EP2992215A1 - Motorenkreiselpumpe mit einem lagerträger - Google Patents

Motorenkreiselpumpe mit einem lagerträger

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EP2992215A1
EP2992215A1 EP14713387.0A EP14713387A EP2992215A1 EP 2992215 A1 EP2992215 A1 EP 2992215A1 EP 14713387 A EP14713387 A EP 14713387A EP 2992215 A1 EP2992215 A1 EP 2992215A1
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EP
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motor
centrifugal pump
pump according
rotor
shaft seal
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EP14713387.0A
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Thomas Materne
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Wilo SE
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Wilo SE
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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
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0633—Details of the bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/126—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to an engine circuit pump having a motor casing surrounding the rotor tube or split pot, in which a bearing support is arranged between the motor rotor and the pump rotor on the motor shaft, which comprises a motor shaft leading radial bearing.
  • the radial bearings that support the rotor are lubricated by the medium to be pumped.
  • the medium to be pumped is often contaminated with particles from the piping system. If these particles pass unfiltered into the rotor space of the pump, the bearing wear increases significantly. If particles are deposited on the magnetic rotor, abrasion can cause the encapsulating structure to be damaged, in particular, being destroyed. In order to prevent or minimize the particle entry, it is known to filter the medium before it enters the rotor space. In addition, gaps, in particular those between shaft and radial bearing, sealed or minimized as possible. For sealing between shaft and radial bearing usually mechanical seals, Radialweilendichtringe or special seals are used, which as
  • the object of the invention is to improve a motor centrifugal pump of the type mentioned above so that construction and assembly simplifies reduced Hersteil- and assembly costs and sealing, long-term stability and
  • a shaft seal typically includes an outer seal. This forms the outer connection to the adjacent component. This additional component is eliminated. The reliability is increased and the manufacturing and
  • the bearing carrier consists of plastic or metal. Also, it is advantageously proposed that the
  • the disc-shaped shaft seal is made of plastic.
  • the disk-shaped shaft seal consists of a fabric, fleece or felt.
  • the fleece can be any suitable material.
  • the disk-shaped shaft seal additionally has the function of a filter.
  • the material of the disk-shaped shaft seal may be electrically conductive.
  • the material of the disk-shaped shaft seal may be electrically conductive.
  • At least one channel is arranged in the bearing carrier, which connects the pump chamber with the interior of the canned or split pot. This ensures that the rotor space is filled with liquid from the beginning and thus the shaft seals are lubricated. In this case, the channel should run parallel to the rotor axis.
  • An engine rotary pump in wet rotor design has a split tube or a split pot surrounding the engine rotor.
  • a bearing support 1 made of plastic is used near the pump rotor, which closes the canned or the containment shell and carries a radial bearing 2, which supports the motors / pump shaft.
  • the annular bearing support 1 has an outer annular flange 3, which on the inner wall of the
  • bearing bracket 1 is located on the pump rotor side facing an annular disc-shaped in particular flexible, non-dimensionally stable shaft seal 4 coaxial with the shaft and the radial bearing 2 a.
  • the bearing carrier forms around the shaft around an annular coaxial clearance 5, in the inner wall 6 of the outer edge of the shaft seal 4 protrudes.
  • the flat annular disk-shaped shaft seal 4 has a constant thickness of 1 to 3 mm.
  • bearing support 1 is in the form of a
  • the sealing element 4 inserted and molded around the plastic of the carrier 1 positively.
  • the relevant for sealing the shaft sealing region of the sealing element 4 looks out of the bearing carrier.
  • the sealing element 4 can act as a membrane and the medium, which enters the rotor space, filter.
  • the material of the sealing element 4 are elastomeric membranes, nonwovens, felts, fabrics and also electrically conductive materials usable.
  • the sealing element 4 may also be a fiber-reinforced, PTFE-bonded nonwoven material. Further, the material of the disk-shaped shaft seal 4 may have graphite, so that it is electrically conductive.
  • the sealing element is now surrounded form fit and possibly sealing with the plastic. Furthermore, the radial bearing can be inserted into the injection mold and molded with. So you get a high-precision prefabricated assembly with the o. G. Benefits.
  • the sealing element 4 if necessary, a fleece can be impregnated or combined with another material, which increases the sealing effect, the friction to the shaft
  • the shaft seal or the sealing element 4 can thus assume the following functions:
  • tissue / membrane of the sealing element 4 in addition to the function of sealing to the shaft, and the function of the medium filtration of
  • the permeability of the sealing element allows the entry of particles into the rotor space, even of very small sizes, to be minimized. Furthermore, by choosing the
  • the material of the shaft contacting sealing element 4 can be made electrically conductive. Through the conductive contact to electrical
  • a channel 7 is arranged in the bearing carrier 1, which connects the pump space in which the pump rotor rotates with the rotor space of the motor and thus with the interior of the can or the can, so that immediately after starting the pump enough fluid is in the rotor space to lubricate the shaft seals.
  • the channel 7 parallel to the rotor axis and thus parallel to
  • the diameter of the channel is 3 to 5 mm.

