FR2689573A1

FR2689573A1 - Magnetic clutch pump.

Info

Publication number: FR2689573A1
Application number: FR9303659A
Authority: FR
Inventors: Ahlfeldt Jurgen
Original assignee: QVF GLASTECH GmbH
Current assignee: QVF GLASTECH GmbH
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1993-10-08
Anticipated expiration: 1999-03-30
Also published as: GB2265667A; FR2689573B3; GB9306544D0; GB2265667B; DE9204558U1

Abstract

Pompe à embrayage magnétique, en particulier pour le transport de milieux agressifs et nocifs pour l'environnement, avec un rotor extérieur (18) entouré d'une paroi (25) fixe. Au moins, un interrupteur de proximité (39) est inséré dans la paroi (25), faisant face au rotor extérieur (18), afin de mesurer sans contact la distance entre le rotor extérieur (18) et la paroi (25).Magnetic clutch pump, in particular for transporting aggressive media and harmful to the environment, with an outer rotor (18) surrounded by a fixed wall (25). At least one proximity switch (39) is inserted into the wall (25), facing the outer rotor (18), in order to non-contact measure the distance between the outer rotor (18) and the wall (25).

Description

Pompe à embrayage magnétique L'invention concerne une pompe à embrayageThe invention relates to a clutch pump.

magnétiquemagnetic

selon le préambule de la revendication 1. according to the preamble of claim 1.

Le but principal d'une pompe à embrayage magnétique est d'encapsuler, de façon étanche, l'espace de transfert de la pompe, afin d'empêcher du fluide transporté de sortir, s'agissant dans la plupart des cas d'un fluide transporté agressif et nocif pour l'environnement L'entraînement est assuré au moyen de l'embrayage électromagnétique, à travers l'encapsulage formé par un pot à entrefer, dont la paroi périphérique cylindrique creuse s'étend dans l'interstice entre les éléments magnétiques se trouvant sur un rotor The main purpose of a magnetic clutch pump is to seal the transfer space of the pump in order to prevent the transported fluid from leaving, in most cases being a fluid transported aggressive and harmful to the environment The drive is ensured by means of the electromagnetic clutch, through the encapsulation formed by an air gap, the hollow cylindrical peripheral wall of which extends in the gap between the magnetic elements lying on a rotor

intérieur et un rotor extérieur.inside and an outside rotor.

Dans le cas d'une pompe à embrayage magnétique usuelle, l'étanchéité décrite ci-dessus est mise en danger lorsque se manifeste une usure des paliers à roulement portant le rotor extérieur et que s'établit un jeu radial au rotor extérieur si élevé que ses parties magnétiques, disposées sur son enveloppe intérieure, viennent en contact avec le pot à entrefer, faisant que ce dernier est fendu, permettant au In the case of a conventional magnetic clutch pump, the seal described above is endangered when wear of the rolling bearings carrying the outer rotor occurs and a radial clearance to the outer rotor is established so high that its magnetic parts, arranged on its inner envelope, come into contact with the air gap pot, causing it to be split, allowing the

fluide de pompage de sortir de l'encapsulage. pumping fluid to come out of the encapsulation.

Lorsque, pour éliminer ce défaut, on construit des pompes à embrayage magnétique pour lesquelles l'entrefer libre entre Le rotor extérieur et le pot à entrefer est supérieur à l'entrefer entre le rotor extérieur et un carter qui l'entoure, le rotor extérieur ne peut, dans le cas de dommages aux paliers, pas venir en contact avec le pot à entrefer En cas de dommages aux paliers, le rotor extérieur vient cependant appuyer extérieurement sur la paroi du carter La paroi d carter et/ou le rotor extérieur s'en When, to eliminate this defect, magnetic clutch pumps are constructed for which the free air gap between the outer rotor and the air gap is greater than the air gap between the outer rotor and a casing which surrounds it, the outer rotor cannot, in the event of damage to the bearings, come into contact with the air gap In the event of damage to the bearings, the external rotor however comes to press externally on the wall of the housing The housing wall and / or the external rotor s 'in

trouvent endommagés.find damaged.

