laufrads (4) abdichtet. Die Dichtungsanordnung weist eine Dichtung (12) auf, die an dem Laufrad (4) drehfest befestigt ist. ( Fig. 1 )

Description

  • Kreiselpumpen weisen zwischen dem sich drehenden Laufrad und dem das Laufrad umgebenden feststehenden Pumpenteil einen Spalt auf. Um an dem Spalt auftretenden Leckageverluste von der Laufraddruckseite zu der Laufradsaugseite zu verringern, sind Spaltdichtungen vorgesehen.
  • Solche Spaltdichtungen sind aus US 2006/0147328 A1 und US 2007/0160467 A1 bekannt. Die dort beschriebenen Spaltdichtungen sind an einem feststehenden Pumpenteil angebracht, das die Laufraddruckseite von der Laufradsaugseite trennt. Typischerweise besteht trotz der Spaltdichtung zwischen dem feststehenden Pumpenteil und dem sich relativ dazu drehenden Laufrad nach wie vor ein Spalt. Die Weite dieses Spalts kann so ausgelegt werden, dass keine nennenswerten Leckageverlust auftreten können, allerdings besteht dann die Gefahr von Reibung zwischen dem Laufrad und der Spaltdichtung, was zu einem Verschleiß der beteiligten Reibpartner sowie besonders ungünstig zu einer blockierten Pumpe führen kann. Dementsprechend besteht bei den bekannten Kreiselpumpen das Dilemma darin, entweder bei einem engen, geringe Leckagen verursachenden Spalt einen vergleichsweise hohen Verschleiß und ein Blockieren der Pumpe oder anderenfalls bei einem größeren Spalt zwar einen geringeren Verschleiß aber verhältnismäßig große Leckageverluste in Kauf nehmen zu müssen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe mit einer Spaltdichtung zu schaffen, die gute Verschleißeigenschaften bei einer möglichst geringen Leckage von der Laufraddruckseite zu der Laufradsaugseite aufweisen soll.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kreiselpumpe mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe weist mindestens ein Laufrad und mindestens eine Dichtungsanordnung auf, die zwischen einer Gehäusewand des Pumpengehäuses und dem Laufrad angeordnet ist und so die Saugseite des Laufrads gegen die Druckseite des Laufrads abdichtet. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtungsanordnung eine Dichtung aufweist, die an dem Laufrad drehfest befestigt ist.
  • D.h., die Abdichtung der Saugseite des Laufrads gegen dessen Druckseite erfolgt zwischen der Dichtung und der feststehenden Gehäusewand bzw. einem an der Gehäusewand angeordneten Dichtkörper, wobei sich die Dichtung mit dem Laufrad mitdreht. Es findet demnach keine Relativbewegung zwischen dem Laufrad und der Dichtung in der Drehrichtung des Laufrads statt. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist es, dass das Laufrad auf diese Weise keinen Reibpartner mit einem feststehenden Pumpenteil bildet, so dass das Laufrad keinem abrasiven Verschleiß unterliegt. Weiter erlaubt es die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtung an dem Laufrad in besonders günstiger Weise, die Dichtung nicht nur als eine Radialdichtung sondern besonders vorteilhaft als eine Axialdichtung auszubilden, was im weiteren Verlauf mit den damit verbundenen Vorteilen noch eingehend beschrieben wird.
  • An dem Laufrad ist die Dichtung bevorzugt in radialer Richtung relativ zu dem Laufrad verschiebbar angeordnet. Besonders vorteilhaft ist die Dichtung derart an dem Laufrad angebracht, dass sie sich im Wesentlichen in beliebiger Richtung quer zu einer Mittelachse des Laufrads radial bewegen kann. Dies ermöglicht eine schmale Ausbildung des erforderlichen Spalts zwischen der sich mit dem Laufrad drehenden Dichtung und dem feststehenden Teil der Dichtungsanordnung, da die Dichtung z.B. dann, wenn ein Fremdkörper in den Spalt eingedrungen ist oder wenn die Dichtung den feststehenden Teil der Dichtungsanordnung aufgrund einer Durchbiegung der Laufradwelle kontaktiert, eine den Spalt kurzzeitig vergrößernde Ausweichbewegung ausführen kann. D.h., durch ein radiales Verschieben der Dichtung relativ zu dem Laufrad kann der radiale Abstand der Dichtung von dem feststehenden Teil der Dichtungsanordnung an der Stelle, an der sie den feststehenden Teil kontaktiert oder an der sich ein Fremdkörper befindet, derart vergrößert werden, dass es günstigstenfalls zu keinem abrasiven Verschleiß an der Dichtung und/oder dem feststehenden Teil der Dichtungsanordnung kommt.
