LU500893B1 - Wet rotor pump without axial bearings - Google Patents

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LU500893B1
LU500893B1 LU500893A LU500893A LU500893B1 LU 500893 B1 LU500893 B1 LU 500893B1 LU 500893 A LU500893 A LU 500893A LU 500893 A LU500893 A LU 500893A LU 500893 B1 LU500893 B1 LU 500893B1
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axial
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pump
partition
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Sebastian Ruf
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Wilo Se
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nassläuferpumpe (1) mit einem permanentmagnetischen Rotor (2) und einer zum Rotor (2) hin durch eine Trennwand (5) begrenzte Pumpenkammer (4), in der ein Laufrad (7) angeordnet ist, das auf einer axial verschieblichen Welle (3) drehfest montiert ist und eine Tragscheibe (8), eine Deckscheibe (10) und zwischen diesen angeordnete Schaufeln (9) aufweist. Die Deckscheibe (10) ist mittels einer Saughalsdichtung (11) radial abgedichtet und von der Tragscheibe (8) springt eine erste ringförmige Wand (12) vor, die gemeinsam mit einem axialen Vorsprung (6) der Trennwand (5) einen axial durchströmbaren, radialen Drosselspalt (13) konstanter Spaltweite bildet. Eine Entlastungsbohrung (18) bildet eine Fluidverbindung zwischen der Saugseite (20) des Laufrades (2) und einem zwischen der Tragscheibe (8) und der Trennwand (5) liegenden Radseitenraum. Das Laufrad (7) weist eine zweite, sich zur Trennwand (5) erstreckende, ringförmige Wand (14) auf, die den Radseitenraum zwischen der ersten Wand (12) und der Welle (3) in einen radial äußeren Ringraum (16) und einen radial inneren Ringraum (17) trennt und die mit der Trennwand (5) einen von der axialen Lage des Laufrads (7) abhängigen, radial durchströmbaren axialen Drosselspalt (15) bildet. Die Saughalsdichtung (11) liegt auf einem Durchmesser zwischen dem radialen Drosselspalt (13) und dem axialen Drosselspalt (15). Die Entlastungsbohrung (18) mündet in den radial inneren Ringraum (17). Infolge dieser Konstruktion stellt sich die Spaltweite des axialen Drosselspalts (15) und somit die axiale Position des Laufrads selbsttätig ein. Somit kann bei der Nassläuferpumpe (1) auf ein Axiallager verzichtet werden.The invention relates to a glandless pump (1) with a permanent-magnetic rotor (2) and a pump chamber (4) which is delimited towards the rotor (2) by a partition (5) and in which an impeller (7) is arranged which is mounted on an axially displaceable The shaft (3) is non-rotatably mounted and has a support disk (8), a cover disk (10) and blades (9) arranged between them. The cover disk (10) is sealed radially by means of a suction neck seal (11) and a first annular wall (12) protrudes from the support disk (8) which, together with an axial projection (6) of the partition wall (5), forms a radial Throttle gap (13) forms a constant gap width. A relief bore (18) forms a fluid connection between the suction side (20) of the impeller (2) and an impeller side space located between the support disc (8) and the partition (5). The impeller (7) has a second, to the partition (5) extending annular wall (14) which divides the impeller side space between the first wall (12) and the shaft (3) into a radially outer annular space (16) and a radially inner annular space (17) and which, together with the partition (5), forms an axial throttle gap (15) which is dependent on the axial position of the impeller (7) and through which flow can flow radially. The suction neck seal (11) lies on a diameter between the radial throttle gap (13) and the axial throttle gap (15). The relief bore (18) opens into the radially inner annular space (17). As a result of this design, the gap width of the axial throttle gap (15) and thus the axial position of the impeller are adjusted automatically. This means that there is no need for an axial bearing in the glandless pump (1).

Description

WI 810055LU B LU500893 24.11.2021WI 810055LU B LU500893 24.11.2021

WILO SEWILO SE

Wilopark 1 44263 DortmundWilopark 1 44263 Dortmund

Axiallagerlose NasslauferpumpeWet-running pump without axial bearings

Die Erfindung betrifft eine Nasslauferpumpe mit einem permanentmagnetischenThe invention relates to a wet-running pump with a permanent magnet

Rotor und einer zum Rotor hin durch eine Trennwand begrenzte Pumpenkammer, in der ein Laufrad angeordnet ist, das auf einer relativ zum Stator axial verschieblichenRotor and a pump chamber delimited towards the rotor by a partition wall, in which an impeller is arranged, which is axially displaceable on a rotor relative to the stator

Welle drehfest montiert ist und eine Tragscheibe, eine Deckscheibe und zwischen diesen angeordnete Schaufeln aufweist, wobei die Deckscheibe mittels einerShaft is rotatably mounted and has a support disk, a cover disk and blades arranged between them, the cover disk by means of a

Saughalsdichtung radial abgedichtet ist und von der Tragscheibe eine ringférmigeSuction neck seal is sealed radially and an annular one from the support disc

Wand vorspringt, die gemeinsam mit einem axialen Vorsprung der Trennwand einen axial durchstrémbaren radialen Drosselspalt konstanter Spaltweite bildet, und wobei eine Entlastungsbohrung eine Fluidverbindung zwischen der Saugseite desWall protrudes, which together with an axial projection of the partition wall forms an axially traversable radial throttle gap of constant gap width, and wherein a relief bore provides a fluid connection between the suction side of the

Laufrades und einem zwischen der Tragscheibe und der Trennwand liegendenimpeller and one lying between the support disc and the partition

Radseitenraum bildet.Radseitenraum forms.

Nasslauferpumpen sind Kreiselpumpen, bei denen der Rotor in dem gefördertenWet-running pumps are centrifugal pumps in which the rotor is in the conveyed

Medium dreht. Auf Laufräder von Kreiselpumpen wirken Axialkräfte, die sich durchmedium rotates. Axial forces acting on the impellers of centrifugal pumps are

Druckkräfte und Impulskräfte auf die Laufradoberflachen ergeben. Typischerweise zeigt die resultierende Axialkraft entgegen der Laufradzustrômung und muss durch ein Axiallager abgefangen werden. Bei Nasslauferpumpen sind diese Axiallager in der Regel als medium-geschmierte Gleitlager bestehend aus einem System aus einer stationären und einer rotierenden Komponente ausgeführt. Durch ein zumPressure forces and impulse forces on the impeller surfaces result. Typically, the resulting axial force is in the opposite direction to the impeller inflow and must be absorbed by an axial bearing. In the case of wet-running pumps, these axial bearings are usually designed as medium-lubricated slide bearings consisting of a system consisting of a stationary and a rotating component. through a to

Abfangen der Axialkraft verwendetes Lagersystem können jedoch Nachteile entstehen. So benötigt das Axiallager Bauraum, es führt zu höheren Kosten, einer höheren Systemkomplexität, zu Reibungsverlusten und Geräuschen. Ferner ist es hinsichtlich der Bauteilqualität und Toleranzen zu überwachen, es ist verschleiBbehaftet und birgt die Gefahr eines Verklebens. Es besteht deshalb einHowever, the bearing system used to absorb the axial force can have disadvantages. The axial bearing requires installation space, leading to higher costs, greater system complexity, friction losses and noise. Furthermore, it must be monitored with regard to the component quality and tolerances, it is subject to wear and harbors the risk of sticking. Therefore there is a

Bedürfnis, auf das Axiallager zu verzichten.Need to do without the thrust bearing.

