EP2706238A2 - Kreiselpumpe und Laufradprotektor für Kreiselpumpe - Google Patents

Kreiselpumpe und Laufradprotektor für Kreiselpumpe Download PDF

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EP2706238A2
EP2706238A2 EP13180050.0A EP13180050A EP2706238A2 EP 2706238 A2 EP2706238 A2 EP 2706238A2 EP 13180050 A EP13180050 A EP 13180050A EP 2706238 A2 EP2706238 A2 EP 2706238A2
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EP
European Patent Office
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impeller
protector
centrifugal pump
pump housing
impeller protector
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EP2706238B1 (de
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Sascha Korupp
Lars Runte
Felix Hees
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Herborner Pumpentechnik & Co KG GmbH
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Herborner Pumpenfabrik J H Hoffmann GmbH and Co KG
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    • F05D2300/432—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump according to the preamble of claim 1 and an impeller protector for such a centrifugal pump with the features of claim 12.
  • Centrifugal pumps are used to pump pump media, which are usually liquids.
  • the pump medium enters the centrifugal pump through the inlet and is conveyed to the pressure side by rotation of the impeller and discharged under pressure through the outlet.
  • the outlet is radially with respect to the impeller, wherein a radial flow is generated by the impeller.
  • the impeller cooperates with an impeller seat which is stationary in the pump housing. To a movement of the impeller relative To allow the impeller seat requires the most complete seal between the impeller and impeller fit a tailor-made production and optionally additional sealing. This makes the preparation of the pump consuming and expensive.
  • centrifugal pumps Due to unavoidable manufacturing tolerances, centrifugal pumps often cause unpleasant grinding noises during commissioning, which stop after a certain break-in period. These grinding noises result from a contact between the impeller and the impeller seat and cause a material removal of at least one of these two elements. However, this also creates bypass connections, so leaks, between the suction side and the pressure side. Also, an exchange of the impeller is relatively problematic because then usually the new impeller does not match the shape of the old impeller seat.
  • the invention is based on the object to overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide a solution with which the life of a centrifugal pump can be extended and is particularly easy to maintain, provide a clearance compensation and improves the efficiency of the centrifugal pump.
  • impeller seat in an annular impeller protector made of a corrosion-resistant material which is accommodated in the pump housing, an insertion region of the impeller being surrounded radially by the impeller protector.
  • the impeller seat which seals the pressure side of the pump from a suction side by interaction with the impeller, is therefore not, as usual in the prior art, integrally formed in the pump housing and / or inserted as an additional component here in a fixed connection, but in one additional dynamic element, the impeller protector.
  • the impeller protector can be manufactured with little effort with relatively high accuracy of fit, so that a dynamic clearance compensation between the impeller protector and the pump housing takes place.
  • a gap between the impeller seat and the impeller can be kept very small, so that a high efficiency can be achieved.
  • the use of a corrosion-resistant material for the impeller protector protection against solid rust is achieved, so that operation with longer downtime of the centrifugal pump is also easily possible when using corrosive pump media.
  • the impeller protector can be replaced relatively easily, so that a maintenance-friendly centrifugal pump with a long service life is obtained.
  • a relatively large eccentricity can be compensated. This leads to an easier installation of the pumps with subsequent high smoothness and high density.
  • the impeller is guided radially and axially in the impeller protector.
  • the position of the impeller is thus specified very precisely by the impeller protector.
  • the impeller protector may have a radially inwardly projecting collar, which serves as an axial stop for the impeller and forms part of the impeller seat. This results in a very long sealing gap and thus a good seal.
  • the impeller protector bears against a stop of the pump housing with an end face.
  • the stop may be formed, for example, as a radially encircling, radially inwardly projecting web of the pump housing, against which the impeller protector rests.
  • the axial position of the impeller protector within the pump housing is thus clearly defined. In this case, a first seal between the pump housing and impeller protector is already obtained by the system of the impeller protector on the stop. A bypass of the impeller protector by the pump medium is thus prevented.
  • the end face of the impeller protector is chamfered or rounded at least at a radial outer edge.
  • An insertion of the impeller protector in the pump housing is facilitated.
  • the impeller protector comprises a plastic material, in particular POM or PTFE.
  • plastic material in particular thermoplastic materials come into question. Such plastics have a high thermal stability and an absolute corrosion resistance. In addition, plastics have lower water absorption and are easy to work with.
