WO2013050031A1 - Kreiselpumpe für feststoffe enthaltende flüssigkeiten und spaltabdichtung - Google Patents

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WO2013050031A1
WO2013050031A1 PCT/DE2012/100314 DE2012100314W WO2013050031A1 WO 2013050031 A1 WO2013050031 A1 WO 2013050031A1 DE 2012100314 W DE2012100314 W DE 2012100314W WO 2013050031 A1 WO2013050031 A1 WO 2013050031A1
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impeller
sealing element
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sealing
radrückenraum
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Uwe Würdig
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Wuerdig Uwe
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/165Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D7/00Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump with a bearing on one side impeller for the promotion of solids containing liquids and an arrangement for sealing a gap in such a centrifugal pump. It refers to, but is not limited to, preferably a solution for centrifugal pumps for sewage production, that is, for the promotion of contaminated with solids water.
  • the gaps can become clogged, so that the impeller is blocked, or it can also lead to an immediate blockage of the drive shaft. As a result, it comes to malfunction and not infrequently to severe damage or even to a complete destruction of the pump. Corresponding damage must be due to elaborate maintenance and repair respectively
  • centrifugal pump represents the real problem with regard to the conveyance of liquids contaminated with solid contaminants. Because, owing to the pressure gradients in the actual pump, the conveyed liquid is in the range of the highest pressure across the gap sucked in between the impeller back and pressure cover ("suction port") and finds in the lowest pressure zone of the gap again an exit point
  • DE 296 19 742 U1 discloses a centrifugal pump with a seal arrangement for the gap formed in the wheel back space of the pump.
  • a freely movable elastic sealing element is arranged within the gap between two rigid elements, of which a first is connected to the impeller rear wall and a second with a arranged in the pump housing diffuser.
  • the sealing element with respect to the latter rigid element at a distance and is pressed by the pressure of the pumped by the pump liquid in a frictional engagement against a surface of the other, moving with the impeller rigid element.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages described above.
  • a braid formation and settling of impurities in the gap region of the Rannenraums serving to promote solids containing centrifugal pump with a cantilevered impeller are reliably prevented, so that a very long, trouble-free operation of the corresponding pump, in particular when used as a sewage pump, is possible.
  • a correspondingly designed centrifugal pump and an arrangement for the gap sealing of such a centrifugal pump must be provided.
  • centrifugal pump having the features of patent claim 1 and an arrangement for gap sealing according to claim 2.
  • Advantageous training or further education are through the
  • fluid consists of a pump housing and an impeller mounted on a rotatively driven shaft in the pump housing and thus movable, mounted on one side.
  • the pump housing has a media inlet opening and a media outlet opening. It encloses a flow space with a suction on one of the
  • the invention is therefore based on the consideration that it is possible, the gap to the wheel back cavities, deviating from the known from the prior art solutions to completely seal against mass transfer from the pressure range of the flow space in the Rarierraum, if at the same time for ventilation Venting of Ra07raums and thus, with regard to any resulting air or gas bubbles, for a pressure equalization to the pressure range of the flow space down care is taken.
  • a Zopf Struktur is not counteracted by targeted generation of this allegedly avoiding, turbulent flow in Rarierraum, but by a sealing solution, which, as known from the prior art, only serves to a drive shaft for To protect the impeller driving motor, oil chambers or the like before the penetration of the conveyed medium or funded liquid. It is not only a gap reduction or optimization, but a complete seal of the gap to Rarierraum against a mass transfer. By the latter measure for pressure equalization is thereby ensured that the with its elastic end on
  • Impeller along sliding sealing element keeps the gap permanently closed during operation of the pump and is not affected or even damaged by occurring pressure differences due to forming air or gas bubbles in its sealing effect.
  • Essential elements of the accordingly formed arrangement are accordingly an at least partially elastic sealing element and a sliding surface formed on the impeller of the centrifugal pump to be equipped with the arrangement.
  • an elastic end of the sealing element slides along the sliding surface formed on the running wheel. It lies here in a larger portion of its extension flat against the sliding surface.
  • the sealing element is fixed to a pressure lid which closes the pump housing of the centrifugal pump on the side facing away from its suction region, wherein the sliding surface is arranged on the impeller in the region of the rear gap, that is, a gap which is formed in the region of the Rainerraums.
  • the proposed solution to the problem arrangement according to the invention further comprises means for ventilation of this wheel back rough ms.
  • the elastic end of the sealing element to the
  • the sliding surface by appropriate post-processing of the impeller and the means for pressure equalization by a corresponding Forming the sealing element or a post-processing of the pressure cap relatively easy to implement.
  • an essential element of the solution according to the invention is to be seen in that the sliding along the low-wear sliding surface of the impeller end of the sealing element is elastic.
  • Corresponding elastic properties are in particular elastomeric materials, such as polyurethane.
  • at least the aforementioned end of the sealing element made of an elastomer, such as polyurethane. It is also conceivable, however, to form the sealing element largely or even completely of an elastomer.
  • An advantageous embodiment is given in this context by the fact that the elastomeric regions of the sealing element are at least partially penetrated by a tissue. As a result, the sealing element is mechanically stabilized and increases its service life or lifetime.