Um die Verluste im Lagersystem durch verringerte Lagerbelastung zu reduzieren, LU500893 wurden Entlastungssysteme entwickelt, die insbesondere bei mehrstufigen Pumpen notwendig sind. Dort können die Axialkräfte so groß werden, dass sie durch ein übliches Lager nicht mehr in einer vertretbaren Baugröße zu vertretbaren Kosten mit akzeptablen Verlusten aufgenommen werden können. Die reduzierte Lagerbelastung wird durch erhöhte volumetrische und/oder Reibungsverluste im Entlastungssystem erkauft. Es muss deshalb in der Praxis genau geprüft werden, ob die Vorteile desIn order to reduce the losses in the bearing system by reducing the bearing load, LU500893 balancing systems were developed, which are particularly necessary for multi-stage pumps. There, the axial forces can become so large that they can no longer be absorbed by a conventional bearing of a reasonable size at a reasonable cost with acceptable losses. The reduced bearing load comes at the cost of increased volumetric and/or frictional losses in the relief system. It must therefore be checked in practice whether the advantages of the

Entlastungssystems dessen Nachteile überwiegen. Ein Entlastungssystem kann beispielsweise durch sogenannte Rückenschaufeln auf der Rückseite derDischarge system whose disadvantages outweigh. A relief system can, for example, by so-called back blades on the back of the

Tragscheibe des Laufrads gebildet sein. Ferner bilden in der gattungsgemäßenBe formed support disk of the impeller. Furthermore, form in the generic

Nassläuferpumpe die vorspringende ringförmige Wand der Tragscheibe und dieWet rotor pump the projecting annular wall of the support disc and the

Entlastungsbohrung, beispielswiese im Laufrad, ein Entlastungssystem zurRelief hole, e.g. in the impeller, a relief system for

Reduzierung der auf das Laufrad wirkenden Axialkräfte.Reduction of the axial forces acting on the impeller.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nassläuferpumpe mit einem verbessertenThe object of the invention is to provide a glandless pump with an improved

Entlastungssystem bereitzustellen, das die Axialkräfte im Normalbetrieb derProvide relief system that the axial forces in normal operation

Nassläuferpumpe eliminiert, damit diese ohne Axiallager ausgeführt werden kann, wobei die Entlastung platzsparend im Radseitenraum der Tragscheibe untergebracht sein soll.Wet-running pump eliminated so that it can be designed without an axial bearing, whereby the relief is to be accommodated in the impeller side space of the support disk to save space.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. VorteilhafteThis object is solved by the subject matter of claim 1. beneficial

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend erläutert.Further developments are specified in the dependent claims and are explained below.

Erfindungsgemäß ist bei der gattungsgemäßen Nassläuferpumpe vorgesehen, dass anstelle eines Axiallagers das Laufrad eine zweite, sich zur Trennwand erstreckende ringförmige Wand aufweist, die den Radseitenraum zwischen der ersten Wand und der Welle in einen radial äußeren Ringraum und einen radial inneren Ringraum trennt und die mit der Trennwand einen von der axialen Lage des Laufrads abhängigen, radial durchströmbaren axialen Drosselspalt bildet, wobei die Saughalsdichtung auf einem Durchmesser zwischen dem radialen Drosselspalt und dem axialenAccording to the invention, in the wet-running pump of the generic type, it is provided that instead of an axial bearing, the impeller has a second annular wall that extends to the partition wall, which divides the impeller side space between the first wall and the shaft into a radially outer annular space and a radially inner annular space and which is connected to the Partition forms a dependent on the axial position of the impeller, radial flow through axial throttle gap, wherein the suction neck seal on a diameter between the radial throttle gap and the axial

Drosselspalt liegt und die Entlastungsbohrung in den radial inneren Ringraum mündet. Infolge dieser Konstruktion stellt sich die Spaltweite des axialenThrottle gap is and the relief bore opens into the radially inner annular space. As a result of this construction, the gap width of the axial

Drosselspalts und somit die axiale Position des Laufrads selbsttätig ein. Somit kann LU500893 bei der Nassläuferpumpe auf ein Axiallager verzichtet werden.Throttle gap and thus the axial position of the impeller automatically. This means that an axial bearing can LU500893 be dispensed with in the glandless pump.

Die Kompensation der Axialkräfte am Laufrad wird erfindungsgemäß durch einThe compensation of the axial forces on the impeller is according to the invention by a

System zusammenwirkender Komponenten erreicht, nämlich - einem radialen Dichtspalt (Radialspalt) mit konstanter Spaltweite auf einem äußeren Durchmesser des Laufrads. Dieser Dichtspalt bildet eine radialeSystem of interacting components achieved, namely - a radial sealing gap (radial gap) with a constant gap width on an outer diameter of the impeller. This sealing gap forms a radial one

Vordrossel und wird axial durchströmt. - einem axialen Dichtspalt (Axialspalt) variabler Spaltweite auf einem innerenRestrictor and is flowed through axially. - An axial sealing gap (axial gap) of variable gap width on an inner one

Durchmesser des Laufrads. Dieser Dichtspalt wird radial nach innen durchströmt und bildet eine axiale Drossel, deren Wirkung von der Spaltweite des Axialspalts abhängt, die wiederum von der axialen Position des Laufrads bzw. Rotors abhängt. Als innerer Durchmesser ist ein Durchmesser zu verstehen, der näher an der Welle liegt, als der äußere Durchmesser. - einem durch die Saughalsdichtung gebildeten radialen Dichtspalt mit konstanter Spaltweite auf einem mittleren Durchmesser des Laufrads, d.h. einem Durchmesser zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser, mit anderen Worten zwischen dem Radialspalt und dem Axialspalt. - und einer Entlastungsbohrung, die zwischen dem inneren Durchmesser und der Welle in den Radseitenraum mündet und dadurch eine Durchströmung des Radseitenraum möglich macht, wodurch der radiale und der axialeimpeller diameter. The flow through this sealing gap is radially inward and forms an axial throttle, the effect of which depends on the gap width of the axial gap, which in turn depends on the axial position of the impeller or rotor. The inner diameter is a diameter that is closer to the shaft than the outer diameter. - a radial sealing gap formed by the suction neck seal with a constant gap width on a mean diameter of the impeller, i.e. a diameter between the outer and the inner diameter, in other words between the radial gap and the axial gap. - And a relief bore, which opens between the inner diameter and the shaft in the wheel side space and thereby makes it possible to flow through the wheel side space, whereby the radial and the axial

Dichtspalt wirksam werden.Sealing gap become effective.

Durch die radiale Vordrossel wird sichergestellt, dass die Vorzugsrichtung der auf das Laufrad wirkenden hydraulischen Druckkräfte immer in Richtung derThe radial restrictor ensures that the preferred direction of the hydraulic pressure forces acting on the impeller is always in the direction of the

Strömungsrichtung am Laufradeintritt zeigt. Dadurch wird erreicht, dass der Rotor durch Druck und Impulskräfte am Laufrad derart verschoben wird, dass sich der axiale Dichtspalt schließt, d.h. dessen Spaltweite geringer wird. Dies hat einenDirection of flow at the impeller inlet shows. This ensures that the rotor is displaced by pressure and impulse forces on the impeller in such a way that the axial sealing gap closes, i.e. its gap width becomes smaller. This has one

Anstieg des Druckniveaus im Radseitenraum auf der Laufradrückseite zur Folge, der über die Entlastungsbohrung abgebaut wird, bis sich ein Kräftegleichgewicht einstellt.The result is an increase in the pressure level in the impeller side space on the rear side of the impeller, which is reduced via the relief hole until a balance of forces is established.

In dieser Gleichgewichtsposition verharrt der Rotor bezüglich seiner axialen Lage, ohne eine Komponente axial zu berühren.In this equilibrium position, the rotor remains in its axial position without touching any component axially.

Verändert sich der Betriebspunkt der Pumpe, verändern sich auch die am Rotor LU500893 angreifenden Kräfte und der Rotor sucht sich eine neue Gleichgewichtsposition, indem sich die axiale Position des Laufrads und des Rotors ändert. Die Spaltweite am axialen Dichtspalt verändert sich entsprechend. Der axiale Dichtspalt hat also eine selbst-regelnde Funktion und kann somit als Regelspalt bezeichnet werden. DieIf the operating point of the pump changes, the forces acting on the rotor LU500893 also change and the rotor seeks a new equilibrium position by changing the axial position of the impeller and the rotor. The gap width at the axial sealing gap changes accordingly. The axial sealing gap therefore has a self-regulating function and can therefore be referred to as a regulating gap. The

Spaltweite an dem axialen Drosselspalt stellt sich automatisch so ein, dass sich derGap width at the axial throttle gap adjusts itself automatically so that the

Rotor in einer axial stabilen Gleichgewichtslage befindet.Rotor is in an axially stable position of equilibrium.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Spalte hat nicht nur den Vorteil, eineThe inventive arrangement of the column not only has the advantage of a

Axialkraftentlastung zu bewirken. Sie gewährleistet auch, dass es über den gesamten Betriebsbereich keinen instabilen Zustand gibt, bei dem sich der Läufer in eine Position bewegt, in der der Regelspalt seine Regelfunktion verliert.to cause axial force relief. It also ensures that there is no unstable condition over the entire operating range where the slider moves to a position where the control gap loses its control function.