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

Die Erfindung betrifft eine Motorkreiselpumpe mit einem den Motorenrotor umgebenden Spaltrohr oder Spalttopf, in dem zwischen dem Motorenrotor und dem Pumpenläufer auf der Motorenwelle ein Lagerträger angeordnet ist, der ein die Motorenwelle führendes Radiallager umfasst, wobei der einteilige Lagerträger auf der dem Pumpenläufer zugewandten Seite eine ringscheibenförmige Wellendichtung trägt, die vom Material des Lagerträgers umspritzt ist.

Description

Motorkreiselpumpe mit einem Lagerträger
Die Erfindung betrifft eine Motorkreiseipumpe mit einem den Motorenrotor umgebenden Spaltrohr oder Spalttopf, in dem zwischen dem Motorenrotor und dem Pumpenläufer auf der Motorenwelle ein Lagerträger angeordnet ist, der ein die Motorenwelle führendes Radiallager umfasst.
In Nassläuferpumpen werden die Radiallager, welche den Rotor lagern, über das zu fördernde Medium geschmiert. Das zu fördernde Medium ist oft mit Partikeln aus dem Rohrleitungssystem verunreinigt. Gelangen diese Partikel ungefiltert in den Rotorraum der Pumpe, erhöht sich der Lagerverschleiß deutlich. Lagern sich Partikel am magnetischen Rotor an, kann aufgrund von Abrasion die umhüllende Struktur verletzt insbesondere zerstört werden. Um den Partikeleintrag zu verhindern bzw. zu minimieren, ist es bekannt, das Medium vor dem Eintritt in den Rotorraum zu filtern. Zudem werden Spalten, insbesondere der zwischen Welle und Radiallager, möglichst abgedichtet bzw. minimiert. Zur Abdichtung zwischen Welle und Radiallager werden üblicherweise Gleitringdichtungen, Radialweilendichtringe oder Spezialdichtungen verwendet, welche als
eigenständiges Teil über einen separaten Montageschritt an den Lagerträger montiert werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorkreiselpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass Konstruktion und Montage vereinfacht, Hersteil- und Montagekosten verringert und Abdichtung, Langzeitbeständigkeit und
Betriebssicherheit verbessert sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der einteilige
Lagerträger auf der dem Pumpenläufer zugewandten Seite eine
ringscheibenförmige Wellendichtung trägt, die vom Material des Lagerträgers umspritzt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Lagerträger einer Nassläuferpumpe ist das
Wellendichtelement am Lagerträger integriert. Aufgrund der Einstückigkeit, bei der das Wellendichtelement vom Kunststofflagerträger umgeben ist, entfällt der separate Montagevorgang des Fügens des Wellendichtringes an den
Lagerträger. Auch ist eine höhere Präzision zwischen Welle und
Wellendichtelement gegeben, was zu einer besseren Abdichtung und
Langzeitbeständigkeit führt.
Ein Wellendichtelement beinhaltet üblicherweise einen äußeren Dichtring. Dieser bildet die äußere Verbindung zu dem benachbarten Bauteil. Dieses zusätzliche Bauteil entfällt. Die Betriebssicherheit ist erhöht und die Herstell- und
Montagekosten sind gesenkt.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass der Lagerträger aus Kunststoff oder Metall besteht. Auch wird vorteilhafterweise vorgeschlagen, dass die
scheibenförmige Wellendichtung eine Abdichtfunktion zwischen dem
Pumpenraum und dem Radiallager und insbesondere dem Rotorraum besitzt.
Vorzugsweise besteht die scheibenförmige Wellendichtung aus Kunststoff.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die scheibenförmige Wellendichtung aus einem Gewebe, Vlies oder Filz besteht. Hierbei kann das Vlies ein
faserverstärkter, PTFE-gebundener Vlieswerkstoff sein.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die scheibenförmige Wellendichtung zusätzlich die Funktion eines Filters aufweist. Auch kann das Material der scheibenförmigen Wellendichtung elektrisch leitend sein. Hierzu kann das Material der