_n autre problème, pour une pompe à embrayage magnétique, réside dans le fait que de nombreux liquides ou gaz à pomper ne sont pas seulement agressifs et nocifs pour l'environnement mais présentent également un risque d'incident ou d'explosion Dans une pompe à embrayage magnétique, il y a donc un double risque d'incident ou d'explosion, à savoir, d'une part, que des gaz ou liquides inflammables viennent pénétrer depuis l'extérieur dans le carter, et, d'autre part, que dans un cas de panne prescrit, du fluide inflammable sorte de l'espace de pompe. Lorsque le rotor extérieur vient en contact avec le pot à entrefer ou avec le carter, il se produit des chaleurs de friction et, dans certaines conditions, il peut également se produire des étincelles dues aux frictions, aux chocs ou aux frottements, ce qui peut entraîner l'allumage d'un fluide inflammable. L'invention a pour but de configurer une pompe à embrayage magnétique du type indiqué au début, de façon à constater l'apparition d'une nutation sur le rotor extérieur _n another problem, for a magnetic clutch pump, lies in the fact that many liquids or gases to be pumped are not only aggressive and harmful for the environment but also present a risk of incident or explosion In a pump with magnetic clutch, there is therefore a double risk of incident or explosion, namely, on the one hand, that flammable gases or liquids come into the casing from the outside, and, on the other hand, that in the event of a prescribed fault, flammable fluid leaves the pump space. When the outer rotor comes into contact with the air gap or the casing, there is friction heat and, under certain conditions, sparks may also occur due to friction, shock or friction, which can cause ignition of a flammable fluid. The object of the invention is to configure a magnetic clutch pump of the type indicated at the start, so as to observe the appearance of nutation on the external rotor.

avant que des dommages ne puissent se produire. before damage can occur.

Dans la pompe à embrayage magnétique selon l'invention, au moins un interrupteur de proximité inductif est inséré dans la paroi d'appui faisant face au rotor extérieur, pour mesurer sans contact la distance entre le rotor extérieur et la paroi d'appui Lorsque, du fait d'un dommage, par exemple d'un dommage sur un palier, déjà décrit, il se produit une modification de la distance entre le rotor extérieur et le carter pendant le fonctionnement, ceci est constaté par l'interrupteur de proximité inductif avant que le rotor extérieur ne vienne en un mouvement de nutation si ample qu'il se produise un contact avec la paroi de carter ou le In the magnetic clutch pump according to the invention, at least one inductive proximity switch is inserted in the support wall facing the external rotor, to measure without contact the distance between the external rotor and the support wall When, due to damage, for example damage to a bearing, already described, there is a change in the distance between the outer rotor and the housing during operation, this is noted by the front inductive proximity switch the outer rotor does not come in a nutation movement so large that there is contact with the casing wall or the

pot à entrefer.air gap.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'interrupteur de proximité inductif envoie un signal électrique, conduit par un conducteur à un dispositif de commande du moteur d'entraînement de la pompe, débranchant According to another embodiment of the invention, the inductive proximity switch sends an electrical signal, led by a conductor to a control device of the pump drive motor, disconnecting

le moteur en cas de réception du signal. the engine if the signal is received.

On obtient de ce fait l'avantage que l'on peut détecter immédiatement la défaillance d'un palier à roulement, avant que ce défaut entraîne des dégâts Le principe de The advantage is therefore obtained that the failure of a rolling bearing can be detected immediately, before this defect causes damage.

l'entretien préventif est de ce fait rempli. preventive maintenance is therefore completed.