  • POM and PTFE are characterized by high strength, sufficient hardness and rigidity and have high abrasion resistance and a low coefficient of friction. Between the impeller and the impeller seat or the impeller protector can then be formed a sliding pair, in which the impeller slides on the impeller seat or an inner side of the impeller protector. Due to the material of the impeller protector, only minor friction losses occur, which play only a minor role with regard to the achievable advantages due to the good seal between the impeller seat and the impeller. Overall, a centrifugal pump with very high efficiency is thus obtained.
  • a radial seal between the impeller protector and the pump housing may be arranged.
  • the radial seal is usually designed as a ring seal and prevents a bypass connection or leakage between the impeller protector and the pump housing, even if the impeller protector has radial play, that is movable relative to the pump housing.
  • the radial seal has a sealing lip which is inclined relative to an axial direction and rests with a suction-side surface on the pump housing or the impeller protector.
  • This sealing lip for example, a "Viton rubber lip"
  • a radial gap between the pump housing and the impeller protector which is favorable, for example, for clearance compensation, can then be easily covered by the radial seal with the sealing lip, so that a sufficient Centering between the impeller and the pump housing or the impeller protector is made possible.
  • annular groove which is formed in particular in a peripheral surface of the impeller protector.
  • annular groove is relatively easy to produce and, for example, already provides for the insertion of the impeller protector in the pump housing for a defined position of the radial seal. The installation of the centrifugal pump is thus simplified.
  • a groove opening of the annular groove is smaller than a groove base, wherein the annular groove in particular has mutually inclined side edges.
  • the radial seal is held in the annular groove by means of positive locking. At the same time results in a high seal between the radial seal within the annular groove.
  • the radial seal is biased between the impeller protector and the pump housing.
  • the radial bias can be generated for example by deformation of the sealing lip. It can be generated in the pump housing by the bias a frictional grip of the impeller protector. At the same time ensures the bias of the radial seal sufficient sealing even if the impeller protector is slightly offset from the pump housing to compensate for play. A radial air gap between the pump housing and the impeller protector is thus reliably sealed by the radial seal.
  • an impeller protector having the features of claim 12.
  • Such an impeller protector is ring-shaped and has a corrosion-resistant material, in particular plastic, wherein an impeller seat for an impeller is formed in the impeller protector.
  • the embodiments of the impeller protector listed in connection with the centrifugal pump and the resulting advantages apply mutatis mutandis, of course, for the impeller protector.
  • FIG. 1 a centrifugal pump 1 is shown with a multi-part pump housing 2.
  • the pump housing 2 has an inlet 3 and a radial outlet 4.
  • an impeller 5 which is connected to a motor shaft 6, held rotatably.
  • an insertion portion 7 of the impeller 5 extends into an annular impeller protector 8.
  • the impeller protector 8 has a radially inwardly directed, circumferential collar 9 and forms a wheel 10 for the impeller 5.
  • the impeller 5 is for the impeller seat 10 and Slidably guided inside surfaces of the impeller protector 8, so that the pump medium, such as swimming pool water, which is conveyed from the inlet 3 to the outlet 4, can not flow between the impeller protector 8 and the impeller 5, but is taken radially by the impeller 5 and so in a pressure channel 11 and from there to the outlet 4 passes.
  • the impeller protector 8 By the impeller protector 8, a radial and axial guidance of the impeller 5 takes place with respect to the pump housing 2.
  • the impeller protector 8 allows not only a centering and clearance compensation but also a good seal between the suction side and pressure side and at the same time low friction losses.
  • the impeller protector 8 is formed from a plastic, such as POM or PTFE and, accordingly, corrosion resistant. A solid rusting of the impeller 5 on the impeller seat 10 is therefore not to be feared even with longer downtime.
  • the impeller protector 8 rests with an end face 12 on a stop 13 of the pump housing 2, which is formed by a radially inwardly projecting, circumferential web of the pump housing 2.
  • the axial position of the impeller protector 8 within the pump housing 2 is thus determined by positive locking. As a result, a secure and tight system of the impeller protector 8 is achieved in the pump housing 2.
  • FIG. 2 the arrangement of the impeller protector 8 within the pump housing 2 and the impeller 5 is shown in an enlarged view.
  • the impeller seat 10 is the interface between the insertion region 7 of the impeller 5 and a radial inside of the impeller protector 8 with an axial top surface of the collar 9. This results in a relatively large contact surface, achieved by a good seal. At the same time friction is kept low by the material used of the impeller protector 8, so that a total of high efficiency can be achieved.
  • a radial seal 15 is arranged, which seals the impeller protector 8 radially with respect to the pump housing 2.