  • Mit dem Ziel, die Gefahr eines abrasiven Verschleißes weiter zu verringern, sieht die Erfindung in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung darüber hinaus vor, die Dichtung zumindest abschnittsweise flexibel auszubilden. Dementsprechend weist die Dichtung vorzugsweise zumindest in einem Abschnitt, der an den Spalt mit dem feststehenden Teil der Dichtungsanordnung angrenzt, eine elastische Verformbarkeit und vorzugsweise eine elastische Biegsamkeit auf. Es handelt sich dabei bevorzugt um eine Verformbarkeit quer zu ihrer Dichtfläche mit dem feststehenden Teil der Dichtungsanordnung. Diese Elastizität ermöglicht ebenfalls eine Ausweichbewegung der Dichtung bei einer Durchbiegung der Laufradwelle oder bei einem in die Dichtungsanordnung eingedrungenen Fremdkörper.
  • Wir bereits erwähnt, erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Dichtung als eine Axialdichtung ausgebildet ist, wobei im Sinne der Erfindung unter einer Axialdichtung eine solche Dichtung zu verstehen ist, bei der die Dichtung in axialer Richtung des Laufrads erfolgt, d.h., dass sich die Dichtflächen in axialer Richtung des Laufrads erstrecken. Es ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der die Dichtung an einem Saugmund des Laufrads angeordnet ist, wobei sie einen hohlzylindrischen Abschnitt aufweist, der sich in axialer Richtung des Laufrads erstreckt. Der Saugmund des Laufrads ist typischerweise zentral an einer in Einströmrichtung vorderen Deckscheibe des Laufrads ausgebildet. An dem den Saugmund begrenzenden Rand der Deckscheibe ist die Dichtung vorzugsweise derart angebracht, dass die Innenwandung des hohlzylindrischen Abschnitts, die bevorzugt eine Dichtfläche der Dichtungsanordnung bildet, im Wesentlichen bündig mit dem Rand des Saugmunds fluchtet.
  • Vorteilhaft kann hierbei ein hülsenförmig ausgebildeter feststehender Teil der Dichtungsanordnung, der zweckmäßigerweise an dem Gehäuse der Kreiselpumpe bzw. an dessen Gehäusewand angeordnet ist, in den hohlzylindrischen Abschnitt der Dichtung eingreifen.
  • Der Außenquerschnitt bzw. Außendurchmesser des hülsenförmigen Teils der Dichtungsanordnung, der in den hohlzylindrischen Abschnitt der laufradsseitig angeordneten Dichtung eingreift, korrespondiert zweckmäßigerweise mit dem Innenquerschnitt bzw. Innendurchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts der Dichtung, wobei ein zwischen dem hülsenförmigen Teil und dem hohlzylindrischen Abschnitt der Dichtung ausgebildeter Spalt vorteilhafterweise relativ schmal sein kann. Dementsprechend können an dem Spalt nur verhältnismäßig geringe Leckagen auftreten. Im Hinblick auf diese Leckagen erweist es sich zudem als vorteilhaft, dass sich der Spalt zumindest in einem Endabschnitt in Einströmrichtung der von der Pumpe angesaugten Flüssigkeit erstreckt und zu dem Saumund hin geöffnet ist, so dass die anfallende Leckageflüssigkeit auch direkt wieder über den Saugmund angesaugt werden kann.
  • Eine besonders geringe Spaltbreite kann dann erzielt werden, wenn die laufradseitige Dichtung, wie bereits beschrieben, zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist und/oder diese Dichtung in radialer Richtung relativ zu dem Laufrad verschiebbar ist. Diese Ausgestaltungen bewirken, dass die laufradseitige Dichtung im Falle einer Reibung mit dem gehäuseseitigen hülsenförmigen Teil der Dichtungsanordnung diesem hülsenförmigen Teil in radialer Richtung ausweichen kann, d.h. sich von diesem Teil radial entfernen kann. Der gehäuseseitige Teil der Dichtungsanordnung und die Dichtung können sich so selbstständig zueinander ausrichten.