La précocité de la mise hors service du moteur d'entraînement permet d'empêcher un démarrage du rotor extérieur et ainsi le développement de chaleur de frottement, d'étincelles ou de chauffage partiel La protection contre l'explosion ainsi produite vaut non seulement dans le cas o l'on a affaire à un fluide inflammable lorsqu'il sort de l'enceinte de pompe pour arriver dans l'enceinte carter mais également pour le cas o l'on a affaire à un fluide inflammable, arrivant depuis l'extérieur dans l'enceinte de pompe Ainsi, ces pompes à embrayage magnétique peuvent également être installées dans The early deactivation of the drive motor makes it possible to prevent starting of the external rotor and thus the development of frictional heat, sparks or partial heating The explosion protection thus produced is valid not only in the case we are dealing with a flammable fluid when it leaves the pump enclosure to arrive in the casing enclosure but also for the case where we are dealing with a flammable fluid, arriving from the outside in the pump enclosure Thus, these magnetic clutch pumps can also be installed in

des locaux o règne un risque d'explosion. premises where there is a risk of explosion.

L'invention est expliquée plus détails ci-après, ainsi que d'autres avantages pouvant être obtenus, à l'aide d'un exemple de réalisation préféré, et des dessins Dans le dessin: la figure 1 représente une pompe à embrayage magnétique selon l'invention, en coupe axiale et la figure 2 représente une partie éclatée, à plus grande échelle, de la pompe de la figure 1, montrant l'interrupteur de proximité inductif et le The invention is explained in more detail below, as well as other advantages which can be obtained, with the aid of a preferred embodiment, and of the drawings. In the drawing: FIG. 1 represents a magnetic clutch pump according to the invention, in axial section and FIG. 2 represents an exploded part, on a larger scale, of the pump of FIG. 1, showing the inductive proximity switch and the

montage à rotation de l'arbre d'entraînement. rotational mounting of the drive shaft.

Les parties principales de la pompe sont composées d'une chambre de pompe 1 et d'un ensemble d'entraînement 2, placés l'un contre l'autre axialement Dans la chambre de pompe 1 se trouve une roue de pompe 3 montée à rotation sur un arbre de pompe 4 disposé coaxialement La chambre de pompe 1 présente une ouverture d'entrée de fluide 5 axiale et une ouverture de sortie 6 radiale, ou tangentielle, située dans la plan de rotation de la roue de pompe 3, présentant un canal d'aspiration axial 7 se raccordant à l'ouverture d'entrée de fluide 5, et se transformant The main parts of the pump are composed of a pump chamber 1 and a drive assembly 2, placed one against the other axially In the pump chamber 1 there is a pump wheel 3 rotatably mounted on a pump shaft 4 arranged coaxially The pump chamber 1 has an axial fluid inlet opening 5 and a radial or tangential outlet opening 6 located in the plane of rotation of the pump wheel 3, having a channel axial suction 7 connecting to the fluid inlet opening 5, and transforming

radialement en plusieurs canaux ou perçages de transport 8. radially in several channels or transport holes 8.

L'ensemble d'entraînement 2 est un carter en forme de pot placé, par son bord de pot 9 libre, contre la chambre de pompe 1 Dans l'unité d'entraînement 2 se trouve un pot à entrefer 10, qui entoure en forme de pot le rotor magnétique 11, l'arbre de pompe 4 et le palier à cylindre 12 et qui est relié de façon étanche, par son bord de pot, à une bride de palier 13 La bride de palier 13 est à son tour enserrée de The drive assembly 2 is a pot-shaped casing placed, by its free pot edge 9, against the pump chamber 1 In the drive unit 2 there is a gap pot 10, which surrounds in shape of pot the magnetic rotor 11, the pump shaft 4 and the cylinder bearing 12 and which is tightly connected, by its edge of pot, to a bearing flange 13 The bearing flange 13 is in its turn enclosed by

façon étanche entre un carter spiral 14 et une lanterne 15. sealingly between a spiral casing 14 and a lantern 15.