  • the radial seal 15 has on its radial outer side a sealing lip 16 which rests with a suction-side surface 17 on the pump housing 2.
  • the sealing lip 16 thus extends at an angle to the axial direction of the motor shaft 6.
  • the impeller protector 8 can thereby be aligned with respect to its radial position within the pump housing 2 and thus compensate for tolerances between the position of the impeller 5 and the pump housing 2.
  • the impeller protector 8 can thus always be exactly centered. In this case, a holding force can be generated by the radial seal 15 by the radial seal 15 is radially clamped between the impeller protector 8 and the pump housing 2. This leads to a frictional attachment of the impeller protector 8 in the pump housing 2.
  • a slot opening 19 is smaller than a groove bottom 20. This is achieved by mutually inclined side edges 21, 22 of the annular groove 14.
  • the radial seal 15 can thereby be received in a form-fitting manner within the annular groove 14, so that the position of the radial seal 15 relative to the impeller protector 8 is clearly defined. Also results in a large sealing surface between the radial seal 15 and the impeller protector 8 and thus a good seal.
  • a radial outer edge 23 of the end face 12 of the impeller protector 8 has a chamfer, through which the impeller protector 8 can be more easily inserted into the pump housing 2. In addition, a geometric over-determination is thereby avoided.
  • the impeller protector 8 is shown in three-dimensional representation.
  • the radial seal 15 is received in the annular groove 14 formed in the peripheral surface of the impeller protector 8.
  • the circumferential collar 9, which forms part of the impeller seat 10, is the Assigned end face 12, so that a sufficient guide surface in the radial and axial direction for the impeller 5 is within the impeller protector 8 available.
  • the impeller protector Due to the impeller protector, a flexible seal of the impeller seat, ie the impeller, is obtained. This results in a maximum seal, with adverse bypasses between a pressure side and a suction side can be avoided. At the same time there is a wear protection, since a coating of the pump housing is protected by the impeller protector. Direct contact of the impeller with the pump housing is avoided by the impeller protector. In this case, allows the impeller protector, in which the impeller is slidably mounted, a very low-friction movement of the impeller. In addition, a solid rust of the impeller in the pump housing is prevented by the impeller protector is made of a stainless material such as plastic. By a radial seal, in particular with a sealing lip, a high density is achieved between the impeller protector and the pump housing, at the same time a clearance compensation is ensured.
  • the impeller protector achieves virtually wear-free rotation of the impeller within the pump housing, which can be completely coated. Due to the good seal while the efficiency of the pump is further improved. Another advantage arises in the maintenance of the centrifugal pumps. For example, by replacing the impeller protector, a simple replacement of the impeller seat is possible without damaging coated surfaces of the pump housing. In this case, no unpleasant grinding noises occur even with a first startup, but it is a quiet and pleasant operation achieved.
  • the centrifugal pump according to the invention can also be used with corrosive pump media, such as swimming pool water. It is possible to produce the pump housing as a gray cast iron part and to coat all coming into contact with the pumping medium surfaces, so that a good protection of the per se corrosion-prone material gray iron is achieved. The range of application of these pumps is thus greatly increased.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), das einen saugseitigen Einlass (3) und mindestens einen druckseitigen Auslass (4) aufweist, wobei im Pumpengehäuse (2) ein drehbar gelagertes Laufrad (5) zur Förderung eines Pumpenmediums vom Einlass (3) zum Auslass (4) und ein Laufradsitz (10) angeordnet ist. Um eine hohe Abdichtung und lange Lebensdauer zu erreichen, ist der Laufradsitz (10) in einem ringförmigen Laufradprotektor (8) aus einem korrosionsfesten Material ausgebildet, der im Pumpengehäuse (2) aufgenommen ist, wobei ein Einführbereich (7) des Laufrades (5) radial vom Laufradprotektor (8) umgeben ist Dieser Laufradprotektor (8) schützt die Beschichtung vor Beschädigungen vom Laufrad (5) im Laufradsitz (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen Laufradprotektor für eine derartige Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
  • Kreiselpumpen dienen zur Förderung von Pumpenmedien, wobei es sich in der Regel um Flüssigkeiten handelt. Das Pumpenmedium tritt durch den Einlass in die Kreiselpumpe ein und wird durch Rotation des Laufrades zur Druckseite gefördert und unter Druck durch den Auslass ausgegeben. Häufig liegt dabei der Auslass radial bezüglich des Laufrades, wobei durch das Laufrad eine radiale Strömung erzeugt wird.