In einer Ausführungsvariante kann der Vorsprung der Trennwand die erste ringförmige Wand außenumfänglich umgreifen. Außenumfänglich umgreifend kann der radiale Dichtspalt auf dem äußeren Durchmesser des Laufrads maximal weit radial außen positioniert werden, ohne den Laufraddurchmesser vergrößern zu müssen.In one embodiment variant, the projection of the partition wall can encompass the first annular wall on the outside. Encompassing the outer circumference, the radial sealing gap can be positioned as far radially as possible on the outer diameter of the impeller without having to increase the impeller diameter.

Geeigneterweise kann der Vorsprung der Trennwand dadurch gebildet sein, dass ein kreisringförmiger äußerer Abschnitt gegenüber einem kreisringförmigen innerenSuitably, the projection of the partition may be formed by having an annular outer portion opposite an annular inner portion

Abstand der Trennwand unter Bildung einer Stufe vorspringt. Die Stufe erhöht dieDistance of the partition to form a step protrudes. The level increases the

Steifigkeit der Trennwand. Im Falle einer metallischen Trennwand kann diese Stufe beispielsweise mittels Tiefziehen oder Prägen erzeugt sein.Rigidity of the partition. In the case of a metal partition, this step can be produced, for example, by means of deep-drawing or embossing.

Um die Durchströmung des Radseitenraums auf ein Minimum zu reduzieren, kann der radiale Drosselspalt durch einen Dichtring abgedichtet ist. Beispielsweise kann ein solcher Dichtring an der Trennwand, insbesondere an ihrem Vorsprung gehalten sein und in radialer Richtung an der ersten ringförmigen Wand, insbesondere an deren radialer Außenseite anliegen. Der Dichtring kann z.B. eine Flachdichtung sein.In order to reduce the flow through the impeller side space to a minimum, the radial throttle gap can be sealed with a sealing ring. For example, such a sealing ring can be held on the dividing wall, in particular on its projection, and can rest in the radial direction on the first annular wall, in particular on its radial outside. The sealing ring can be a flat gasket, for example.

Vorzugsweise ist oder sind die erste und/ oder zweite ringförmige Wand einstückig mit der Tragscheibe ausgebildet, beispielsweise gemeinsam mit dieser spritzgegossen. Dies vereinfacht die Herstellung des erfindungsgemäßen LU500893Preferably, the first and/or second annular wall is or are formed in one piece with the support disc, for example injection molded together with it. This simplifies the manufacture of the LU500893 according to the invention

Entlastungssystems.relief system.

In einer Ausführungsvariante kann die Entlastungsbohrung im Laufrad ausgebildet sein. Die Entlastungsbohrung ist somit einfach herstellbar. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass die oder eine weitere Entlastungsbohrung in der Welle ausgebildet ist, wobei die Welle in diesem Fall eine zur Saugseite des Laufrads offene Hohlwelle ist. Die Entlastungsbohrung erstreckt sich dann radial durch dieIn one embodiment, the relief bore can be formed in the impeller. The relief bore is thus easy to produce. It is alternatively or additionally possible for the or a further relief bore to be formed in the shaft, the shaft in this case being a hollow shaft which is open towards the suction side of the impeller. The relief bore then extends radially through the

Wand der Hohlwelle hindurch. Es sei angemerkt, dass auch zwei oder mehrWall of the hollow shaft through. It should be noted that two or more

Entlastungsbohrung vorhanden sein können, insbesondere äquidistant umfänglich imRelief hole may be present, especially equidistant around the circumference

Laufrad und/ oder in der Hohlwelle verteilt.Impeller and/or distributed in the hollow shaft.

Vorteilhaft ist es, wenn die zur Trennwand gerichtete Stirnfläche der zweiten Wand konisch ist, so dass sich die Spaltweite des axialen Dichtspaltes in radialer Richtung ändert, d.h. schmaler bzw. breiter wird. Eine solche konische Geometrie desIt is advantageous if the end face of the second wall facing the partition wall is conical, so that the gap width of the axial sealing gap changes in the radial direction, i.e. becomes narrower or wider. Such a conical geometry of the

Dichtspaltes verringert die Gefahr des Anlaufens, wenn die Dichtspaltweite sehr klein wird. Insbesondere kann der axiale Dichtspalt derart konisch sein, dass er mit zunehmendem Abstand zur Welle größer wird.Sealing gap reduces the risk of tarnishing if the sealing gap width is very small. In particular, the axial sealing gap can be conical in such a way that it becomes larger as the distance from the shaft increases.

Die zweite Wand kann gegenüber der ersten Wand axial vorspringen, mit anderenThe second wall may project axially from the first wall, with others

Worten axial länger sein. Dies gewährleistet, dass im Falle einer im Bereich radial zwischen der ersten und zweiten Wand ebenen Trennwand die zur Trennwand gerichtete Stirnfläche der ersten Wand erheblich weiter weg von der Trennwand liegt als die zur Trennwand gerichtete Stirnfläche der zweiten Wand, und somit die zurWords be axially longer. This ensures that in the case of a partition wall that is flat in the area radially between the first and second wall, the end face of the first wall facing the partition wall is considerably further away from the partition wall than the end face of the second wall facing the partition wall, and thus the

Trennwand gerichtete Stirnfläche der ersten Wand keinen axialen Dichtspalt bildet.Partition directed end face of the first wall does not form an axial sealing gap.

Typischerweise liegen die Spaltmaße des ersten und zweiten Dichtspalts sowie derTypically, the gap dimensions of the first and second sealing gap and the

Sauhalsdichtung unter 1mm. Dabei kann der der axiale Drosselspalt eine variableSow neck seal less than 1mm. The axial throttle gap can be variable

Spaltweite zwischen 0,1mm und 1,0mm aufweisen. Ferner kann der radialeHave a gap width between 0.1mm and 1.0mm. Furthermore, the radial

Drosselspalt eine konstante Spaltweite zwischen 0,05mm und 1,0mm, vorzugsweise zwischen 0,2mm und 0,5mm aufweisen.Throttle gap have a constant gap width between 0.05mm and 1.0mm, preferably between 0.2mm and 0.5mm.

Um zu vermeiden, dass es durch eine Betriebspunktveränderung derIn order to avoid that it is caused by a change in the operating point of the

Nassläuferpumpe zu Kontakt zwischen rotierenden und stehenden Teilen kommt,wet rotor pump comes into contact between rotating and stationary parts,

kann eine magnetische Hilfslagerung vorgesehen werden. Diese kann bei geringen 10500893 hydraulischen Kräften die axiale Positionierung übernehmen. Bei modernen, energieeffizienten Nassläuferantrieben werden Permanentmagnete im Rotor verbaut, wodurch der Rotor eine magnetische Ruhelage innerhalb des Stators hat. Die magnetische Ruhelage ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor bezüglich seiner axialen Position relativ zum Stator symmetrisch bzw. mittig liegt. Eine magnetischea magnetic auxiliary bearing can be provided. With low hydraulic forces, this can take over the axial positioning. In modern, energy-efficient glandless drives, permanent magnets are installed in the rotor, which means that the rotor has a magnetic resting position within the stator. The magnetic position of rest is characterized in that the rotor is located symmetrically or centrally with respect to its axial position relative to the stator. A magnetic one