  • the sealing element on the pressure cover material fit, for example by gluing or vulcanization, be attached.
  • the sealing element is fixed in force or force and form-fitting manner to the pressure lid.
  • the sealing element can also be designed differently with respect to its shape.
  • the sealing element is formed as an elastomeric sealing ring which slides with a first axial portion on the sliding surface of the impeller and with a second, according to an advantageous development of this embodiment with respect to the diameter conically tapered axial portion of a in the Rabineraum protruding portion or paragraph of the pressure cover is raised.
  • the elastic, on the sliding surface of the impeller sliding along the end of the sealing element is formed by the aforementioned first axial portion.
  • Such an embodiment is particularly suitable when the impeller on the one hand and the paragraph of the pressure cover on which the extent preferably made of an elastomer sealing element is trained to form a frictional connection or a positive and positive fit, on the other hand have a nearly the same diameter.
  • the ventilation of the Ra07raums is given in the last described embodiment according to a first possibility in that in the pressure cover with respect to its circumference at least two positions depending behind a mounted on the pressure cover portion of the sealing element in the radial direction in the material of Pressure cover extending first bore and extending from the Ra07raum in the axial direction to the first bore second bore are formed.
  • a channel is formed by the two converged bores, via which the pressure equalization can take place, for example, during the initial filling of the centrifugal pump with liquid.
  • Another way to ventilate the Ra07raums in the equipped with an elastomeric sealing ring as a sealing element embodiment is that in the
  • Sealing ring is formed with respect to its circumference at least two positions depending on a radially extending opening to Raderaum.
  • the respective at least two apertures are accordingly formed in the transition region between the first axial section forming the elastic end and the second axial section of the sealing element mounted on the pressure cover.
  • the sealing element is designed as a paragraph of the pressure cover engaging behind sealing sleeve.
  • the different diameters of pressure cover and impeller are compensated by a section of the sealing collar extending in the radial direction.
  • the ventilation of the Ra07raums is accomplished by a special design of the aforementioned sealing sleeve.
  • the sealing sleeve in the radially extending portion of the sealing sleeve, based on its circumference, at least two positions in each case a respective radial portion in the axial direction through breakthrough formed.
  • At least one support projecting in the axial direction and consisting of the material of the sealing collar or a support point is formed.
  • at least four such Abstützept are provided based on the circumference of the sealing sleeve evenly spaced.
  • Abstützept or support points is formed on the Ramonyseite between the pressure lid facing surface of the radial portion of the sealing sleeve and the pressure cover to a certain extent a planar cavity.
  • Sealing element is adhesively bonded to the pressure lid by vulcanization.
  • the pressure lid has a larger diameter relative to the impeller, it is also possible to press a bushing on the rear side of the impeller from which a bushing connected to the bush radially projects, which consists of a corresponding low-wear material.
  • a bushing on the rear side of the impeller from which a bushing connected to the bush radially projects, which consists of a corresponding low-wear material.
  • FIG. 2a shows another possible embodiment of the invention with gap sealing a centrifugal pump in the wheel back spatial
  • FIG. 3a in the embodiment of FIG. 2a or 2b
  • Fig. 3b the detail Z of Fig. 3a. 1 a shows a first possible embodiment of the invention with the seal formed according to the proposed solution in the gap region of the Rannenraums 6 a centrifugal pump for conveying solids containing liquids, through which the respective gap 3 is completely sealed against mass transfer.
  • the centrifugal pump consists essentially of a pump housing 1, a recorded by the pump housing 1, rotatably driven by a shaft not shown, one-sided bearing impeller 2 and the pump housing 1 on the back occluding pressure cover 12.
  • the pump housing 1 encloses a flow space through which The liquid containing solids to be conveyed flows during operation of the pump or is moved through by the rotating impeller 2.
  • a suction 4 of this flow space opens a media inlet opening 7 for the liquid to be conveyed, which is discharged via a media outlet opening 8 in which the impeller radially surrounding pressure region 5 of the flow space.
  • the sealing element 9 is made of an elastomer, preferably polyurethane or rubber, which may be interspersed with a tissue for stabilization.
  • Fig. 1 b which shows the detail Z of the embodiment shown in FIG. 1 a, it can be seen that the sealing element 9 is designed here as an elastomeric sealing ring.
  • This sealing ring tapers conically in an axial section 14. With the conically tapered portion 14 of the extent completely elastic sealing ring is mounted on a projecting into the Raußraum 6 section or paragraph of the pressure cover 12.
  • the sealing element 9 forming the sealing ring contracts in its mounted on the pressure cover 12 section 14 due to its elastic nature, the sealing element 9 is non-positively fixed to the pressure cover 12 and thus possibly already reliable. Due to the fact that the axial section 14 of the sealing element 9, which is drawn onto the pressure cover 12, also conically tapers in the exemplary embodiment shown, this frictional connection is additionally supported by a positive connection.
  • pressure equalization between the wheel back space 6 and the pressure region 5 of the flow space or a ventilation of the wheel back space 6 is provided via these channels.