  • Für einen guten Wirkungsgrad der Pumpen ist zwischen der Druckseite und der Saugseite eine ausreichende Abdichtung erforderlich. Dafür wirkt das Laufrad mit einem Laufradsitz zusammen, der stationär im Pumpengehäuse ausgebildet ist. Um eine Bewegung des Laufrades relativ zum Laufradsitz zu ermöglichen, erfordert eine möglichst vollständige Abdichtung zwischen Laufrad und Laufradsitz eine passgenaue Fertigung und gegebenenfalls zusätzliche Abdichtung. Dies macht die Herstellung der Pumpe aufwendig und teuer.
  • Aufgrund von nicht zu vermeidenden Herstellungstoleranzen sind bei Kreiselpumpen bei Inbetriebnahme häufig unangenehme Schleifgeräusche zu hören, die erst nach einer gewissen Einlaufzeit aufhören. Diese Schleifgeräusche resultieren aus einem Kontakt zwischen dem Laufrad und dem Laufradsitz und bewirken einen Materialabtrag an zumindest einen dieser beiden Elemente. Dadurch entstehen allerdings auch Bypassverbindungen, also Undichtigkeiten, zwischen der Saugseite und der Druckseite. Auch ist ein Austausch des Laufrades relativ problematisch, da dann in der Regel das neue Laufrad nicht mit der Form des alten Laufradsitzes übereinstimmt.
  • Dabei kann es auch zu einer Beschädigung einer Beschichtung des Pumpengehäuses beziehungsweise des Laufradsitzes kommen. Dies ist insbesondere bei Einsatz der Kreiselpumpe mit korrosiven Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schwimmbadwasser, problematisch. Nach längeren Stillstandszeiten kann es schlimmstenfalls zu einem Festrosten des Laufrades im Laufradsitz kommen, was größere Wartungsarbeiten nach sich zieht oder sogar einen kompletten Austausch der Pumpe erforderlich macht.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und insbesondere eine Lösung anzugeben, mit der die Lebensdauer einer Kreiselpumpe verlängert werden kann und die insbesondere wartungsfreundlich ist, einen Spielausgleich bieten und den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe verbessert.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Laufradprotektor mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.
  • Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, den Laufradsitz in einem ringförmigen Laufradprotektor aus einem korrosionsfesten Material auszubilden, der im Pumpengehäuse aufgenommen ist, wobei ein Einführbereich des Laufrades radial vom Laufradprotektor umgeben ist.
  • Der Laufradsitz, der durch Zusammenwirkung mit dem Laufrad die Druckseite der Pumpe von einer Saugseite abdichtet, ist also nicht, wie bisher im Stand der Technik üblich, integral im Pumpengehäuse ausgebildet und /oder als zusätzliche Komponente hier in einer festen Verbindung eingefügt, sondern in einem zusätzlichen dynamischen Element, dem Laufradprotektor. Der Laufradprotektor kann mit geringem Aufwand mit relativ hoher Passgenauigkeit gefertigt werden, sodass ein dynamischer Spielausgleich zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse erfolgt. Damit kann ein Spalt zwischen dem Laufradsitz und dem Laufrad sehr klein gehalten werden, sodass ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist. Dabei wird durch die Verwendung eines korrosionsfesten Materials für den Laufradprotektor ein Schutz vor Festrosten erreicht, sodass auch ein Betrieb mit längeren Stillstandszeiten der Kreiselpumpe auch beim Einsatz korrosiver Pumpenmedien problemlos möglich ist. Sollte aufgrund von Verschleißerscheinungen ein Austausch des Laufrades und/oder des Laufradsitzes erforderlich sein, kann der Laufradprotektor relativ einfach ersetzt werden, sodass eine wartungsfreundliche Kreiselpumpe mit hoher Lebensdauer erhalten wird. Über den Laufradprotektor kann eine relativ große Außermittigkeit kompensiert werden. Dies führt zu einer leichteren Montage der Pumpen mit anschließender hohen Laufruhe und hoher Dichtigkeit.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass das Laufrad radial und axial im Laufradprotektor geführt ist. Die Lage des Laufrades wird also durch den Laufradprotektor sehr genau vorgegeben. dabei kann der Laufradprotektor einen radial nach innen ragenden Kragen aufweisen, der sozusagen als axialer Anschlag für das Laufrad dient und einen Teil des Laufradsitzes bildet. Damit ergeben sich ein sehr langer Dichtspalt und damit eine gute Abdichtung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt der Laufradprotektor mit einer Stirnseite an einem Anschlag des Pumpengehäuses an. Der Anschlag kann dabei beispielsweise als radial umlaufender, radial nach innen ragender Steg des Pumpengehäuses ausgebildet sein, an dem der Laufradprotektor anliegt. Die axiale Lage des Laufradprotektors innerhalb des Pumpengehäuses ist damit eindeutig definiert. Dabei wird durch die Anlage des Laufradprotektors an dem Anschlag bereits eine erste Abdichtung zwischen Pumpengehäuse und Laufradprotektor erhalten. Eine Umgehung des Laufradprotektors durch das Pumpenmedium wird damit verhindert.