Hilfslagerung kann dadurch realisiert werden, dass diese Ruhelage dann vorliegt, wenn die Spaltweite des veränderlichen axialen Dichtspalts vergleichsweise groß ist, insbesondere maximal ist. Dadurch ist eine definierte, kontaktfreie axialeAuxiliary storage can be realized in that this rest position is present when the gap width of the variable axial sealing gap is comparatively large, in particular at maximum. As a result, a defined, contact-free axial

Rotorposition bis zum Stillstand gewährleistet. Es sind keine zusätzlichen magnetischen Komponenten notwendig.Rotor position guaranteed until standstill. No additional magnetic components are necessary.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Further features, advantages and properties of the invention are explained in more detail below using exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1: eine Schnittansicht durch das Laufrad und den Rotor einer Nassläuferpumpe gemäß einer ersten Ausführungsvariante1: a sectional view through the impeller and the rotor of a glandless pump according to a first embodiment

Fig. 2: eine Schnittansicht durch das Laufrad und den Rotor einer Nassläuferpumpe gemäß einer ersten Ausführungsvariante2: a sectional view through the impeller and the rotor of a glandless pump according to a first embodiment

Fig. 3: eine Schnittansicht durch das Laufrad und den Rotor einer Nassläuferpumpe gemäß einer ersten Ausführungsvariante3: a sectional view through the impeller and the rotor of a glandless pump according to a first embodiment

Fig. 4: ein Diagramm mit drei Schnittansichten einer Nassläuferpumpe mit unterschiedlichen Axialpositionen des Laufrades4: a diagram with three sectional views of a glandless pump with different axial positions of the impeller

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Kreiselpumpe gemäß einer erstenFigure 1 shows a section of a centrifugal pump according to a first

Ausführungsvariante der Erfindung in der Art einer Nasslauferpumpe 1 in einerEmbodiment of the invention in the manner of a wet-running pump 1 in a

Schnittdarstellung entlang einer Axialebene durch die Pumpen-Motorachse 26. DieSectional view along an axial plane through the pump-motor axis 26. The

Nasslauferpumpe 1 weist einen permanentmagnetischen Rotor 2 auf, der drehfest auf einer Welle 3 montiert ist. Die Welle 3 ist in einem vorderen und einem hinteren radialen Gleitlager 27, 28 gelagert. In einer von einem Pumpengehäuse 31 umgebenen Pumpenkammer 4, die zum Rotor 2 bzw. zur Rotorraum hin durch eineWet-running pump 1 has a permanent-magnetic rotor 2 which is mounted on a shaft 3 in a rotationally fixed manner. The shaft 3 is mounted in a front and a rear radial plain bearing 27, 28. In a surrounded by a pump housing 31 pump chamber 4 to the rotor 2 or to the rotor space through a

Trennwand 5 begrenzt ist, ist ein Laufrad 7 angeordnet, das mit seiner Nabe 24 drehfest mit einem Ende der Welle 3 verbunden ist. Die aus Rotor 2, Welle 3 undPartition 5 is limited, an impeller 7 is arranged, which is rotatably connected to one end of the shaft 3 with its hub 24. The rotor 2, shaft 3 and

Laufrad 7 gebildete Baugruppe ist infolge eine fehlenden Axiallagers axial verschieblich, wie der innerhalb der Welle 3 abgebildete Doppelpfeil zum Ausdruck LU500893 bringt.The assembly formed by impeller 7 is axially displaceable due to the absence of a thrust bearing, as indicated by the double arrow depicted inside shaft 3 LU500893.

Das Laufrad 7 ist ein sogenanntes gedecktes Laufrad. Es umfasst dementsprechend eine Tragscheibe 8, eine Deckscheibe 10 und zwischen diesen angeordneteThe impeller 7 is a so-called covered impeller. Accordingly, it comprises a support disk 8, a cover disk 10 and one arranged between them

Schaufeln 9. Die Deckscheibe 10 weist eine zentrale Öffnung 29 auf, den sogenannten Saugmund 29, der in radialer Richtung nach außen durch einen rohrförmigen Abschnitt 30 der Deckscheibe 10 begrenzt ist, welcher allgemein alsBlades 9. The cover plate 10 has a central opening 29, the so-called suction mouth 29, which is limited in the radial direction outwards by a tubular portion 30 of the cover plate 10, which is generally referred to as

Saughals 30 bezeichnet wird. Der Raumbereich innerhalb, vor und unmittelbar hinter dem Saugmund 29 bildet die Saugseite 20 des Laufrads 7. Demgegenüber bildet dieSuction neck 30 is designated. The spatial area inside, in front of and immediately behind the suction mouth 29 forms the suction side 20 of the impeller 7. In contrast, forms the

Peripherie und der Raumbereich radial vor dem Laufrad 7 dessen Druckseite 21. DasPeriphery and the spatial area radially in front of the impeller 7 whose pressure side 21. The

Pumpengehäuse 31 weist eine in die Pumpenkammer 4 mündende Saugôffnung 22 sowie eine aus der Pumpenkammer herausführende Drucköffnung 23 auf. DasThe pump housing 31 has a suction opening 22 opening into the pump chamber 4 and a pressure opening 23 leading out of the pump chamber. The

Laufrad 7 erstreckt sich mit seinem Saughals 30 derart in die Saugöffnung 22 hinein, dass ein radialer Dichtspalt zwischen der Außenseite des Saughalses 30 und derImpeller 7 extends with its suction neck 30 in such a way into the suction opening 22 that a radial sealing gap between the outside of the suction neck 30 and the

Innenseite der Saugöffnung 22 besteht. Dieser Dichtspalt bildet eineInside of the suction port 22 is. This sealing gap forms a

Saughalsdichtung 11, um einen hydraulischen Kurzschluss zwischen der Saugseite und der Druckseite 21 des Laufrads 7 zu verhindern. Mit anderen Worten ist derSuction neck seal 11 to prevent a hydraulic short circuit between the suction side and the pressure side 21 of the impeller 7. In other words it is

Saughals 30 mittels der Saughalsdichtung 11 radial abgedichtet.Suction neck 30 sealed radially by means of the suction neck seal 11 .

Von der Tragscheibe 8 springt eine erste ringförmige Wand 12 vor, die gemeinsam mit einem ringförmigen, sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung 6 derFrom the support disc 8, a first annular wall 12 projects, which together with an annular, extending in the axial direction projection 6 of the

Trennwand 5 einen radialen Drosselspalt 13 bildet. Der Vorsprung 6 liegt auf einem größeren Durchmesser als die erste Wand 12 und umgreift diese an ihremPartition wall 5 forms a radial throttle gap 13 . The projection 6 is on a larger diameter than the first wall 12 and surrounds it at her

Außenumfang. Dieser Radialspalt 13 ist somit axial durchströmbar bzw. wird imouter perimeter. This radial gap 13 can thus be flown through axially or is im

Betrieb der Nassläuferpumpe 1 axial durchströmt. Er besitzt ferner eine konstante, genauer gesagt eine von der axialen Position des Laufrades 7 unabhängigeOperation of the glandless pump 1 flows through axially. He also has a constant, more precisely one of the axial position of the impeller 7 independent

Spaltweite.gap width.

Zusätzlich zur ersten Wand 12 weist das Laufrad 7 eine zweite, von der Tragscheibe 8 zur Trennwand 5 vorspringende, ringförmige Wand 14 auf, die den Radseitenraum zwischen der ersten Wand 12 und der Welle 3 in einen radial äußeren Ringraum 16 und einen radial inneren Ringraum 17 trennt. Mit anderen Worten, liegt die zweiteIn addition to the first wall 12, the impeller 7 has a second annular wall 14 that projects from the support disk 8 to the partition wall 5, which divides the impeller side space between the first wall 12 and the shaft 3 into a radially outer annular space 16 and a radially inner annular space 17 separates. In other words, lies the second

Wand 14 bezogen auf die Pumpen-Motorachse 26 auf einem geringerenWall 14 relative to the pump-motor axis 26 at a lower level

Durchmesser des Laufrades 7 als die erste Wand 12. Die zweite Wand 14 ragt LU500893 gegenüber der ersten Wand 12 axial vor, so dass zwischen der Stirnseite 25 der zweiten Wand 14 und der Trennwand 5 ein axialer Drosselspalt 15 gebildet ist.diameter of the impeller 7 than the first wall 12. The second wall 14 projects axially in relation to the first wall 12, so that an axial throttle gap 15 is formed between the end face 25 of the second wall 14 and the partition wall 5.