  • Die Fähigkeit der laufradseitigen Dichtung, sich in radialer Richtung des Laufrads relativ zu dem Laufrad verschieben zu können erweist sich auch insofern als vorteilhaft, als sich durch ein solches Verschieben der laufradseitigen Dichtung, ähnlich einem hydrodynamischen Gleitlager, ein sich in radialer Richtung verengender Spalt zwischen der laufradseitigen und der gehäuseseitigen Dichtung ergibt. Dieser keilförmige Spalt führt zu einer hydrodynamischen Druckverteilung in dem Spalt, wodurch auf die radial bewegliche laufradseitige Dichtung eine Kraft ausgeübt wird, die das Bestreben hat, den hohlzylindrischen Abschnitt der Dichtung wieder in eine konzentrische Lage zu dem gehäuseseitigen hülsenförmigen Teil der Dichtungsanordnung zu bewegen. Dementsprechend ist die Dichtung selbstständig in der Lage, sich in ihre Normalposition zurückzubewegen.
  • Die Dichtung kann an dem Laufrad vorteilhaft mit einem vorzugsweise flexiblen Befestigungsring befestigt sein. Hierbei erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn ein Abschnitt des Laufrads, bevorzugt ein den Saugmund umgebendes axiales Ende des Laufrads, und ein diesen Abschnitt bzw. dieses Ende kontaktierender Abschnitt der Dichtung einen zumindest im Wesentlichen korrespondierenden Außenquerschnitt aufweisen. Die Flexibilität des Befestigungsrings ermöglicht es hierbei vorteilhaft, dass der Befestigungsring unter Dehnung in einfacher Weise um die einander kontaktierenden Abschnitte des Laufrads und der Dichtung gelegt werden kann und anschließend eine Spannkraft auf diese Abschnitte ausübt, wodurch die Dichtung form- und/oder kraftschlüssig an dem Laufrad festgelegt wird.
  • Zur Befestigung der Dichtung an dem Laufrad weist bevorzugt sowohl ein Ende der Dichtung als auch ein axiales Ende des Laufrads eine radial nach außen kragende flanschförmige Erweiterung auf, wobei die beiden Erweiterungen zur Befestigung gemeinsam in eine Innennut des um die Erweiterung gelegten Befestigungsrings eingreifen. Auf diese Weise wird die Dichtung nicht nur in radialer Richtung sondern auch in axialer Richtung von dem Befestigungsring formschlüssig festgelegt.
  • Der Befestigungsring hält die Dichtung bevorzugt mit radialem Spiel an dem Laufrad. So kann der Befestigungsring beispielsweise eine an dem Ende der Dichtung ausgebildete Erweiterung umfassen, wobei die Erweiterung in radialer Richtung zu dem Befestigungsring einen geringen Abstand aufweist, der vorteilhaft begrenzte Ausweichbewegungen des Dichtrings in radialer Richtung relativ zum dem Laufrad zulässt.
  • Vorteilhaft ist die Dichtung über einen Formschluss drehfest mit dem Laufrad verbunden. Dieser Formschluss kann entweder direkt zwischen der Dichtung und dem Laufrad oder über den Befestigungsring durch das Eingreifen zumindest eines Eingriffsmittels in zumindest eine korrespondierende Aufnahme für dieses Eingriffsmittel erzeugt werden, wobei grundsätzlich beliebig ist, an welchem Bauteil bzw. an welchen Bauteilen Eingriffsmittel und an welchem Bauteil bzw. welchen Bauteilen Aufnahmen für diese Eingriffsmittel vorgesehen sind.
  • In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass an einer dem Saugmund zugewandten Seite der Dichtung mindestens ein Eingriffsmittel ausgebildet ist, welches mit einem korrespondierenden Eingriffsmittel am Laufrad in Eingriff ist. D.h., der Formschluss wird hier direkt zwischen der Dichtung und dem Laufrad hergestellt. So können z.B. an einer das Laufrad kontaktierenden ringförmigen Stirnfläche der Dichtung über den Umfang verteilt Ausnehmungen ausgebildet sein, während an einer laufradseitigen Kontaktfläche korrespondierende Vorsprünge ausgebildet sind, die in die dichtungsseitigen Ausnehmungen eingreifen und die Dichtung relativ zu dem Laufrad drehfest festlegen, wobei vorzugsweise eine gewisse radiale Beweglichkeit erhalten bleibt. Natürlich ist es auch möglich, dass die Vorsprünge dichtungsseitig und die Ausnehmungen laufradseitig vorgesehen sind.