  • Vorzugsweise ist die Stirnseite des Laufradprotektors zumindest an einer radialen Außenkante abgeschrägt oder abgerundet. Ein Einsetzen des Laufradprotektors in das Pumpengehäuse wird dadurch erleichtert. Zusätzlich ergeben sich fertigungstechnische Vorteile, in denen zwischen dem Pumpengehäuse und dem Laufradprotektor eine geometrische Überbestimmtheit vermieden wird.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Laufradprotektor ein Kunststoffmaterial, insbesondere POM oder PTFE auf. Als Kunststoffmaterial kommen insbesondere thermoplastische Kunststoffe in Frage. Derartige Kunststoffe weisen eine hohe thermische Stabilität und eine absolute Korrosionsfestigkeit auf. Darüber hinaus besitzen Kunststoffe eine geringere Wasseraufnahme und sind einfach zu bearbeiten. POM und PTFE zeichnen sich darüber hinaus durch eine hohe Festigkeit, ausreichende Härte und Steifigkeit aus und besitzen eine hohe Abriebfestigkeit sowie einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Zwischen dem Laufrad und dem Laufradsitz beziehungsweise dem Laufradprotektor kann dann eine Gleitpaarung ausgebildet sein, bei der das Laufrad auf dem Laufradsitz beziehungsweise einer Innenseite des Laufradprotektors gleitet. Aufgrund des Materials des Laufradprotektors treten dabei nur geringe Reibungsverluste auf, die im Hinblick auf die erreichbaren Vorteile durch die gute Abdichtung zwischen dem Laufradsitz und dem Laufrad nur eine untergeordnete Rolle spielen. Insgesamt wird damit eine Kreiselpumpe mit sehr hohem Wirkungsgrad erhalten.
  • Zur Abdichtung und dem dynamischen Bewegungsausgleich zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse kann eine Radialdichtung zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse angeordnet sein. Die Radialdichtung ist dabei in der Regel als Ringdichtung ausgebildet und verhindert eine Bypassverbindung bzw. Undichtigkeit zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse, auch wenn der Laufradprotektor radial Spiel aufweist, also gegenüber dem Pumpengehäuse beweglich ist.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Radialdichtung eine Dichtlippe aufweist, die gegenüber einer Axialrichtung geneigt ist und mit einer saugseitigen Fläche am Pumpengehäuse oder am Laufradprotektor anliegt. Diese Dichtlippe, beispielsweise eine "Viton Gummilippe", dient zum einen zum Spielausgleich zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse und zum anderen zur sicheren Abdichtung. Durch die geneigte Ausbildung der Dichtlippe wird erreicht, das durch den Druck des Pumpenmediums auf der Druckseite die Dichtlippe an das Pumpengehäuse bzw. den Laufradprotektor angedrückt wird, sodass mit steigendem Druck gleichzeitig die Dichtwirkung der Dichtung verbessert wird. Ein radialer Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Laufradprotektor, der beispielsweise zum Spielausgleich günstig ist, kann dann problemlos durch die Radialdichtung mit der Dichtlippe überdeckt werden, sodass eine ausreichende Zentrierung zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse beziehungsweise dem Laufradprotektor ermöglicht wird.
  • Zur axialen Lagesicherung kann die Radialdichtung in einer Ringnut gehalten sein, die insbesondere in einer Umfangsfläche des Laufradprotektors ausgebildet ist. Eine derartige Ringnut ist relativ einfach erzeugbar und sorgt beispielsweise bereits beim Einführen des Laufradprotektors in das Pumpengehäuse für eine definierte Lage der Radialdichtung. Die Montage der Kreiselpumpe wird damit vereinfacht.