Dieser Axialspalt 15 ist somit radial durchströmbar bzw. wird im Betrieb derThis axial gap 15 can thus be flowed through radially or during operation

Nassläuferpumpe 1 radial durchströmt. Er besitzt ferner eine von der axialen Lage des Laufrads 2 abhängige Spaltweite. Die erste und zweite Wand 12, 14 sind einstückig mit der Tragscheibe 8 ausgebildet.Wet rotor pump 1 flows through radially. It also has a gap width that is dependent on the axial position of the impeller 2 . The first and second walls 12, 14 are formed in one piece with the support disk 8.

Die Saughalsdichtung 11, genauer gesagt der Dichtspalt zwischen Saughals 30 undThe suction neck seal 11, more specifically the sealing gap between the suction neck 30 and

Pumpengehäuse 31 liegt bezogen auf die Pumpen-Motorachse 26 auf einemPump housing 31 is based on the pump motor axis 26 on a

Durchmesser zwischen dem radialen Drosselspalt 13 und dem axialen Drosselspalt 15. Dies gewährleistet die Funktion des axialen Drosselspalts als Regelspalt. Läge der Dichtspalt zwischen Saughals 30 und Pumpengehäuse 31 radial weiter außen als der radiale Drosselspalt 13, kann keine Schubumkehr erreicht werden und derDiameter between the radial throttle gap 13 and the axial throttle gap 15. This ensures the function of the axial throttle gap as a control gap. Would the sealing gap between the suction neck 30 and the pump housing 31 radially further outwards than the radial throttle gap 13, no thrust reversal can be achieved and the

Regelspalt würde sich nicht schließen. Das Regelprinzip funktioniert dann nicht. Und läge der Dichtspalt zwischen Saughals 30 und Pumpengehäuse 31 radial weiter innen als der axiale Drosselspalt 13, kann der Axialschub nicht vollständig kompensiert werden. Aufgrund der vorgeschalteten Axialschubumkehr stößt dasControl gap would not close. The control principle then does not work. And if the sealing gap between the suction neck 30 and the pump housing 31 were radially further inward than the axial throttle gap 13, the axial thrust cannot be fully compensated. Due to the upstream reversal of axial thrust, this

Laufrad 7 dann rückseitig gegen die Trennwand 5, so dass die erste Wand 12 mit dieser Trennwand 5 ein klassisches Axiallager bildet und es keinen Regelspalt mehr gibt.Impeller 7 then back against the partition 5, so that the first wall 12 forms a classic axial bearing with this partition 5 and there is no longer a control gap.

Des Weiteren weist das Laufrad 7 eine Entlastungsbohrung 18 auf, die eineFurthermore, the impeller 7 has a relief bore 18, the one

Fluidverbindung zwischen der Saugseite 20 des Laufrades 7 und dem zwischen derFluid connection between the suction side 20 of the impeller 7 and between the

Tragscheibe 8 und der Trennwand 5 liegenden Radseitenraum bildet, und zwar an einer Stelle im Laufrad 7, die näher an der Welle 3 liegt, als der axiale Dichtspalt 15, so dass die Entlastungsbohrung 18 in den radial inneren Ringraum 17 mündet.Support disc 8 and the partition wall 5 lying Radseitenraum forms, specifically at a point in the impeller 7, which is closer to the shaft 3, as the axial sealing gap 15, so that the relief bore 18 opens into the radially inner annular space 17.

Infolge dieser Entlastungsbohrung 18 wird im Betrieb der Nassläuferpumpe 1 einAs a result of this relief bore 18, the glandless pump 1 is in operation

Unterdruck im radial inneren Ringraum 17 erzeugt. Dieser Unterdruck führt zu einerNegative pressure generated in the radially inner annular space 17. This negative pressure leads to a

Strömung durch den Radseitenraum, genauer gesagt zu einer Strömung von derFlow through the wheel side space, more precisely to a flow from the

Druckseite 21 des Laufrads 7 durch den radialen Drosselspalt 13 in den radial äußeren Ringraum 16, von dort durch den axialen Drosselspalt 15 in den radial inneren Ringraum 17 und von dort durch die Entlastungsbohrung 18 zurPressure side 21 of the impeller 7 through the radial throttle gap 13 into the radially outer annular space 16, from there through the axial throttle gap 15 into the radially inner annular space 17 and from there through the relief bore 18 to

Laufradsaugseite.impeller suction side.

Die Spaltweite an dem axialen Drosselspalt 15 stellt sich automatisch so ein, dass sich der Rotor 2 und das Laufrad 7 in einer axial stabilen Gleichgewichtslage befinden. Verändert sich der Betriebspunkt der Pumpe 1, verändern sich auch die amThe gap width at the axial throttle gap 15 is automatically adjusted in such a way that the rotor 2 and the impeller 7 are in an axially stable equilibrium position. If the operating point of pump 1 changes, the am

Rotor 2 angreifenden Kräfte und der Rotor 2 sucht sich eine neueRotor 2 attacking forces and the rotor 2 is looking for a new one

Gleichgewichtsposition, indem sich die axiale Position der Welle 3 bzw. des Laufrads 7 und des Rotors 2 ändert. Die Spaltweite am axialen Dichtspalt 15 verändert sich entsprechend. Der axiale Dichtspalt 15 stellt sich somit selbst ein. Somit ist es möglich, bei der Nassläuferpumpe 1 auf ein Axiallager zu verzichten. DieEquilibrium position by changing the axial position of the shaft 3 or the impeller 7 and the rotor 2. The gap width at the axial sealing gap 15 changes accordingly. The axial sealing gap 15 is thus self-adjusting. It is thus possible to dispense with an axial bearing in the glandless pump 1 . The

Nassläuferpumpe 1 gemäß Figur 1 ist dementsprechend axiallagerlos.Wed-running pump 1 according to FIG. 1 accordingly has no axial bearing.

Die Ausführungsvariante in Figur 2 unterscheidet sich von der erstenThe embodiment variant in FIG. 2 differs from the first

Ausführungsvariante lediglich darin, dass der radiale Drosselspalt 13 durch einenVariant only in that the radial throttle gap 13 by a

Dichtring 19 abgedichtet ist. Somit wird die Spaltweite des radialen Drosselspalts 13 verringert. Dieser engere Spalt 13 hat zwei Haupteffekte. Einerseits wird die Leckage geringer, wodurch der Wirkungsgrad steigt. Andererseits nimmt die Drosselwirkung am Spalt 13 zu und die Druckverhältnisse verändern sich. Das gibt demSealing ring 19 is sealed. Thus, the gap width of the radial throttle gap 13 is reduced. This narrower gap 13 has two main effects. On the one hand, the leakage is reduced, which increases the efficiency. On the other hand, the throttling effect at the gap 13 increases and the pressure conditions change. That gives the

Pumpendesigner einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Spaltpositionierung, die beispielsweise durch Bauraumrestriktionen eingeschränkt sein kann. Der Dichtring 19 ist radial beweglich in einem Käfig mit im Axialschnitt U-förmigem Profil gehalten, wodurch engere Spaltmaße erzielt werden können. Der Käfig ist an der Trennwand 5 befestigt, genauer gesagt am Übergang des Vorsprungs 6 in einen kreisringförmigenPump designers an additional degree of freedom when positioning the gap, which can be limited by space restrictions, for example. The sealing ring 19 is held radially movable in a cage with a U-shaped profile in axial section, as a result of which narrower gap dimensions can be achieved. The cage is attached to the partition wall 5, more precisely at the transition of the projection 6 into a circular ring

Abschnitt der Trennwand 5.Partition wall section 5.