  • the wear-resistant sliding surface 10 is formed in the embodiment shown, as can be seen both from FIG. 1 a and from FIG. 1 b, in that a bush 19 is pressed onto the impeller 2 in the region of the wheel back side, which is pressed is connected to a rautden in the radial direction race 20.
  • the sealing element 9 is here as a, a shoulder of the pressure cover 12 engages behind the elastomeric sleeve formed.
  • the diameter of the protruding into the Ra speciallyraum 6 end of the pressure cover 12 is greater than that of the impeller 2.
  • the diameter difference is not given in this embodiment by an appropriate design of serving to form the sliding surface 10 elements, but by a corresponding shape of the sealing element 9, balanced in the form of an elastomeric sealing sleeve.
  • the sealing collar has a section 21 extending in the radial direction r. This section 21 is followed by the elastic end 1 1 of the sealing element 9 which is angled towards it and which slides along the wear-resistant sliding surface 10.
  • Ramonyraums 6 is given here by the fact that in the sealing sleeve with respect to its circumference at least two positions each one the radial portion 21 of the sealing collar in the axial direction a through breakthrough 17, 17 'is provided.
  • the radially extending section 21 of the sealing collar is formed of at least two, preferably four supports 18, 18 'which are formed distributed on the circumference of this section 21 and project in the axial direction a towards the pressure cover 12. cuff slightly spaced from the Druckdeckel12.
  • the sliding surface is embodied in a circumferential groove of shallow depth incorporated on the wheel back in the impeller 2.
  • the impeller 2 is coated either by a wear-resistant material or the sliding surface 10 is formed by pressing a wear-resistant ring into the groove.
  • FIGS. 3a and 3b the elastomeric sealing collar used in the embodiment according to FIGS. 2a and 2b is again shown individually, wherein FIG. 3b relates to the detail Z of FIG. 3a.
  • the two opposite circumferential positions in the sealing element 9 or in the sealing collar provided openings 17, 17 'and in their region in each case formed, towering in the axial direction Abstützept 18, 18' are particularly well visible in Fig. 3a.
  • the corresponding training is again illustrated by the given in Fig. 3b magnification.

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Abstract

Die vorgeschlagene Kreiselpumpe zur Förderung Feststoffe enthaltender Flüssigkeiten besteht aus einem Pumpengehäuse (1) und einem auf einer rotativ getriebenen Welle angeordneten Laufrad (2). Das Pumpengehäuse (1) umschließt einen Strömungsraum mit einem Ansaugbereich (4) und mit einem den Umfang des Laufrades (2) umgebenden Druckbereich (5) sowie außerdem einen Radrückenraum (6). Erfindungsgemäß ist der Spalt (3) zum Radrückenraum (6) bezüglich der geförderten Flüssigkeit mit den darin enthaltenen Feststoffen gegenüber dem Strömungsraum vollständig abgedichtet, wobei aber eine Verbindung des Radrückenraums (6) zum Druckbereich (5) vorgesehen ist, durch welche seine Belüftung und Entlüftung ermöglicht ist. Wesentliche Elemente einer Anordnung zur Abdichtung des Spaltes (3) sind eine an dem Laufrad (2) ausgebildete Gleitfläche (10), ein mit einem Ende (11) an der Gleitfläche (10) entlanggleitendes, zumindest teilweise elastisches Dichtelement (9) und sowie die Mittel (15, 15', 16, 16', 17, 17', 18, 18') zur Be- und Entlüftung des Radrückenraums (6), wobei das Dichtelement (9) an einem das Pumpengehäuse (1) auf der dem Ansaugbereich (4) abgewandten Seite verschließenden Druckdeckel fixiert ist.

Description

Kreiselpumpe für Feststoffe enthaltende Flüssigkeiten und Spaltabdichtung
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem einseitig gelagerten Laufrad zur Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten und eine Anordnung zur Abdichtung eines Spaltes bei einer derartigen Kreiselpumpe. Sie bezieht sich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, vorzugsweise auf eine Lösung für Kreiselpumpen zur Abwasserförderung, also zur Förderung von mit Feststoffen verunreinigtem Wasser.
Bei Kreiselpumpen erfolgt die Förderung des jeweiligen Mediums mittels mindestens eines auf einer rotativ getriebenen Welle angeordneten, sich in einem Pumpengehäuse bewegenden Laufrades. Durch das sich drehende Laufrad wird das geförderte Medium auf einer Ansaugseite der Pumpe gewissermaßen in das Laufrad, nämlich in die Räume zwischen an dem Laufrad ausgebildeten Laufschaufeln, hineingezogen und zu einer Druckseite der Pumpe gefördert, wo es über eine entsprechende Austrittsöffnung wieder aus der Pumpe austritt. Damit sich das Laufrad in dem Pumpengehäuse bewegen kann, sind Spalte zwischen dem Laufrad und der Innenseite des Pumpengehäuses auf der Vorderseite des Laufrades, also im Ansaugbereich der Pumpe, und auf der Laufradrückenseite unerlässlich. Andererseits resultiert jedoch aus dem Erfordernis dieser Spalte eine Reihe von Problemen. So gelangt etwa über den Spalt an der Vorderseite des Laufrades aufgrund des bestehenden Druckunterschiedes zwangsläufig ein Teil des geförderten Mediums von der Druckseite zurück auf die Saugseite der Pumpe, was gleichbedeutend mit dem Entstehen hydraulischer Verluste ist.