  • Bevorzugter Weise ist eine Nutöffnung der Ringnut kleiner als ein Nutgrund, wobei die Ringnut insbesondere aufeinander zu geneigte Seitenflanken aufweist. Dadurch wird die Radialdichtung mittels Formschluss in der Ringnut gehalten. Gleichzeitig ergibt sich eine hohe Abdichtung zwischen der Radialdichtung innerhalb der Ringnut.
  • Vorzugsweise ist die Radialdichtung zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse vorgespannt. Die radiale Vorspannung kann dabei beispielsweise durch Verformung der Dichtlippe erzeugt werden. Dabei kann durch die Vorspannung ein kraftschlüssiger Halt des Laufradprotektors im Pumpengehäuse erzeugt werden. Gleichzeitig sichert die Vorspannung der Radialdichtung eine ausreichende Abdichtung auch dann, wenn der Laufradprotektor zum Spielausgleich gegenüber dem Pumpengehäuse leicht versetzt ist. Ein radialer Luftspalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Laufradprotektor wird also zuverlässig durch die Radialdichtung abgedichtet.
  • Die oben genannte Aufgabe wird durch einen Laufradprotektor mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Ein derartiger Laufradprotektor ist ringförmig ausgebildet und weist ein korrosionsfestes Material, insbesondere Kunststoff, auf, wobei im Laufradprotektor ein Laufradsitz für ein Laufrad ausgebildet ist. Die im Zusammenhang mit der Kreiselpumpe aufgeführten Ausgestaltungen des Laufradprotektors und die sich daraus ergebenden Vorteile gelten sinngemäß natürlich auch für den Laufradprotektor.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
    • Figur 1: eine Kreiselpumpe in teilgeschnittener, räumlicher Darstellung,
    • Figur 2: einen Ausschnitt aus Figur 1,
    • Figur 3: ein Detail aus Figur 2 und
    • Figur 4: einen Laufradprotektor in räumlicher Darstellung.
  • In Figur 1 ist eine Kreiselpumpe 1 mit einem mehrteiligen Pumpengehäuse 2 dargestellt. Das Pumpengehäuse 2 weist einen Einlass 3 und einen radialen Auslass 4 auf. Innerhalb des Pumpengehäuses 2 ist ein Laufrad 5, das mit einer Motorwelle 6 verbunden ist, rotierbar gehalten.
  • Dabei erstreckt sich ein Einführbereich 7 des Laufrads 5 in einen ringförmigen Laufradprotektor 8. Der Laufradprotektor 8 weist einen radial nach innen gerichteten, umlaufenden Kragen 9 auf und bildet einen Laufradsitz 10 für das Laufrad 5. Das Laufrad 5 ist dafür am Laufradsitz 10 bzw. an Innenflächen des Laufradprotektors 8 gleitend geführt, so dass das Pumpenmedium, wie beispielsweise Schwimmbadwasser, das vom Einlass 3 zum Auslass 4 gefördert wird, nicht zwischen dem Laufradprotektor 8 und dem Laufrad 5 hindurch strömen kann, sondern durch das Laufrad 5 radial mitgenommen wird und so in einem Druckkanal 11 und von dort zum Auslass 4 gelangt.
  • Durch den Laufradprotektor 8 erfolgt eine radiale und axiale Führung des Laufrads 5 bezüglich des Pumpengehäuses 2. Dabei ermöglicht der Laufradprotektor 8 neben einer Zentrierung und einem Spielausgleich auch eine gute Abdichtung zwischen Saugseite und Druckseite und gleichzeitig geringe Reibungsverluste. Dabei ist der Laufradprotektor 8 aus einem Kunststoff, wie beispielsweise POM oder PTFE gebildet und dementsprechend korrosionsfest. Ein Festrosten des Laufrads 5 am Laufradsitz 10 ist daher auch bei längeren Stillstandszeiten nicht zu befürchten.
  • Der Laufradprotektor 8 liegt mit einer Stirnseite 12 an einem Anschlag 13 des Pumpengehäuses 2 an, der durch einen radial nach innen vorstehenden, umlaufenden Steg des Pumpengehäuses 2 gebildet ist. Die axiale Lage des Laufradprotektors 8 innerhalb des Pumpengehäuses 2 wird also durch Formschluss vorgegeben. Dadurch wird eine sichere und dichte Anlage des Laufradprotektors 8 im Pumpengehäuse 2 erreicht.