Ein ebensolcher Dichtring ist hier Teil der Saughalsdichtung 11. Dieser Dichtring ist ebenfalls radial beweglich in einem Käfig mit im Axialschnitt U-förmigem Profil gehalten, der am Pumpengehäuse 31 befestigt ist, genauer gesagt am Übergang derSuch a sealing ring is here part of the suction neck seal 11. This sealing ring is also held radially movable in a cage with a U-shaped profile in axial section, which is attached to the pump housing 31, more precisely at the transition of

Saugöffnung 22 zur Pumpenkammer 4. Dies dient ebenfalls der Beschränkung der axialen Durchströmung des radialen Dichtspalts am Saughals 30 auf ein Minimum, um die hydraulischen Verluste zu minimieren.Suction opening 22 to the pump chamber 4. This also serves to limit the axial flow through the radial sealing gap on the suction neck 30 to a minimum in order to minimize hydraulic losses.

Obgleich die Ausführungsvarianten in Figur 2 und Figur 3 je zwei Dichtringe umfassen, kann die Nassläuferpumpe 1 in einer nicht dargestelltenAlthough the embodiment variants in FIG. 2 and FIG. 3 each include two sealing rings, the glandless pump 1 can have a non-illustrated

Ausführungsvariante einen Dichtring nur in der Saughalsdichtung 11 oder nur am LUS00893 axialen Dichtspalt 13 aufweisen.Design variants have a sealing ring only in the suction neck seal 11 or only on the axial sealing gap 13.

Des Weiteren kann in einer nicht dargestellten Ausführungsvariante dieFurthermore, in an embodiment not shown, the

Entlastungsbohrung oder eine zusätzliche Entlastungsbohrung in der Welle 3 vorhanden sein, genauer gesagt eine Querbohrung in der Wand der Hohlwelle 3 bilden, so dass der Strömungspfad vom radial inneren Ringraum 17 durch dieRelief bore or an additional relief bore in the shaft 3 may be present, more precisely form a transverse bore in the wall of the hollow shaft 3, so that the flow path from the radially inner annular space 17 through the

Entlastungsbohrung und die Hohlwelle 3 zur Saugseite 20 des Laufrads erstreckt.Relief bore and the hollow shaft 3 extends to the suction side 20 of the impeller.

Die Ausführungsvariante in Figur 3 unterscheidet sich von der zweitenThe embodiment variant in FIG. 3 differs from the second

Ausführungsvariante lediglich darin, dass die zur Trennwand 5 gerichtete Stirnfläche der zweiten Wand 14 konisch ist, insbesondere derart, dass der axialeVariant only in that the end face of the second wall 14 directed towards the partition wall 5 is conical, in particular such that the axial

Drosselspalt 15 mit zunehmendem Abstand zur Welle 3 größer wird.Throttle gap 15 increases with increasing distance from the shaft 3.

Bei den dargestellten Ausführungsvarianten hat der axiale Drosselspalt 15 eine variable Spaltweite zwischen 0,1mm und 1,5 mm, wobei im Betriebszustand stets eine Dichtspaltweite von weniger als 1mm vorliegt und lediglich im Stillstand größereIn the embodiment variants shown, the axial throttle gap 15 has a variable gap width between 0.1 mm and 1.5 mm, with a sealing gap width of less than 1 mm always being present in the operating state and larger only when stationary

Spaltweiten möglich sind. Der radiale Drosselspalt 13 und der Dichtspalt bei dergap widths are possible. The radial throttle gap 13 and the sealing gap at the

Saughalsdichtung weisen demgegenüber jeweils eine konstante Spaltweite zwischen 0,05mm (Dichtring) und 0,5mm (Dichtspalt) auf.In contrast, suction neck seals have a constant gap width of between 0.05mm (sealing ring) and 0.5mm (sealing gap).

Figur 4 zeigt im oberen Bereich ein Diagramm, das die aus allen Einzelkräften resultierende Axialkraft F_ax,res in Abhängigkeit von der axialen Rotorposition bzw. der Spaltweite s_gap,hub,2 des axialen Drosselspalts 15 bei konstantemThe upper part of FIG. 4 shows a diagram of the axial force F_ax,res resulting from all individual forces as a function of the axial rotor position or the gap width s_gap,hub,2 of the axial throttle gap 15 with a constant

Pumpenbetriebspunkt (Fördermenge, Förderhöhe, Pumpendrehzahl) veranschaulicht, wobei die in dem Diagramm gekennzeichneten Rotorpositionen 1, 2 und 3 in den drei Schnittbildern im unteren Bereich von Figur 4 dargestellt sind.Pump operating point (delivery quantity, head, pump speed) illustrated, with the rotor positions 1, 2 and 3 identified in the diagram being shown in the three sectional images in the lower area of FIG.

Dabei zeigt das Schnittbild unten links Rotorpositionen 1 mit großem Axialspalt 15, das Schnittbild unten Mitte die Rotorposition 2 mit einem mittleren Axialspalt 15 und das Schnittbild unten rechts die Rotorposition 3 mit minimalem Axialspalt 15.The sectional view at the bottom left shows rotor position 1 with a large axial gap 15, the sectional view at the bottom center shows rotor position 2 with a central axial gap 15, and the sectional view at the bottom right shows rotor position 3 with a minimal axial gap 15.

Bezugszeichen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 4 weitgehend weggelassen.Reference signs are largely omitted in FIG. 4 for reasons of clarity.

Eine durch den permanentmagnetischen Rotor 2 ermöglichte, magnetische LU500893A magnetic LU500893 made possible by the permanent magnet rotor 2

Hilfslagerung wird erreicht, wenn die Nassläuferpumpe 1 so designed wird, dass beiAuxiliary storage is achieved when the glandless pump 1 is designed so that at

Rotorposition 1 die magnetische Ruhelage des Rotors 2 vorliegt, d.h. die magnetische Ruhelage dann besteht, wenn die Spaltweite des axialen Drosselspalts vergleichsweise groß ist, hier etwa 0,7 mm beträgt. Als magnetische Ruhelage ist eine im Nichtbetriebsfall vorliegende, axial etwa mittige Position des Rotors 2 relativ zum Stator zu verstehen.Rotor position 1 the magnetic rest position of the rotor 2 is present, i.e. the magnetic rest position exists when the gap width of the axial choke gap is comparatively large, in this case about 0.7 mm. A magnetic rest position is to be understood as an axially approximately central position of the rotor 2 relative to the stator when it is not in operation.

Per Definition zeigt die positive Kraftrichtung zum Pumpengehäuse 31, sieheBy definition, the positive force direction is towards the pump housing 31, see

Rotorposition 3 in Figur 4 unten rechts, d.h. entgegen der Einströmrichtung in dieRotor position 3 in Figure 4 bottom right, i.e. against the inflow direction in the

Pumpenkammer 4.pump chamber 4.

Befindet sich das Laufrad 7 weit weg von der Trennwand 5 (Rotorposition 1, Figur 4 unten links), bewirkt das niedrige Druckniveau im Radseitenraum zwischen Laufrad 7 und Trennwand 5 (grau gestrichelte Linie) eine resultierende Kraft F_ax,res, die denIf impeller 7 is far away from partition 5 (rotor position 1, Figure 4 bottom left), the low pressure level in the impeller side space between impeller 7 and partition 5 (grey dashed line) causes a resulting force F_ax,res that

Rotor 2 zur Trennwand 5 verschiebt und den axialen Drosselspalt 15 schließt. Bei ca. 0.3mm Spaltweite am axialen Drosselspalt 15 erreicht das Laufrad 7 eineRotor 2 moves to the partition wall 5 and the axial throttle gap 15 closes. At about 0.3mm gap width at the axial throttle gap 15, the impeller 7 reaches a

Gleichgewichtsposition (Rotorposition 2, Figur 4 unten Mitte). Befindet sich dasEquilibrium position (rotor position 2, figure 4 bottom center). Is that located?