L'arbre de pompoe 4, la roue de pompe 3 et le rotor magnétique 11 forment un ensemble de construction Il peut être assemblé en deux -u trois composants et être réalisé en une, deux, trois parties ou plus Cet élément de construction est d'une longueur telle que le pot à entrefer s'étend sur une Grande partie de sa longueur dans la lanterne 15 Une paroi frontale 16 opposée à la chambre de pompe 1, de l'ensemble d'entraînement 2 en forme de pot sert de palier à un arbre d'entraînement 17 le traversant et sur l'extrémité intérieur duquel est fixé un rotor extérieur 18 dont la paroi intérieure 19 cylindrique creuse entoure le pot à entrefer 10 Sur ou à proximité du bord libre du rotor extérieur 18, sont fixées, de façon distribuée, sur la périphérie intérieure du rotor extérieur 18, des parties magnétiques 20 coopérant avec des parties magnétiques 21, d'une polarité opposée, disposées à la périphérie du rotor magnétique et dans le même plan transversal, ou noyées à l'intérieur de ce ui-ci La distance radiale entre les parties magnétiques 20 et 21 est telle qu'entre ces dernières et le pot à entrefer 10 s'étendant entre elle, The pump shaft 4, the pump wheel 3 and the magnetic rotor 11 form a construction assembly It can be assembled in two -or three components and be made in one, two, three or more parts This construction element is d '' a length such that the air-gap pot extends over a large part of its length in the lantern 15 A front wall 16 opposite the pump chamber 1, of the drive assembly 2 in the form of a pot serves as a bearing a drive shaft 17 passing therethrough and on the inner end of which is fixed an external rotor 18, the hollow cylindrical internal wall 19 of which surrounds the air gap 10 On or near the free edge of the external rotor 18, are fixed, distributed manner, on the inner periphery of the outer rotor 18, magnetic parts 20 cooperating with magnetic parts 21, of opposite polarity, arranged on the periphery of the magnetic rotor and in the same transverse plane rsal, or embedded inside this ui The radial distance between the magnetic parts 20 and 21 is such that between the latter and the air gap 10 extending between it,

existent des entrefers 51, 52.there are air gaps 51, 52.

Sur la surface extérieure de la paroi 22 cylindrique creuse du rotor extérieur ceut être fixé, à proximité de son bord libre 23 ou s'y limitant, un anneau cylindrique creux 24, de préférence réalisé en un matériau ne produisant pas d'étincelle et noyé dans le rotor extérieur 18, de telle façon qu'il affleure la paroi extérieure du rotor extérieur 18, ou bien est posé sur cette dernière Entre la surface d'enveloppe extérieure de l'anneau 24 et la paroi 25 radialement opposée ou, plus précisément dit, la surface intérieure d'enveloppe de la lanterne 15 est prévu un On the external surface of the hollow cylindrical wall 22 of the external rotor can be fixed, near its free edge 23 or limited thereto, a hollow cylindrical ring 24, preferably made of a non-sparking material and embedded in the outer rotor 18, in such a way that it is flush with the outer wall of the outer rotor 18, or else is placed thereon Between the outer envelope surface of the ring 24 and the radially opposite wall 25 or, more precisely said, the inner surface of the envelope of the lantern 15 is provided a

entrefer 53, inférieur à l'entrefer Si ou 52. air gap 53, less than air gap Si or 52.

Pour l'invention, il est sans importance qu'il soit ou For the invention, it is immaterial whether it is or

non frété un anneau sur le rotor extérieur. not ringed a ring on the outer rotor.

De préférence, à l'opposé de la bague cylindrique creuse 24 est situé un épaulement intérieur 26 de la lanterne 15 de sorte que le reste de la partie de la lanterne 15 présente un espacement radial plus grand par Preferably, opposite the hollow cylindrical ring 24 is located an inner shoulder 26 of the lantern 15 so that the rest of the part of the lantern 15 has a greater radial spacing by

rapport au rotor extérieur 18.relative to the outer rotor 18.