  • In Figur 2 ist die Anordnung des Laufradprotektors 8 innerhalb des Pumpengehäuses 2 und das Laufrad 5 in vergrößerter Ansicht dargestellt. Der Laufradsitz 10 ist die Berührungsfläche zwischen dem Einführbereich 7 des Laufrads 5 und einer radialen Innenseite des Laufradprotektors 8 mit einer axialen Oberseite des Kragens 9. Damit ergibt sich eine relativ große Berührungsfläche, durch die eine gute Abdichtung erzielt. Gleichzeitig wird durch das verwendete Material des Laufradprotektors 8 eine Reibung gering gehalten, so dass insgesamt ein hoher Wirkungsgrad erzielbar ist.
  • In einer Ringnut 14 des Laufradprotektors 8 ist eine Radialdichtung 15 angeordnet, die den Laufradprotektor 8 radial gegenüber dem Pumpengehäuse 2 abdichtet. Die Radialdichtung 15 weist dabei an ihrer radialen Außenseite eine Dichtlippe 16 auf, die mit einer saugseitigen Fläche 17 am Pumpengehäuse 2 anliegt. Die Dichtlippe 16 erstreckt sich also in einem Winkel zur Axialrichtung der Motorwelle 6. Dabei wird durch die Radialdichtung 15 bzw. die Dichtlippe 16 ein Spalt 18, der ringförmig zwischen dem Laufradprotektor 8 und dem Pumpengehäuse 2 ausgebildet ist, überbrückt. Der Laufradprotektor 8 kann dadurch bezüglich seiner radialen Lage innerhalb des Pumpengehäuses 2 ausgerichtet werden und so Toleranzen zwischen der Lage des Laufrads 5 und dem Pumpengehäuse 2 ausgleichen. Gegenüber dem Laufrad 5 kann der Laufradprotektor 8 damit immer genau zentriert sein. Dabei kann durch die Radialdichtung 15 eine Haltekraft erzeugt werden, indem die Radialdichtung 15 zwischen dem Laufradprotektor 8 und dem Pumpengehäuse 2 radial verspannt wird. Dies führt zu einer kraftschlüssigen Befestigung des Laufradprotektors 8 im Pumpengehäuse 2.
  • Wie insbesondere in Figur 3 zu erkennen ist, ist eine Nutöffnung 19 kleiner als ein Nutgrund 20. Dies wird durch aufeinander zu geneigte Seitenflanken 21, 22 der Ringnut 14 erreicht. Die Radialdichtung 15 kann dadurch formschlüssig innerhalb der Ringnut 14 aufgenommen sein, so dass die Lage der Radialdichtung 15 gegenüber dem Laufradprotektor 8 eindeutig definiert ist. Auch ergibt sich eine große Dichtfläche zwischen der Radialdichtung 15 und dem Laufradprotektor 8 und damit eine gute Abdichtung.
  • Eine radiale Außenkante 23 der Stirnseite 12 des Laufradprotektors 8 weist eine Abschrägung auf, durch die der Laufradprotektor 8 leichter in das Pumpengehäuse 2 eingeführt werden kann. Zusätzlich wird dadurch eine geometrische Überbestimmtheit vermieden.
  • In Figur 4 ist der Laufradprotektor 8 in dreidimensionaler Darstellung gezeigt. Die Radialdichtung 15 ist in der Ringnut 14, die in der Umfangsfläche des Laufradprotektors 8 ausgebildet ist, aufgenommen. Der umlaufende Kragen 9, der einen Teil des Laufradsitzes 10 darstellt, ist der Stirnseite 12 zugeordnet, so dass eine ausreichende Führungsfläche in radialer und axialer Richtung für das Laufrad 5 innerhalb des Laufradprotektors 8 zur Verfügung steht.
  • Durch den Laufradprotektor wird eine flexible Abdichtung des Laufradsitzes, also zum Laufrad, erhalten. Dabei ergibt sich eine maximale Abdichtung, wobei nachteilige Bypässe zwischen einer Druckseite und einer Saugseite vermieden werden. Gleichzeitig ergibt sich ein Verschleißschutz, da durch den Laufradprotektor eine Beschichtung des Pumpengehäuses geschützt wird. Ein direkter Kontakt des Laufrads mit dem Pumpengehäuse wird durch den Laufradprotektor vermieden. Dabei ermöglicht der Laufradprotektor, in dem das Laufrad gleitend gelagert ist, eine sehr reibungsarme Bewegung des Laufrads. Zusätzlich wird ein Festrosten des Laufrads im Pumpengehäuse verhindert, indem der Laufradprotektor aus einem nichtrostenden Material wie beispielsweise Kunststoff hergestellt wird. Durch eine Radialdichtung insbesondere mit einer Dichtlippe wird dabei auch zwischen dem Laufradprotektor und dem Pumpengehäuse eine hohe Dichtigkeit erreicht, wobei gleichzeitig ein Spielausgleich sichergestellt wird.