Laufrad 7 sehr nah an der Trennwand 5 (Rotorposition 3, Figur 4 unten rechts), bewirkt das hohe Druckniveau im Radseitenraum (schwarz gestrichelte Linie) eine resultierende Kraft F_ax res, die den Rotor 2 zum Pumpengehäuse 31 verschiebt und den axialen Drosselspalt 15 wieder öffnet. In dem gezeigten Fall findet der Rotor bei ca. 0.3mm Spaltweite seine Gleichgewichtsposition (Position 2), in der sich die resultierenden Axialkrafte aufheben.Impeller 7 very close to partition wall 5 (rotor position 3, Figure 4 bottom right), the high pressure level in the impeller side chamber (black dashed line) causes a resultant force F_ax res, which moves rotor 2 towards pump housing 31 and opens axial throttle gap 15 again . In the case shown, the rotor finds its equilibrium position (position 2) at a gap width of approx. 0.3mm, in which the resulting axial forces cancel out.

Durch diese automatische Einregelung der Laufrad- bzw. Rotorposition, und damit auch der Spaltweite s_gap,hub,2 kann auf ein Axiallager verzichtet werden. Die in den Figuren gezeigte Nasslauferpumpe 1 ist folgemäßig ohne Axiallager aufgebaut.Due to this automatic adjustment of the impeller or rotor position, and thus also the gap width s_gap,hub,2, an axial bearing can be dispensed with. The wet-running pump 1 shown in the figures is consequently constructed without an axial bearing.

Hierdurch ergeben sich zahlreiche Vorteile: - Axiallagerverluste werden eliminiert und der Wirkungsgrad erhöht. - Es gibt keinen Axiallagerverschleiß, keine Notwendigkeit für die Wartung/ denThis results in numerous advantages: - Axial bearing losses are eliminated and efficiency is increased. - There is no thrust bearing wear, no need for maintenance

Austausch eines Axiallagers; - Für EEl (Energy Efficiency Index) Messungen von Nassläuferpumpen 1 müssen keine Einlaufeffekte am Axiallager mehr berücksichtigt werden.replacement of a thrust bearing; - For EEl (Energy Efficiency Index) measurements of glandless pumps 1, run-in effects on the axial bearing no longer have to be taken into account.

- Ferner muss keine Axialschubumkehr berücksichtigt werden. LU500893 - Je nach Pumpentyp können sogar zwei Axiallagerstellen entfallen. - Durch den Wegfall des oder der Axiallager(s) wird eine Kostenreduktion und eine Bauraumverringerung erreicht. - Da der Rotor 2 als Nassläufer mit Permanentmagneten axial eine magnetische Nulllage hat, kann er durch die Magnetkräfte axial so positioniert werden, dass es im Stillstand zu keinem Kontakt mit dem Gehäuse kommt. Es wird also vermieden, dass das Laufrad 7 entweder links an das- Furthermore, no axial thrust reversal has to be taken into account. LU500893 - Depending on the pump type, two axial bearing positions can even be omitted. - Due to the omission of the axial bearing(s), a reduction in costs and a reduction in installation space is achieved. - Since the rotor 2, as a wet rotor with permanent magnets, has a magnetic zero position axially, it can be positioned axially by the magnetic forces in such a way that there is no contact with the housing when it is stationary. It is thus avoided that the impeller 7 is either left on the

Pumpengehäuse 31 oder rechts gegen die Trennwand 5 stößt. Idealerweise befindet sich der Rotor immer innerhalb dieser Grenzen und nie auf einerPump housing 31 or on the right against the partition wall 5. Ideally, the rotor is always within these limits and never on one

Grenze. Daraus resultiert ein optimiertes Anlaufverhalten ohne Verkleben. Ein axiales Notlauflager ist nicht notwendig. Somit ist der einzige gewünschteBorder. This results in an optimized start-up behavior without sticking. An axial emergency bearing is not necessary. Thus, the only desired

Kontakt zwischen rotierenden und statischen Teilen in den radialen Gleitlagern zu finden. - Im Vergleich zu Laufrädern, die lediglich eine Entlastungsbohrung haben, sind die volumetrischen Verluste bei der erfindungsgemäBen Lôsung aufgrund des zusätzlichen, axialen Drosselspaltes 15 mit sehr geringer Spaltweite verringert. - Im Vergleich zu nicht entlasteten Laufradern wird durch dieFinding contact between rotating and static parts in the radial plain bearings. - In comparison to impellers, which only have a relief hole, the volumetric losses in the solution according to the invention are reduced due to the additional, axial throttle gap 15 with a very small gap width. - Compared to non-relieved impellers, the

Entlastungsbohrung(en) 18 eine Abfuhr von Partikeln aus dem Radseitenraum und damit ein Rotorkammerschutz erreicht. - Der radiale Drosselspalt 13 in Fig. 1 hat eine Stützwirkung, denn er wirkt radial als zusätzliches hydrodynamisches Lager, trägt und dämpft den Rotor zusätzlich und entlastet somit die Radiallager. Bei der Variante mit engemRelief bore (s) 18 achieves a removal of particles from the wheel side space and thus a rotor chamber protection. - The radial throttle gap 13 in Fig. 1 has a supporting effect, because it acts radially as an additional hydrodynamic bearing, carries and dampens the rotor and thus relieves the radial bearings. In the variant with narrow

Spalt (Fig. 2 und 3) trifft das allerdings nicht zu, da der Dichtring 19 dort radial beweglich ist. - Durch die Integration des Entlastungssystems in die Laufradkontur (erste und zweite Wand 12, 14 sind Teil, insbesondere einstückig mit Laufrad 7) wird eine kompakte Bauform erreicht.However, this does not apply to the gap (FIGS. 2 and 3) since the sealing ring 19 can move radially there. - By integrating the relief system in the impeller contour (first and second wall 12, 14 are part, in particular in one piece with impeller 7), a compact design is achieved.

Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehende Beschreibung lediglich beispielhaft zum Zwecke der Veranschaulichung gegeben ist und den Schutzbereich derIt should be understood that the foregoing description is given by way of example only, and does not exceed the scope of

Erfindung keineswegs einschränkt. Merkmale der Erfindung, die als „kann“, „beispielhaft“, „bevorzugt“, „optional“, „ideal“, „vorteilhaft“, „gegebenenfalls“,Invention by no means restricted. Features of the invention classified as "may", "exemplary", "preferred", "optional", "ideal", "advantageous", "if necessary",

„geeignet“ oder dergleichen angegeben sind, sind als rein fakultativ zu betrachten LU500893 und schränken ebenfalls den Schutzbereich nicht ein, welcher ausschließlich durch die Ansprüche festgelegt ist. Soweit in der vorstehenden Beschreibung Elemente,"Suitable" or the like are to be considered purely optional and also do not limit the scope of protection, which is defined solely by the claims. Insofar as elements in the above description

Komponenten, Verfahrensschritte, Werte oder Informationen genannt sind, die bekannte, naheliegende oder vorhersehbare Äquivalente besitzen, werden dieseComponents, process steps, values or information that have known, obvious or foreseeable equivalents are named as such

Äquivalente von der Erfindung mit umfasst. Ebenso schließt die Erfindung jeglicheEquivalents included within the invention. Likewise, the invention excludes any

Änderungen, Abwandlungen oder Modifikationen von Ausführungsbeispielen ein, die den Austausch, die Hinzunahme, die Änderung oder das Weglassen von Elementen,Changes, alterations or modifications of embodiments that require the substitution, addition, alteration or omission of elements,

Komponenten, Verfahrensschritte, Werten oder Informationen zum Gegenstand haben, solange der erfindungsgemäße Grundgedanke erhalten bleibt, ungeachtet dessen, ob die Änderung, Abwandlung oder Modifikationen zu einer Verbesserung oder Verschlechterung einer Ausführungsform führt.Components, process steps, values or information as a subject matter, as long as the basic idea of the invention is retained, regardless of whether the change, alteration or modifications lead to an improvement or deterioration in an embodiment.