Dans le présent exemple de réalisation, l'arbre d'entraînement 17 est monté à rotation dans un support de palier 27, vissé sur la paroi frontale 16 et traversant cette dernière, dans un alésage Dans le support de palier 27 sont montés deux paliers à roulement 28, 29 séparés l'un de l'autre et espacés, un joint d'étanchéité d'arbre 30 étant placé entre Ces paliers et formant une étanchéité secondaire Le joint d'étanchéité d'arbre 30 assure l'étanchéité de l'espace intérieur de lanterne 31, vers l'intérieur et vers l'extérieur A cette fin, sont prévues deux bagues d'étanchéité 32 a, 32 b, de préférence des bagues d'étanchéité radiales ou à lèvre, qui présentent également un espacement mutue L et forment une chambre à graisse 33 ou une garniture à cgraisse De préférence, les deux bagues d'étanchéité 32 a, 32 b forment, avec les bagues intérieure et extérieure 34, 35 -es logeant, un élément de construction d'étanchéité, au sens d'un ensemble de construction Les bagues extérieure el intérieure 34, 35 sont isolées de façon étanche par rapport a l'espace intérieur de la lanterne 31, ou par rapport à l'arbre d'entraînement 17, de préférence au In the present embodiment, the drive shaft 17 is rotatably mounted in a bearing support 27, screwed onto the front wall 16 and passing through the latter, in a bore. In the bearing support 27 are mounted two bearings at bearing 28, 29 separated from each other and spaced apart, a shaft seal 30 being placed between these bearings and forming a secondary seal The shaft seal 30 seals the interior space of lantern 31, inwards and outwards For this purpose, two sealing rings 32 a, 32 b are provided, preferably radial or lip sealing rings, which also have a mutual spacing L and form a grease chamber 33 or a grease seal Preferably, the two sealing rings 32 a, 32 b form, with the inner and outer rings 34, 35-being housed, a sealing construction element, in the sense of a construction assembly The outer and inner rings 34, 35 are sealed in relation to the interior space of the lantern 31, or to the drive shaft 17, preferably at

moyen de joints d'étanchéité radiaux. by means of radial seals.

Il peut s'agir de joints toriques 36 a, 36 b, placés dans des gorges annulaires, de préférence ménagées dans la surface extérieure de la bague extérieure 35 et dans la They may be O-rings 36 a, 36 b, placed in annular grooves, preferably formed in the outer surface of the outer ring 35 and in the

surface d'enveloppe intérieure de la bague intérieure 34. inner casing surface of the inner ring 34.

L'enceinte intérieure de lanterne 31 est ainsi isolée de manière étanche, au moyen du joint d'étanchéité d'arbre 30 The internal lantern enclosure 31 is thus insulated in a sealed manner, by means of the shaft seal 30

et au moyen du pot à entrefer 10.and by means of the air gap 10.

Pour assurer la protection du palier à roulement extérieur 29, peut être disposée, dans un couvercle de palier 37, une bague d'étanchéité 38 coopérant avec l'arbre d'entraînement 17 Il s'agit ici d'une bague d'étanchéité radiale usuelle. Dans l'épaulement intérieur cylindrique creux 26 de la lanterne 15 est inséré, à l'opposé du rotor extérieur 18, un interrupteur de proximité 39 inductif, de façon que l'extrémité de mesure de l'interrupteur de proximité mesure la valeur de l'enzrefer 53 Par le conducteur 40, l'interrupteur de proximité inductif 39 est relié à la commande du moteur à entraînement de la pompe (non représenté). Lorsque, du fait d'un dommage survenu sur la pompe à embrayage magnétique, par exemple en cas d'usure de l'un ou des deux paliers à roulement 28, 29, le rotor extérieur entraîné 18 prend un jeu de déplacement radial, du fait de la faible valeur de la largeur de l'entrefer 53, il est empêché que les par-ies magnétiques 20 puissent venir en contact avec le poz à entrefer 10 et l'endommagent ou puissent le fendre, faisant que l'encapsulage de la chambre de pompe 1 serait rompu et que le fluide véhiculé pourrait s'écouler dans l'escace intérieur de lanterne 31 Dans le cas d'un tel jeu radial de déplacement du rotor extérieur 18, il se produit une variation de l'espacement entre le rotor extérieur 18 et la paroi intérieure de lanterne 25 ou l'épaulement intérieur 26 de la lanterne 15 Suite à cela, l'interrupteur de proximité 39 envoie un signal, conduit par un conducteur 40, jusqu'à la commande du moteur d'entraînement de la pompe et provoquant une coupure de To protect the outer rolling bearing 29, a sealing ring 38 cooperating with the drive shaft 17 can be arranged in a bearing cover 37. This is a radial sealing ring usual. Opposite the outer rotor 18, an inductive proximity switch 39 is inserted into the hollow cylindrical inner shoulder 26 of the lantern 15, so that the measuring end of the proximity switch measures the value of l 'enzrefer 53 By the conductor 40, the inductive proximity switch 39 is connected to the control of the motor with pump drive (not shown). When, as a result of damage to the magnetic clutch pump, for example in the event of wear of one or both rolling bearings 28, 29, the driven external rotor 18 takes a play of radial displacement, made of the small value of the width of the air gap 53, it is prevented that the magnetic par-ies 20 can come into contact with the poz to air gap 10 and damage or can split it, causing that the encapsulation of the pump chamber 1 would be broken and the conveyed fluid could flow into the interior space of the lantern 31 In the case of such a radial clearance of movement of the exterior rotor 18, there is a variation in the spacing between the outer rotor 18 and the inner lantern wall 25 or the inner shoulder 26 of the lantern 15 Following this, the proximity switch 39 sends a signal, driven by a conductor 40, until the drive motor is controlled of the pump and causing a cut in