  • Daneben kann es auch vorteilhaft sein, in der Innennut des Befestigungsrings mindestens einen radial ausgerichteten Vorsprung auszubilden, welcher in eine korrespondierende radiale Ausnehmung von Saugmund und/oder Dichtung eingreift. Typischerweise ist es umgekehrt auch möglich, in der Innennut des Befestigungsrings zumindest eine radial ausgerichtete Ausnehmung vorzusehen, in die ein radial ausgerichteter Vorsprung von Saugmund und/oder Dichtung eingreift. In beiden Fällen wird eine Drehbewegung der Dichtung relativ zu dem Laufrad von dem Befestigungsring verhindert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Befestigungsring aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi ausgebildet ist, da bei der Drehmomentübertragung von dem Laufrad auf die Dichtung eventuell Stöße von dem Laufrad auf die Dichtung auftreten können, wobei die hierdurch verursachten Geräusche von dem elastischen Material des Befestigungsrings gedämpft werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ist vorgesehen, die Dichtung durch Kraftschluss drehfest mit dem Saugmund zu verbinden. So können die laufradseitige und die dichtungsseitige Kontaktfläche und ggf. darüber hinaus auch ein zur Befestigung der Dichtung an dem Laufrad dienender Befestigungsring jeweils zur Bildung eines Reibschluss ausgebildet sein.
  • Insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Kreiselpumpe eine Niederdruckpumpe ist, können die Dichtung und der Befestigungsring vorteilhaft als ein integrales Bauteil ausgebildet sein. Dementsprechend ist an einem axialen Ende der Dichtung ein ringförmiger Abschnitt vorgesehen, der ein axiales Ende des Laufrads umfänglich umfasst. Bevorzugt sind der die Dichtung bildende Abschnitt und der den Befestigungsring bildende Abschnitt des Bauteils hierbei aus einem elastischen Material ausgebildet.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Lauf- rads einer Kreiselpumpe mit einer daran angeordneten Dich- tungsanordnung in einem Längsschnitt,
    Fig. 2
    das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
    Fig. 3
    ein schematisch dargestelltes zweites Ausführungsbeispiel eines Laufrads einer Kreiselpumpe mit einer daran angeord- neten Dichtungsanordnung in einem Längsschnitt,
    Fig. 4
    das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
    Fig. 5
    ein schematisch dargstelltes drittes Ausführungsbeispiel eines Laufrads mit einer daran angeordneten Dichtungsanordnung in einem Längsschnitt,
    Fig. 6
    das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
    Fig. 7
    ein schematisch dargestelltes viertes Ausführungsbeispiel ei- nes Laufrads mit einer daran angeordneten Dichtungsanord- nung in einem Längsschnitt, und
    Fig. 8
    das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung.
  • In den Figuren ist jeweils ein über eine Laufradwelle 2 angetriebenes Laufrad 4 einer Kreiselpumpe dargestellt. An einer vorderen, d.h. an einer von der Laufradwelle 2 abgewandten Deckscheibe 6 des Laufrads 4 ist an einem axialen Ende 8 ein Saugmund 10 ausgebildet. An dem axialen Ende 8 des Laufrads 4 ist eine Dichtung 12 angeordnet. Die Dichtung 12 ist aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi ausgebildet. Sie weist einen hohlzylindrischen Abschnitt 14 in Form eines Grundkörpers 14 auf, der axial und konzentrisch zu einer Mittelachse A des Laufrads 4 ausgerichtet ist. Der Grundkörper 14 bildet einen Einströmkanal zu dem Saugmund 10 des Laufrads 4.
  • An dem von dem Laufrad 4 abgewandten Ende des Grundkörpers 14 greift ein starrer, hülsenförmiger Abschnitt 16 eines Dichtungsteils 18 mit geringem Spiel, d.h. unter Bildung eines vergleichsweise schmalen Spalts, in den Grundkörper 14 ein. Das Dichtungsteil 18 ist fest an einer in den Figuren nicht dargestellten Gehäusewand eines ebenfalls nicht dargestellten Pumpengehäuses angeordnet und bildet einen Einlauf zu dem Saugmund 10 des Laufrads 4. Zusammen bilden die laufradseitige Dichtung 12 und der hülsenförmiger Abschnitt 16 des gehäusewandseitigen Dichtungsteils 18 eine Dichtungsanordnung, die die Saugseite des Laufrads 4 gegen die Druckseite des Laufrads 4 abdichtet. Aufgrund der schmalen Ausbildung des Spalts zwischen dem Grundkörper 14 der Dichtung 12 und dem gehäusewandseitigen Dichtungsteil 18 kann hierbei nur eine geringe Menge an Flüssigkeit von der Druckseite des Laufrads 4 zu dessen Saugseite strömen, wobei es sich als besonders vorteilhaft erweist, dass sich der Spalt zwischen dem Grundkörper 14 und dem hülsenförmiger Abschnitt 16 des Dichtungsteils 18 konzentrisch zur Mittelachse A des Laufrads 4 direkt in Richtung des Saugmundes 10 des Laufrads 4 erstreckt, so dass die ausgetretene Flüssigkeit umgehend von dem Laufrad 4 wieder angesaugt werden kann.