Auch in den Radrückenraum gelangende Strömungsanteile des geförderten Mediums bedeuten einen hydraulischen Verlust, welcher zu einer Verringerung des Wirkungsgrades führt. Insbesondere bei einem Einsatz von Kreiselpumpen zur Förderung von Abwasser oder anderen, in irgendeiner Weise durch Feststoffe verunreinigten Medien rückt jedoch im Zusammenhang mit dem Spalt auf der Laufradrückenseite noch ein anderes Problem stärker in den Fokus. Dieses Problem besteht darin, dass Feststoffe, nämlich feste, insbesondere faserige Verunreinigungen, wie sie gerade im Abwasser im Grunde immer anzutreffen sind, dazu neigen, miteinander zu verschlingen beziehungsweise sich untereinander zu verflechten und/oder das Laufrad und die Welle zu umschlingen.
Durch diesen als Zopfbildung bezeichneten Vorgang können sich die Spalte zusetzen, so dass das Laufrad blockiert wird oder es kann hierdurch auch zu einer unmittelbaren Blockade der Antriebswelle kommen. Im Ergebnis dessen kommt es zu Betriebsstörungen und nicht selten zu starken Beschädigungen oder gar zu einer völligen Zerstörung der Pumpe. Entsprechende Schäden müssen durch aufwendige Wartungs- und Instandhaltungs- beziehungsweise
Instandsetzungsmaßnahmen verhindert oder, sofern bereits eingetreten, beseitigt werden. Die Gefahr des Entstehens entsprechender Schäden steigt mit der Betriebszeit der Pumpe, innerhalb welcher es aufgrund thermischer Effekte auch zu Einbrennungen von Feststoffverunreinigungen oder von Bestandteilen sich bildender Zöpfe am Laufrad und auf der Innenseite des Pumpengehäuses kommt.
Im Laufe der Jahre sind daher Lösungen bekannt geworden, durch welche den zuvor geschilderten, durch Zopfbildung entstehenden Beeinträchtigungen insbesondere im Bereich des Spaltes auf der Vorderseite des Laufrades beziehungsweise im Ansaugbereich entgegengewirkt werden soll. Mit so genannten Spaltringen oder durch andere Maßnahmen wird dabei versucht, diesen Spalt möglichst klein und konstant zu halten oder ihn vorzugsweise zumindest weitgehend für einen Stofftransport zu schließen. Deutlich erschwert werden entspre- chende Maßnahmen durch Fertigungstoleranzen der Bauteile der Kreiselpumpen und durch insbesondere bei Kreiselpumpen mit einem einseitig gelagerten Laufrad bei ihrem Betrieb auftretende starke axiale und radiale Schwingungen beziehungsweise Laufradauslenkungen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Zudem hat es sich gezeigt, dass Maßnahmen zur Spaltreduzierung und damit einer weitgehenden Unterbindung des Stofftransports letztlich nicht ausreichend sind, um dem Problem einer Verstopfung entsprechender Pumpen und damit gegebenenfalls ihrer Beschädigung auch über längere Betriebszeiträume hinweg wirksam begegnen zu können.
Auf der Laufradrückenseite beschränken sich hingegen Maßnahmen zur Abdich- tung vordergründig darauf, dass sichergestellt wird, dass das geförderte Medium auf dieser Seite nicht aus dem Pumpengehäuse austritt oder sich gar in Richtung des die Welle treibenden Aggregats bewegt. Demgemäß werden insbesondere der Motor und Kammern zur Aufnahme für die Schmierung der Anordnung erforderlichen Öls, die sogenannten Ölkammern, gegenüber dem geförderten Medium abgedichtet und hydraulische Verluste verringert. Ein Stofftransport, das heißt ein Fließen des geförderten, Feststoffe und Verunreinigungen enthaltenden Mediums durch den Spalt zum Radrückenraum wird dabei jedoch nicht unterbunden. Andererseits hat man im Zuge praktischer Erfahrungen im Zusammenhang mit der Beseitigung von auftretenden Betriebsstörungen erkannt, dass die Problematik einer möglichen Verzopfung von Verunreinigungen auch im Radrückenraum besteht. Dies hat zu der Auffassung geführt, dass im Radrückenraum vorzugsweise für eine gezielte Verwirbelung des geförderten Mediums beziehungsweise der geförderten Flüssigkeit zu sorgen sei, um mit Hilfe des ständig bewegten Mediums möglicherweise eine Zopfbildung zu vermeiden. Ein Beispiel dafür geschaffener Lösungen ist durch die in der DE 29 00 434 A1 beschriebene Abwasserpumpe gegeben. Die in der Schrift offenbarte Lösung basiert darauf, mittels eines hinter dem Laufrad angeordneten zusätzlichen Flügelkranzes einen sich radial erstreckenden rotierenden Flüssigkeitsschirm zu erzeugen, welcher beispielsweise im Abwasser enthaltene Feststoffe vom Laufrad und der Antriebswelle fernhalten soll.