  • Durch den Laufradprotektor wird ein nahezu verschleißfreies Drehen des Laufrads innerhalb des Pumpengehäuses, das vollständig beschichtet sein kann, erreicht. Durch die gute Abdichtung wird dabei der Wirkungsgrad der Pumpe nochmals verbessert. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Wartung der Kreiselpumpen. So ist beispielsweise durch einen Austausch des Laufradprotektors ein einfacher Austausch des Laufradsitzes möglich, ohne dass beschichtete Flächen des Pumpengehäuses beschädigt werden. Dabei treten auch bei einer ersten Inbetriebnahme keine unangenehmen Schleifgeräusche auf, sondern es wird ein leiser und angenehmer Betrieb erreicht.
  • Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe kann auch mit korrosiven Pumpenmedien, wie beispielsweise Schwimmbadwasser, eingesetzt werden. Dabei ist es möglich, das Pumpengehäuse als Graugussteil herzustellen und alle mit dem Pumpenmedium in Kontakt kommenden Flächen zu beschichten, so dass ein guter Schutz des an sich korrosionsanfälligen Materials Grauguss erreicht wird. Der Einsatzbereich dieser Pumpen wird damit stark vergrößert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kreiselpumpe
    2
    Pumpengehäuse
    3
    Einlass
    4
    Auslass
    5
    Laufrad
    6
    Motorwelle
    7
    Einführbereich 7
    8
    Laufradprotektor
    9
    Kragen
    10
    Laufradsitz
    11
    Druckkanal
    12
    Stirnseite
    13
    Steg
    14
    Ringnut
    15
    Radialdichtung
    16
    Dichtlippe
    17
    Saugseitige Fläche
    18
    Spalt
    19
    Nutöffnung
    20
    Nutgrund
    21
    Seitenflanke
    22
    Seitenflanke
    23
    Außenkante

Claims (12)

  1. Kreiselpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), das einen saugseitigen Einlass (3) und mindestens einen druckseitigen Auslass (4) aufweist, wobei im Pumpengehäuse (2) ein drehbar gelagertes Laufrad (5) zur Förderung eines Pumpenmediums vom Einlass (3) zum Auslass (4) und ein Laufradsitz (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradsitz (10) in einem ringförmigen Laufradprotektor (8) aus einem korrosionsfesten Material ausgebildet ist, der im Pumpengehäuse (2) aufgenommen ist, wobei ein Einführbereich (7) des Laufrades (5) radial vom Laufradprotektor (8) umgeben ist.
  2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (5) radial und axial im Laufradprotektor (8) geführt ist.
  3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradprotektor (8) einen radial nach innen ragenden Kragen (9) aufweist.
  4. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradprotektor (8) mit einer Stirnseite (12) an einem Anschlag (13) des Pumpengehäuses (2) anliegt.
  5. Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (12) des Laufradprotektors (8) zumindest an einer radialen Außenkante (23) abgeschrägt oder abgerundet ist.
  6. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradprotektor (8) ein Kunststoffmaterial, insbesondere POM oder PTFE aufweist.
  7. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Laufradprotektor (8) und dem Pumpengehäuse (2) eine Radialdichtung (15) angeordnet ist.
  8. Kreiselpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialdichtung (15) eine Dichtlippe (16) aufweist, die gegenüber eine Axialrichtung geneigt ist und mit einer saugseitigen Fläche (17) am Pumpengehäuse (2) oder am Laufradprotektor (8) anliegt.
  9. Kreiselpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Umfangsfläche des Laufradprotektors (8) eine Ringnut (14) ausgebildet ist, in der die Radialdichtung (15) gehalten ist.
  10. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nutöffnung (19) der Ringnut (14) kleiner ist als ein Nutgrund (20), wobei die Ringnut (14) insbesondere aufeinander zu geneigte Seitenflanken (21, 22) aufweist.
  11. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialdichtung (15) zwischen dem Laufradprotektor (8) und dem Pumpengehäuse (2) vorgespannt ist.
  12. Laufradprotektor für eine Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ringförmig ausgebildet ist und ein korrosionsfestes Material, insbesondere Kunststoff, aufweist, wobei im Laufradprotektor (8) ein Laufradsitz (10) für ein Laufrad ausgebildet ist.
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