scheibenförmigen Wellendichtung Graphit aufweisen. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass im Lagerträger mindestens ein Kanal angeordnet ist, der den Pumpenraum mit dem Innenraum des Spaltrohr- oder Spalttopfes verbindet. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Rotorraum von Anfang an mit Flüssigkeit gefüllt ist und damit die Wellendichtungen geschmiert sind. Hierbei sollte der Kanal parallel zur Rotorachse verlaufen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einem axialen Schnitt dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Eine Motorkreiselpumpe in Nassläuferbauart weist ein Spaltrohr oder einen Spalttopf auf, das/der den Motorenrotor umgibt. Im Spaltrohr oder Spalttopf ist nahe dem Pumpenläufer ein Lagerträger 1 aus Kunststoff eingesetzt, der das Spaltrohr oder den Spalttopf abschließt und ein Radiallager 2 trägt, das die Motoren/Pumpenwelle lagert. Hierbei weist der ringförmige Lagerträger 1 einen äußeren ringförmigen Flansch 3 auf, der an der Innenwand des
Spaltrohres/Spalttopfes im Klemmschluss einliegt.
Im Lagerträger 1 liegt auf der dem Pumpenläufer zugewandten Seite eine ringscheibenförmige insbesondere flexible, nicht formstabile Wellendichtung 4 koaxial zur Welle und zum Radiallager 2 ein. Hierbei bildet der Lagerträger um die Welle herum einen ringförmigen koaxialen Freiraum 5, in dessen Innenwand 6 der Außenrand der Wellendichtung 4 hineinragt.
Die flache ringscheibenförmige Wellendichtung 4 weist eine gleichbleibende Dicke von 1 bis 3 mm auf.
Beim Herstellungsprozess des Lagerträgers 1 wird in die Form einer
Spritzgießmaschine das Dichtelement 4 eingelegt und von dem Kunststoff des Trägers 1 formschlüssig umspritzt. Der zur Abdichtung der Welle relevante Dichtbereich des Dichtelements 4 schaut aus dem Lagerträger heraus.
Das Dichtelement 4 kann als Membran wirken und das Medium, welches in den Rotorraum eintritt, filtrieren. Als Material des Dichtelementes 4 sind Elastomer- Membrane, Vliese, Filze, Gewebe und auch elektrisch leitende Materialien verwendbar. Das Dichtelement 4 kann auch ein faserverstärkter, PTFE- gebundener Vlieswerkstoff sein. Ferner kann das Material der scheibenförmigen Wellendichtung 4 Graphit aufweisen, so dass es elektrisch leitend ist.
Beim Einsatz von Lagerträgern aus Kunststoff wird somit die Wellendichtung 4 in das Spritzwerkzeug zur Herstellung des Lagerträgers eingelegt. Beim
eigentlichen Herstellungsprozess werden nun Bereiche des Dichtelementes formschlüssig und ggf. dichtend mit dem Kunststoff umgeben. Weiterhin kann auch das Radiallager in das Spritzwerkzeug eingelegt und mit umspritzt werden. So erhält man eine hochpräzise vorgefertigte Baugruppe mit den o. g. Vorteilen.
Das Dichtelement 4 ggf. ein Vlies kann mit einem weiteren Material getränkt bzw. kombiniert werden, was die Dichtwirkung erhöht, die Reibung zur Welle
minimiert, die zulässige Betriebszeit verlängert und die Durchlässigkeit bestimmt.
Die Wellendichtung bzw. das Dichtelement 4 kann damit folgende Funktionen übernehmen:
1. Abdichtung
Abdichtung des Rotorraums zwischen Welle und Radiallager. . Mediumsfiltrierung
Das Gewebe/die Membran des Dichtelements 4 kann neben der Funktion des Abdichtens zur Welle, auch die Funktion der Mediumsfiltrierung vom
Pumpenraum zum Rotorraum übernehmen. Über die Durchlässigkeit des Dichtelementes lässt sich der Eintrag von Partikeln in den Rotorraum, auch sehr kleiner Größen, minimieren. Weiterhin kann durch die Wahl des
Filtermaterials die Durchströmung des Mediums durch den Rotorraum
eingestellt werden. . Elektrische Leitfähigkeit des Elementes
Das Material des die Welle berührenden Dichtelements 4 kann elektrisch leitend ausgeführt werden. Durch den leitenden Kontakt zu elektrisch
leitenden Nachbarbauteilen und einer sorgfältigen Anbindung dieser an die Erdung des Produktes, kann ein Potentialunterschied des Rotors zum
Potential des übrigen Produktes ausgeglichen werden.
4. Membran zum Ausgleichen von Druckdifferenzen
Entstehen im Rotorraum aufgrund von z. B. Temperaturdifferenzen
Druckunterschiede zum Pumpenraum, können diese durch das Dichtelement 4, welches als Membran arbeitet, ausgeglichen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist im Lagerträger 1 ein Kanal 7 angeordnet, der den Pumpenraum, in dem der Pumpenläufer sich dreht, mit dem Rotorraum des Motors und damit mit dem Inneren des Spaltrohrs bzw. des Spalttopfes verbindet, so dass gleich nach dem Anlaufen der Pumpe genügend Flüssigkeit im Rotorraum sich befindet, um die Wellendichtungen zu schmieren. Hierbei kann der Kanal 7 parallel zur Rotorachse und damit parallel zur
Pumpenwellenachse verlaufen. Der Durchmesser des Kanals beträgt 3 bis 5 mm.