Gerade das Funktionsprinzip der Kreiselpumpe stellt im Hinblick auf eine Förde- rung von mit Feststoffverunreinigungen befrachteter Flüssigkeiten das eigentliche Problem dar. Denn aufgrund der Druckgradienten in der eigentlichen Pumpe wird die geförderte Flüssigkeit im Bereich des höchsten Druckes über den Spalt zwischen Laufradrücken und Druckdeckel quasi angesaugt ("Saugstutzen") und findet in der niedrigsten Druckzone des Spaltes wieder eine Austrittsstelle
("Druckstutzen") in den Pumpengehäuseraum. Somit wird ständig gezielt, aber unkontrolliert und energievernichtend, abrasive und zur Verstopfung neigende Flüssigkeit in diesen "hydraulischen Totraum" der Pumpe gefördert. Eine ähnliche Fehlwirkung weisen die weit verbreiteten Radialrückenschaufeln im Betrieb der Abwasserkreiselpumpen auf. Statt das Verstopfungsproblem zu beseitigen, wird durch die erzwungene Radrückenraumdurchströmung erst massiv Verstopfungsmaterial eingetragen und infolge der unkontrollierbaren Strömungsvorgänge gewissermaßen zur Verzopfung, Verstopfung und letztlich zur Festbrennung gezwungen. Weiterhin kommt es durch die abrasiven Bestandteile partiell zu tiefen Auswaschungen bis hin zur Lochbildung und somit zum kostenintensiven Ausfall der Kreiselpumpe. Sämtliche Lösungsansätze, die die Durchströmung des Radrückenraums zum Inhalt haben, sind somit nicht zielführend. Sie erfordern vielmehr durch den beschriebenen "Bypassförderstrom" zusätzliche interne Antriebsleistung und bewirken damit eine Verminderung des Wirkungsgrades.
Auch ein anderer Lösungsansatz, welcher beispielsweise durch die
DE 20 51 01 1 A1 beschrieben wird, hat sich in der Praxis als nicht geeignet erwiesen, eine Verzopfung von Abwasserpumpen auf der Radrückenseite vollends zu verhindern. Die in der Druckschrift beschriebene Lösung geht, ebenso wie vergleichbare Lösungen, von einem auf der Radrückenseite ausgebildeten Labyrinthsystem aus, durch welches sehr enge und die beim Betrieb der Pumpe auftretenden Schwingungen in gewissen Grenzen ausgleichende Spalte realisiert werden. Da aber weiterhin Teile des geförderten und von dem Laufrad verwirbelten Mediums und darin enthaltene Verunreinigungen durch den rückseitigen Spalt in den Radrückenraum gelangen, wird hierdurch ein Festlaufen des Laufrades aufgrund sich in dem Spalt anlagernder und gegebenenfalls ver- zopfender Verunreinigungen nicht zuverlässig ausgeschlossen.
Ein weiterer Ansatz wie in der JP 57024491 A dargestellt, will durch eine spezielle Laufradgeometrie den Stoffeintrag hinter dem Laufrad verhindern, ohne jedoch den konstruktiv erforderlichen Spalt abzudichten und somit auch die unnötige, verlusterzeugende Radrückenraumdurchströmung zu verhindern.
Ferner ist aus der DE 296 19 742 U1 eine Kreiselpumpe mit einer Dichtungsan- Ordnung für den im Radrückenraum der Pumpe ausgebildeten Spalt bekannt. Gemäß der beschriebenen Lösung wird innerhalb des Spaltes zwischen zwei starren Elementen, von denen ein erstes mit der Laufradrückwand und ein zweites mit einem im Pumpengehäuse angeordneten Leitapparat verbunden ist, ein frei bewegliches elastisches Dichtelement angeordnet. Dabei weist das Dichtelement gegenüber dem letztgenannten starren Element einen Abstand auf und wird durch den Druck der mittels der Pumpe geförderten Flüssigkeit in einem Reibschluss gegen eine Fläche des anderen, mit dem Laufrad bewegten starren Elements gedrückt. In der Schrift wird ausgeführt, dass durch diese Art der Anordnung des Dichtelements nur noch geringe Leckstromverluste auftreten. Der zu dem einen der starren Elemente bestehende Abstand, durch welchen die freie Beweglichkeit des Dichtelements ermöglicht wird, bildet aber in nachteiliger Weise gewissermaßen eine Art Nebenspalt aus, in welchem sich bei der Förderung verunreinigter Flüssigkeiten, wie Abwasser, Feststoffe anlagern können. Dabei besteht die Gefahr, dass derartige sich anlagernde Feststoffe zusammen- klumpen beziehungsweise verblocken und die erforderliche Beweglichkeit des Dichtelements beeinträchtigen oder gar ganz verhindern, so dass insbesondere auch auftretende Schwingungen nicht mehr hinreichend ausgeglichen werden können. In der Folge wird sich der Reibschluss des Dichtelements mit dem einen der starren Elemente an der oder den schwächsten Stellen (gegebenenfalls auch nur wiederholt temporär) lösen und so zu einer Verringerung der Dichtwirkung führen. Dieses wiederum führt dazu, dass weitere Feststoffe in den Spaltbereich hineingezogen werden und sich die zuvor beschriebenen Effekte noch verstärken. Insoweit ist davon auszugehen, dass die Anordnung zwar bei einer Förderung reiner Flüssigkeiten gut funktioniert, aber möglicherweise zur Förderung von mit Feststoffen verunreinigten Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser eher ungeeignet ist, da sie nicht geeignet erscheint, einen Stofftransport dauerhaft zu unterbinden. Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor dargestellten Nachteile zu vermeiden. Mittels der dafür anzugebenden Lösung sollen eine Zopfbildung und ein sich Festsetzen von Verunreinigungen im Spaltbereich des Radrückenraums einer zur Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten dienenden Kreiselpumpe mit einem einseitig gelagerten Laufrad zuverlässig verhindert werden, so dass ein sehr langer, störungsfreier Betrieb der entsprechenden Pumpe, insbesondere auch bei einem Einsatz als Abwasserpumpe, ermöglicht ist. Hierzu sind eine entsprechend ausgebildete Kreiselpumpe und eine Anordnung zur Spaltabdich- tung einer solchen Kreiselpumpe bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung zur Spaltabdichtung gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen sind durch die
Unteransprüche gegeben.