  • Das axiale Ende 8 des Laufrads 4 um den Saugmund 10 ist flanschartig ausgebildet, wobei ein, eine Anlagefläche für die Dichtung 14 bildender Endbereich radial erweitert ist. Das Ende der Dichtung 8, das an dem Ende 8 des Laufrads 4 zur Anlage gebracht werden soll, ist ebenfalls in radialer Richtung erweitert, wobei der Innen- und Außendurchmesser dieser Erweiterung 21 den entsprechenden Durchmessern der an dem Ende 8 ausgebildeten Erweiterung 19 entsprechen.
  • Die Befestigung der Dichtung 12 an dem Ende 8 des Laufrads 4 erfolgt mittels eines Befestigungsrings 20. Der Befestigungsring 20 ist aus elastischem Material, vorzugsweise Gummi ausgebildet. An seiner Innenseite ist eine umfängliche Nut 22 ausgebildet. Zur Befestigung der Dichtung 12 an dem Ende 8 des Laufrads 4 wird der Befestigungsring 20 unter Dehnung umfänglich so um das Ende 8 des Laufrads 4 und die Dichtung 12 gelegt, dass die an dem Ende 8 ausgebildete Erweiterung 19 und die an der Dichtung 12 ausgebildete Erweiterung 21 gemeinsam in die Nut 22 des Befestigungsrings 20 eingreifen, so dass der Befestigungsring 20 diese Erweiterungen 19 und 21 sowohl axial als auch radial umfasst, wobei in radialer Richtung zwischen der dichtungsseitigen Erweiterung 21 und der umfänglichen Innenwandung der Nut 22 ein geringes Spiel besteht. Dieses Spiel ermöglicht ggf. eine Ausweichbewegung der Dichtung 12 relativ zu dem hülsenförmigen Abschnitt 16 des Dichtungsteils 18 quer zur Mittelachse A des Laufrads 4.
  • Die Dichtung 12 wird von dem Befestigungsring 22 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung an dem Ende 8 des Laufrads 4 festgelegt. Um eine Drehbewegung der Dichtung 12 relativ zu dem Laufrad 4 um dessen Mittelachse A zu verhindern, sind an der äußeren Stirnseite des Endes 8 des Laufrads 4 über den Umfang dieser Stirnseite gleichmäßig verteilt sechs Vorsprünge 24 ausgebildet, die sich in axialer Richtung erstrecken. Korrespondierend zu diesen Vorsprüngen 24 sind an dem stirnseitigen Ende der an der Dichtung 12 ausgebildeten Erweiterung 21 sechs Ausnehmungen 26 ausgebildet, in die die Vorsprünge 24 formschlüssig eingreifen.
  • Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei allerdings an den Stirnseiten der an dem Ende 8 ausgebildeten Erweiterung 19 und an der dichtungsseitigen Erweiterung 21 keine axial ausgerichteten Vorsprünge 24 bzw. Ausnehmungen 26 ausgebildet sind. Stattdessen sind an der an dem Ende 8 ausgebildeten Erweiterung 19 umfangsseitig sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte radial ausgerichtete Ausnehmungen 28 ausgebildet und an der an der Dichtung 12 ausgebildeten Erweiterung 21 ebenfalls sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte radial ausgerichtete Ausnehmungen 30 angeordnet, wobei die Lage und Größe der Ausnehmungen 28 und 30 gleich sind. Korrespondierend zu den an den Erweiterungen 19 und 21 ausgebildeten Ausnehmungen 28 und 30 sind an dem Innenumfang der Nut 22 des Befestigungsrings 20 gleichmäßig über den Innenumfang verteilt sechs Vorsprünge 32 ausgebildet. Die Vorsprünge 32 erstrecken sich radial nach innen. Im zusammengebauten Zustand greifen die Vorsprünge 32 des Befestigungsrings 20 formschlüssig sowohl in die Ausnehmungen 28 der Erweiterung 19 als in die Ausnehmungen 30 der Erweiterung 21 ein und verhindern so eine Drehbewegung der Dichtung 12 relativ zu dem Laufrad 4.
  • Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind weder an der Stirnseite noch an der Umfangsseite der Erweiterungen 19 und 21 Vorsprünge oder Ausnehmungen ausgebildet. Hier erfolgt die drehfeste Anordnung der Dichtung 12 an dem Ende 8 des Laufrads 4 mittels Kraftschluss. Zu diesem Zweck bilden die Stirn- und Umfangsflächen der Erweiterungen 19 und 21 sowie die diese Seiten kontaktierenden Bereich der Nut 22 des Befestigungsrings 20 eine Reibpaarung, die eine Drehung der Dichtung 12 relativ zu dem Laufrad 4 verhindert.
  • In ähnlicher Weise ist auch in dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel die Dichtung 12 an dem Ende 8 des Laufrads 4 durch Reibschluss drehfest festgelegt. Allerdings ist hier eine Dichtung 12' vorgesehen, bei der ein hohlzylindrischer Grundkörper 14' und ein Befestigungsring 20' ein integrales Bauteil bilden, also fest miteinander verbunden sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    - Laufradwelle
    4
    - Laufrad
    6
    - Deckscheibe
    8
    - Ende
    10
    - Saugmund
    12, 12'-
    Dichtung
    14, 14'-
    Abschnitt, Grundkörper
    16
    - Abschnitt
    18
    - Dichtungsteil
    19
    - Erweiterung
    20, 20'-
    Befestigungsring
    21
    - Erweiterung
    22
    - Nut
    24
    - Vorsprung
    26
    - Ausnehmung
    28
    - Ausnehmung
    30
    - Ausnehmung
    32
    - Vorsprung
    A
    - Mittelachse

Claims (13)

  1. Kreiselpumpe mit mindestens einem Laufrad (4) und mit mindestens einer zwischen dem Laufrad (4) und einer Gehäusewand angeordneten Dichtungsanordnung, welche die Saugseite des Laufrads (4) gegen die Druckseite des Laufrads (4) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung eine Dichtung (12) aufweist, welche an dem Laufrad (4) drehfest befestigt ist.
  2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) in radialer Richtung relativ zu dem Laufrad (4) verschiebbar ist.
  3. Kreiselpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist.
  4. Kreiselpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) an einem Saugmund (10) des Laufrads (4) angeordnet ist und einen hohlzylindrischen Abschnitt (14) aufweist, der sich in axialer Richtung erstreckt.
  5. Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein hülsenförmig ausgebildeter feststehender Teil (16) der Dichtungsanordnung in den hohlzylindrischen Abschnitt (14) der Dichtung (12) eingreift.
  6. Kreiselpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) an dem Laufrad (4) mit einem Befestigungsring (20) befestigt ist, welcher vorzugsweise flexibel ausgebildet ist.
  7. Kreiselpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein Ende der Dichtung (12) als auch das Ende (8) des Saugmunds (10) eine nach außen kragende flanschförmige Erweiterung (19, 21) aufweisen, welche zur Befestigung gemeinsam in eine Innennut (22) des um die Erweiterungen (19, 21) gelegten Befestigungsrings (20) eingreifen.
  8. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (20) die Dichtung (12) mit radialem Spiel an dem Laufrad (4) hält.
  9. Kreiselpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) mittels Formschluss drehfest mit dem Laufrad (4) verbunden ist.
  10. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Saugmund (10) zugewandten Seite der Dichtung (12) mindestens ein Eingriffsmittel ausgebildet ist, welches mit einem korrespondieren Eingriffsmittel an dem Laufrad (4) in Eingriff ist.
  11. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innennut (22) des Befestigungsrings (20) mindestens ein radial ausgerichteter Vorsprung (32) ausgebildet ist, welcher in korrespondierende radiale Ausnehmungen (28, 30) von Saugmund (10) und/oder Dichtung (12) eingreift.
  12. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) durch Kraftschluss drehfest mit dem Saugmund (10) verbunden ist.
  13. Kreiselpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) und der Befestigungsring (20) als ein integrales Bauteil ausgebildet sind.
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