Obgleich die vorstehende Erfindungsbeschreibung eine Vielzahl körperlicher, unkörperlicher oder verfahrensgegenständlicher Merkmale in Bezug zu einem oder mehreren konkreten Ausführungsbeispiel(en) nennt, so können diese Merkmale auch isoliert von dem konkreten Ausführungsbeispiel verwendet werden, jedenfalls soweit sie nicht das zwingende Vorhandensein weiterer Merkmale erfordern. Umgekehrt können diese in Bezug zu einem oder mehreren konkreten Ausführungsbeispiel(en) genannten Merkmale beliebig miteinander sowie mit weiteren offenbarten oder nicht offenbarten Merkmalen von gezeigten oder nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kombiniert werden, jedenfalls soweit sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen oder zu technischen Unvereinbarkeiten führen.Although the above description of the invention mentions a large number of physical, non-physical or procedural features in relation to one or more specific exemplary embodiments, these features can also be used in isolation from the specific exemplary embodiment, at least insofar as they do not necessarily require the presence of further features. Conversely, these features mentioned in relation to one or more specific exemplary embodiment(s) can be combined with one another as desired and with other disclosed or undisclosed features of exemplary embodiments shown or not shown, at least insofar as the features are not mutually exclusive or lead to technical incompatibilities.

WI 810055LU L LU500893 24.11.2021WI 810055LU L LU500893 24.11.2021

Bezugszeichenliste 1 Nassläuferpumpe 2 Rotor 3 Welle 4 PumpenkammerLIST OF REFERENCE NUMERALS 1 glandless pump 2 rotor 3 shaft 4 pump chamber

Trennwand 6 Vorsprung 7 Laufrad 8 Tragscheibe 9 SchaufelnPartition 6 Projection 7 Impeller 8 Support disc 9 Blades

Deckscheibe 11 Saughalsdichtung 12 erste Wand 13 radialer Drosselspalt/ Radialspalt 14 zweite Wand axialer Drosselspalt/ Axialspalt 16 äußerer Ringraum 17 innerer Ringraum 18 Entlastungsbohrung 19 DichtringCover plate 11 suction neck seal 12 first wall 13 radial throttle gap/radial gap 14 second wall axial throttle gap/axial gap 16 outer annular space 17 inner annular space 18 relief bore 19 sealing ring

Saugseite des Laufrads 21 Druckseite des Laufrads 22 Saugôffnung 23 Druckôffnung 24 NabeImpeller suction side 21 Impeller discharge side 22 Suction port 23 Discharge port 24 Hub

Stirnflache 26 Pumpen-Motorachse 27 Vorderes Gleitlager 28 hinteres Gleitlager 29 SaugmundFace 26 Pump motor axis 27 Front slide bearing 28 Rear slide bearing 29 Suction mouth

Saughals LU500893 31 PumpengehäuseSuction neck LU500893 31 Pump body

Claims (11)

WI 810055LU C LU500893 24.11.2021 AnsprücheWI 810055LU C LU500893 24.11.2021 Claims 1. Nassläuferpumpe (1) mit einem permanentmagnetischen Rotor (2) und einer zum Rotor (2) hin durch eine Trennwand (5) begrenzte Pumpenkammer (4), in der ein Laufrad (7) angeordnet ist, das auf einer axial verschieblichen Welle (3) drehfest montiert ist und eine Tragscheibe (8), eine Deckscheibe (10) und zwischen diesen angeordnete Schaufeln (9) aufweist, wobei die Deckscheibe (10) mittels einer Saughalsdichtung (11) radial abgedichtet ist und von der Tragscheibe (8) eine erste ringfôrmige Wand (12) vorspringt, die gemeinsam mit einem axialen Vorsprung (6) der Trennwand (5) einen, axial durchstrômbaren, radialen Drosselspalt (13) konstanter Spaltweite bildet, und wobei eine Entlastungsbohrung (18) eine Fluidverbindung zwischen der Saugseite (20) des Laufrades (2) und einem zwischen der Tragscheibe (8) und der Trennwand (5) liegenden Radseitenraum bildet, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle eines Axiallagers das Laufrad (7) eine zweite, sich zur Trennwand (5) erstreckende ringförmige Wand (14) aufweist, die den Radseitenraum zwischen der ersten Wand (12) und der Welle (3) in einen radial äußeren Ringraum (16) und einen radial inneren Ringraum (17) trennt und die mit der Trennwand (5) einen von der axialen Lage des Laufrads (7) abhängigen, radial durchströmbaren axialen Drosselspalt (15) bildet, wobei die Saughalsdichtung (11) auf einem Durchmesser zwischen dem radialen Drosselspalt (13) und dem axialen Drosselspalt (15) liegt und die Entlastungsbohrung (18) in den radial inneren Ringraum (17) mündet.1. Wet-running pump (1) with a permanent-magnetic rotor (2) and a pump chamber (4) delimited towards the rotor (2) by a partition (5), in which an impeller (7) is arranged, which is mounted on an axially displaceable shaft ( 3) is non-rotatably mounted and has a support disk (8), a cover disk (10) and blades (9) arranged between them, the cover disk (10) being radially sealed by means of a suction neck seal (11) and the support disk (8) having a first annular wall (12) protrudes, which together with an axial projection (6) of the partition (5) forms a radial throttle gap (13) of constant gap width through which flow can flow axially, and wherein a relief bore (18) provides a fluid connection between the suction side (20 ) of the impeller (2) and an impeller side space located between the support disc (8) and the partition (5), characterized in that instead of an axial bearing, the impeller (7) has a second annular wall (14 ) which separates the impeller side space between the first wall (12) and the shaft (3) into a radially outer annular space (16) and a radially inner annular space (17) and which, with the partition (5), separates one of the axial positions of the The impeller (7) forms an axial throttle gap (15) through which flow can flow radially, with the suction neck seal (11) lying on a diameter between the radial throttle gap (13) and the axial throttle gap (15) and the relief bore (18) in the radially inner annular space (17) flows. 2. Nassläuferpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (6) der Trennwand (5) die erste ringförmige Wand (12) außenumfänglich umgreift.2. Wet-running pump (1) according to claim 1, characterized in that the projection (6) of the partition (5) surrounds the first annular wall (12) on the outside. 3. Nassläuferpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Drosselspalt (13) durch einen Dichtring (19) abgedichtet ist.3. glandless pump (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the radial throttle gap (13) is sealed by a sealing ring (19). 4. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch LU500893 gekennzeichnet, dass die erste und/ oder zweite ringförmige Wand (12, 14) einstückig mit der Tragscheibe (8) ausgebildet ist/ sind.4. Wet-running pump (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and/or second annular wall (12, 14) is/are formed in one piece with the support disc (8). 5. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsbohrung (18) im Laufrad (7) ausgebildet ist.5. glandless pump (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the relief bore (18) is formed in the impeller (7). 6. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) eine zur Saugseite (20) offene Hohlwelle ist und die Entlastungsbohrung (18) in Welle (3) ausgebildet ist.6. Wet-running pump (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (3) is a hollow shaft open to the suction side (20) and the relief bore (18) is formed in the shaft (3). 7. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Trennwand (5) gerichtete Stirnfläche (25) der zweiten Wand (14) konisch ist, insbesondere derart, dass der axiale Drosselspalt (15) mit zunehmendem Abstand zur Welle (3) größer wird.7. Wet-running pump (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the end face (25) of the second wall (14) facing the partition (5) is conical, in particular such that the axial throttle gap (15) increases with increasing distance from the Shaft (3) becomes larger. 8. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wand (14) gegenüber der ersten Wand (12) axial vorspringt.8. glandless pump (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second wall (14) relative to the first wall (12) protrudes axially. 9. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Drosselspalt (15) eine variable Spaltweite zwischen 0,1mm und 1,0mm aufweist.9. glandless pump (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the axial throttle gap (15) has a variable gap width between 0.1mm and 1.0mm. 10. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Drosselspalt (15) eine konstante Spaltweite zwischen 0,05mm und 1,0mm, vorzugsweise zwischen 0,2mm und 0,5mm aufweist.10. glandless pump (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the radial throttle gap (15) has a constant gap width between 0.05mm and 1.0mm, preferably between 0.2mm and 0.5mm. 11. Nassläuferpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine magnetische Hilfslagerung aufweist.11. glandless pump (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it has an auxiliary magnetic bearing.
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