Die zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Kreiselpumpe zur Förderung von Feststoffe enthaltenden, insbesondere von mit Feststoffen verunreinigten
Flüssigkeiten besteht, wie grundsätzlich bekannt, aus einem Pumpengehäuse und einem in dem Pumpengehäuse auf einer rotativ getriebenen Welle angeordneten und somit beweglichen, einseitig gelagerten Laufrad. Das Pumpengehäuse weist eine Medieneintrittsöffnung und eine Medienaustrittsöffnung auf. Es umschließt einen Strömungsraum mit einem Ansaugbereich auf einer der
Medieneintrittsöffnung zugewandten Vorderseite des Laufrades und mit einem den Umfang des Laufrades umgebenden Druckbereich. Ferner wird von dem Pumpengehäuse ein Radrückenraum umschlossen, welcher auf der der Medieneintrittsöffnung abgewandten Seite des Laufrades ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Spalt zum Radrückenraum mittels eines mit einem elastischen Ende an einer Gleitfläche des Laufrades entlanggleitenden Dichtelements bezüglich der geförderten Flüssigkeit mit den darin enthaltenen Feststoffen gegenüber dem Strömungsraum vollständig abgedichtet. Darüber hinaus ist aber eine Verbindung des Radrückenraums zum Druckbereich des Strömungsraums vorgesehen, durch welche eine Belüftung und Entlüftung des Radrückenraums gegeben ist.
Der Erfindung liegt demnach die Überlegung zugrunde, dass es möglich ist, den Spalt zum Rad rücken räum, abweichend von den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, vollständig gegen einen Stofftransport aus dem Druckbereich des Strömungsraums in den Radrückenraum abzudichten, sofern gleichzeitig für eine Belüftung und Entlüftung des Radrückenraums und damit, im Hinblick auf eventuell entstehende Luft- beziehungsweise Gasblasen, für einen Druck- ausgleich zum Druckbereich des Strömungsraums hin Sorge getragen wird. Anders, als beim Stand der Technik wird also einer Zopfbildung nicht durch gezieltes Erzeugen einer dies vermeintlich vermeidenden, verwirbelten Strömung im Radrückenraum entgegengewirkt, sondern durch eine Abdichtungslösung, die nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, lediglich dazu dient, einen die Antriebswelle für das Laufrad treibenden Motor, Ölkammern oder dergleichen vor dem Eindringen geförderten Mediums beziehungsweise geförderter Flüssigkeit zu schützen. Dabei erfolgt nicht lediglich eine Spaltreduzierung oder -Optimierung, sondern eine vollständige Abdichtung des Spaltes zum Radrückenraum gegen einen Stofftransport. Durch die letztgenannte Maßnahme zum Druckaus- gleich wird dabei sichergestellt, dass das mit seinem elastischen Ende am
Laufrad entlanggleitende Dichtelement den Spalt während des Betriebs der Pumpe permanent geschlossen hält und nicht durch auftretende Druckunterschiede aufgrund sich bildender Luft- oder Gasblasen in seiner Dichtwirkung beeinträchtigt oder gar geschädigt wird.
Dieser Überlegung und damit der grundsätzlichen erfinderischen Idee ordnet sich hinsichtlich ihrer Beschaffenheit auch die zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Anordnung zur Spaltabdichtung unter. Diese ist dabei so gestaltet, dass wie bereits ausgeführt, der rückwärtige Spalt vollständig geschlossen und verhindert wird, dass sich im Bereich des Dichtelements, das heißt im Spaltbereich, Feststoffe beziehungsweise Verunreinigungen ablagern, welche schließlich bei längerem Betrieb der Pumpe wieder zu einer unerwünschten gelegentlichen oder gar dauerhaften Öffnung eines gegebenenfalls auch nur sehr kleinen Spaltes führen könnten.