l'alimentation du moteur.motor power.

La sécurité de démarrage est également active lorsque la pompe à embrayage magnétique se trouve dans un local sujet à risque d'explosion et que, du fait d'un défaut sur le joint d'étanchéité d'arbre 30, un fluide inflammable (gaz, liquide) pénétrerait dans l'espace intérieur de lanterne 31 Lorsqu'alors, simultanément, se produit un dégât sur le palier à roulement, cela n'aboutit pas à un allumage dans l'espace intérieur de lanterne 31, du fait que le signal de l'interrupteur de proximité 39 débranche le moteur d'entraînement, et, de ce fait empêche tout démarrage du rotor extérieur 18 contre la surface intérieure d'enveloppe 25 de l'épaulement intérieur cylindrique creux 26. La pompe à embrayage magnétique décrite ci-dessus est revêtue, sur la zone de sa chambre de pompe 1, de matière synthétique, afin d'assurer une protection, contre la corrosion, des parois afférentes de l'enceinte L'invention concerne l'ensemble des pompes à embrayage magnétique, The starting safety is also active when the magnetic clutch pump is in a room subject to risk of explosion and that, due to a fault on the shaft seal 30, a flammable fluid (gas, liquid) would enter the interior space of the lantern 31 When, simultaneously, damage occurs on the rolling bearing, this does not result in ignition in the interior space of the lantern 31, since the signal the proximity switch 39 disconnects the drive motor, and therefore prevents any starting of the outer rotor 18 against the inner casing surface 25 of the hollow cylindrical inner shoulder 26. The magnetic clutch pump described above above is coated, on the zone of its pump chamber 1, with synthetic material, in order to ensure protection, against corrosion, of the related walls of the enclosure. The invention relates to all of the pumps with magnetic clutch ,

composées en matière synthétique, en céramique et en métal. made of synthetic material, ceramic and metal.

g 2689573g 2689573

Claims

1 Magnetic clutch pump, in particular for transporting aggressive and environmentally harmful media, with an external rotor (18) surrounded by a fixed wall (25), characterized in that at least one proximity switch ( 39) is inserted into the wall (25), facing the outer rotor (18), in order to measure without contact the distance between the outer rotor (18) and the

wall (25).

2 magnetic clutch pump according to claim 1, characterized in that the or each proximity switch (39) is arranged in a plane perpendicular to the axis of the outer rotor (18), in the

free edge area of the outer rotor (18).

3 Magnetic clutch pump according to claim 1 or 2, characterized in that it has several interrupter proximity sensors (39) distributed circumferentially 4 Magnetic clutch pump according to one of

previous claims, characterized in that the or

each proximity switch (39) is disposed on an internal shoulder (26) of the wall (25), in the region of the smallest distance between the wall (25) and the rotor

exterior (18).

Magnetic clutch pump according to one of

previous claims, characterized in that the or

each proximity switch (39) sends, in the event of a variation in the measured distance, an electrical signal capable of being conducted, by a conductor (40), to a control device which disconnects the motor

pump drive if signal is received.