Claims

Ansprüche
1. Motorkreiselpumpe mit einem den Motorenrotor umgebenden Spaltrohr oder Spalttopf, in dem zwischen dem Motorenrotor und dem Pumpenläufer auf der Motorenwelle ein Lagerträger (1) angeordnet ist, der ein die Motorenwelle führendes Radiallager (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der einteilige Lagerträger (1) auf der dem Pumpeniäufer zugewandten Seite eine ringscheibenförmige Wellendichtung (4) trägt, die vom Material des Lagerträgers umspritzt ist.
2. Motorkreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (1) aus Kunststoff oder Metall besteht.
3. Motorkreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die scheibenförmige Wellendichtung (4) eine Abdichtfunktion zwischen dem Pumpenraum und dem Radiallager (2) und insbesondere dem Rotorraum besitzt.
4. Motorkreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die scheibenförmige Wellendichtung (14) aus Kunststoff besteht.
5. Motorkreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h
gekennzeichnet, dass die scheibenförmige Wellendichtung (4) aus einem Gewebe, Vlies oder Filz besteht.
6. Motorkreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies ein faserverstärkter, PTFE-gebundener Vlieswerkstoff ist.
7. Motorkreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmige Wellendichtung (4) zusätzlich die Funktion eines Filters aufweist.
8. Motorkreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Material der scheibenförmigen
Wellendichtung (4) elektrisch leitend ist.
9. Motorkreiselpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der scheibenförmigen Wellendichtung (4) Graphit aufweist.
10. Motorkreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Lagerträger (1) mindestens ein Kanal (7) angeordnet ist, der den Pumpenraum mit dem Innenraum des Spaltrohr- oder Spalttopfes verbindet.
1 . Motorkreiselpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (7) parallel zur Rotorachse verläuft.
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