Wesentliche Elemente der dementsprechend ausgebildeten Anordnung sind demnach ein zumindest teilweise elastisches Dichtelement und eine an dem Laufrad der mit der Anordnung auszustattenden Kreiselpumpe ausgebildete Gleitfläche. Im Betrieb der Kreiselpumpe gleitet ein elastisches Ende des Dichtelements an der an dem Laufrad ausgebildeten Gleitfläche entlang. Es liegt hierbei in einem größeren Abschnitt seiner Erstreckung flächig an der Gleitfläche an. Erfindungsgemäß ist das Dichtelement an einem das Pumpengehäuse der Kreiselpumpe auf der ihrem Ansaugbereich abgewandten Seite verschließenden Druckdeckel fixiert, wobei die Gleitfläche an dem Laufrad im Bereich des rückwärtigen Spaltes, also eines Spaltes angeordnet ist, welcher im Bereich des Radrückenraums ausgebildet ist. Die zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Anordnung umfasst erfindungsgemäß ferner Mittel zur Be- und Entlüftung dieses Rad rücken rau ms. Vorzugsweise wird beim Verschließen des Pumpengehäuses mittels des Druckdeckels das elastische Ende des Dichtelementes an die
Gleitfläche des Laufrades angedrückt, wobei der Druckdeckel dadurch, dass das Dichtelement an ihm fixiert ist, ein Bestandteil der vorgeschlagenen Anordnung ist. Aufgrund der Elastizität des Endes des Dichtelementes werden axiale und radiale Schwingungen, welche beim Betrieb der Pumpe nicht zu vermeiden sind, wirksam ausgeglichen, ohne dass hierdurch der Spalt im Bereich des Radrückenraums vorübergehend für einen Stofftransport geöffnet würde. Die wie vorstehend beschrieben ausgebildete Anordnung zur Spaltabdichtung eignet sich sowohl für eine werkseitige Ausstattung (Erstausrüstung) als auch für eine entsprechende Nachrüstung von Kreiselpumpen. Dabei wird die Möglichkeit der Nachrüstung in besonderer weise durch die Fixierung des Dichtelements an dem das Pumpengehäuse verschließenden Druckdeckel begünstigt. Im Sinne einer solchen Nachrüstung lassen sich, wie aus den nachfolgenden Erläuterungen erkennbar wird, die Gleitfläche durch entsprechende Nachbearbeitung des Laufrades und die Mittel für den Druckausgleich durch eine entsprechende Ausbildung des Dichtelements oder eine Nachbearbeitung des Druckdeckels verhältnismäßig einfach realisieren.
Ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass das an der verschleißarmen Gleitfläche des Laufrades entlanggleitende Ende des Dichtelements elastisch ausgebildet ist. Entsprechende elastische Eigenschaften weisen insbesondere elastomere Werkstoffe, wie zum Beispiel Polyurethan, auf. Demgemäß besteht bei einer praxisgerechten Ausbildungsform der Erfindung zumindest das vorgenannte Ende des Dichtelements aus einem Elastomer, wie zum Beispiel Polyurethan. Denkbar ist es aber auch, das Dichtelement größtenteils oder sogar vollständig aus einem Elastomer auszubilden. Eine vorteilhafte Ausbildungsform ist in diesem Zusammenhang dadurch gegeben, dass die aus Elastomer bestehenden Bereiche des Dichtelementes zumindest abschnittsweise von einem Gewebe durchwirkt sind. Hierdurch wird das Dichtelement mechanisch stabilisiert und dessen Standzeit beziehungsweise Lebensdauer erhöht.
Für die Befestigung des Dichtelements an dem Druckdeckel sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Beispielsweise kann das Dichtelement an dem Druckdeckel stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisation, befestigt sein. Entsprechend einer bevorzugten Ausbildungsform ist das Dichtelement jedoch kraft- oder kraft- und formschlüssig an dem Druckdeckel fixiert.
Insbesondere in Abhängigkeit des sonstigen Aufbaus der mit der erfindungsge- mäßen Anordnung zur Spaltabdichtung ausgestatteten Kreiselpumpe kann auch das Dichtelement hinsichtlich seiner Form unterschiedlich ausgebildet sein.
Gemäß einer insoweit vorgesehenen Ausbildungsform ist dabei das Dichtelement als ein elastomerer Dichtring ausgebildet, welcher mit einem ersten axialen Abschnitt an der Gleitfläche des Laufrades entlanggleitet und mit einem zweiten, sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausbildungsform bezüglich des Durchmessers konisch verjüngenden axialen Abschnitt auf einen in den Radrückenraum hineinragenden Abschnitt oder Absatz des Druckdeckels aufgezogen ist. Hierbei wird durch den vorgenannten ersten axialen Abschnitt das elastische, an der Gleitfläche des Laufrades entlanggleitende Ende des Dichtelements ausgebildet. Eine solche Ausbildungsform kommt insbesondere dann in Betracht, wenn das Laufrad einerseits und der Absatz des Druckdeckels, auf welchen das insoweit vorzugsweise vollständig aus einem Elastomer bestehende Dichtelement unter Ausbildung eines Kraftschlusses oder eines Kraft- und Formschlusses aufgezogen ist, anderseits einen nahezu gleichen Durchmesser aufweisen. Die Be- und Entlüftung des Radrückenraums ist bei der zuletzt beschriebenen Ausbildungsform entsprechend einer ersten Möglichkeit dadurch gegeben, dass in dem Druckdeckel bezüglich seines Umfangs an mindestens zwei Positionen je eine sich hinter dem auf den Druckdeckel aufgezogenen Abschnitt des Dichtelementes in radialer Richtung in das Material des Druckdeckels erstreckende erste Bohrung und eine sich aus dem Radrückenraum in axialer Richtung bis zu der ersten Bohrung erstreckende zweite Bohrung ausgebildet sind. Hierbei ist durch die beiden aufeinander zulaufenden Bohrungen gewissermaßen ein Kanal gebildet, über welchen der Druckausgleich zum Beispiel bei der Erstbefüllung der Kreiselpumpe mit Flüssigkeit erfolgen kann. Eine weitere Möglichkeit zur Be- und Entlüftung des Radrückenraums bei der mit einem elastomeren Dichtring als Dichtelement ausgestatteten Ausbildungsform besteht darin, dass in dem
Dichtring bezüglich seines Umfangs an mindestens zwei Positionen je ein sich radial erstreckender Durchbruch zum Radrückenraum ausgebildet ist. Die betreffenden mindestens zwei Durchbrüche sind dabei demnach im Übergangs- bereich zwischen dem das elastische Ende ausbildenden ersten axialen Abschnitt und dem zweiten, auf den Druckdeckel aufgezogenen axialen Abschnitt des Dichtelements ausgebildet.
Bei einer bezüglich der Ausbildung des Dichtelements anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, welche insbesondere für solche Kreiselpumpen vorgesehen ist, bei denen ein in den Radrückenraum hineinragendes axiales Ende des Druckdeckels einen gegenüber dem Laufrad größeren Durch- messer aufweist, ist das Dichtelement als eine einen Absatz des Druckdeckels hintergreifende Dichtmanschette ausgebildet. Mittels dieser Dichtmanschette werden dabei die unterschiedlichen Durchmesser von Druckdeckel und Laufrad durch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt der Dichtmanschet- te ausgeglichen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausbildungsform wird die Be- und Entlüftung des Radrückenraums durch eine spezielle Gestaltung der vorgenannten Dichtmanschette bewerkstelligt. Hierbei ist in dem sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt der Dichtmanschette, bezogen auf deren Umfang, an mindestens zwei Positionen jeweils ein den betreffenden radialen Abschnitt in axialer Richtung durchragender Durchbruch ausgebildet.
Darüber hinaus ist im Bereich der vorgenannten zumindest zwei Durchbrüche auf der dem Druckdeckel zugewandten Seite des radialen Abschnitts der Dichtmanschette jeweils mindestens eine in axialer Richtung aufragende, aus dem Material der Dichtmanschette bestehende AbStützung beziehungsweise ein Abstützpunkt ausgebildet. Vorzugsweise sind bezogen auf den Umfang der Dichtmanschette in gleichmäßigem Abstand zueinander sogar vier derartige AbStützungen vorgesehen. Durch diese AbStützungen beziehungsweise Abstützpunkte wird auf der Radrückenseite zwischen der dem Druckdeckel zugewandten Fläche des radialen Abschnitts der Dichtmanschette und dem Druckdeckel gewissermaßen ein flächiger Hohlraum ausgebildet. Über die zuvor genannten, in dem radialen Abschnitt der Dichtmanschette ausgebildeten Durchbrüche und den flächigen Hohlraum kann zum Beispiel bei der Erstbefüllung der Pumpe mit der zu fördernden Flüssigkeit ein Druckausgleich beziehungsweise eine Be- und Entlüftung des Radrückenraums erfolgen.
Im Falle einer vollständigen Ausbildung des gesamten Dichtelements aus
Elastomer und dessen Fixierung am Druckdeckel kann eine zusätzliche stoffschlüssige Fixierung vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass das
Dichtelement mit dem Druckdeckel durch Vulkanisation haftend verbunden wird.
Auch für die Realisierung der verschleißarmen Gleitfläche am Laufrad sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Eine besteht darin, diese durch eine Verschleißschutzbeschichtung der entsprechenden Bereiche des Laufrades zu realisieren. Eine derartige Beschichtung kann beispielsweise durch Metallflammaufspritzen aufgebracht werden. Darüber hinaus ist es möglich, im Bereich der radrückseitigen Außenkante des Laufrades, das heißt vorzugsweise an dessen entsprechendem axialen Ende auf seiner radialen Außenfläche oder auf einen dort eingearbeiteten Absatz, eine aus einem verschleißarmen Material bestehende Buchse aufzupressen. Je nach den Anforderungen und/oder den für den jeweiligen Einsatzfall zu vertretenden Kosten kann eine solche Buchse beispielsweise aus Edelstahl, Bronze oder einem sonstigen verschleißarmen, das heißt insbesondere abriebfesten und korrosionsbeständigen Material bestehen. Sofern der Druckdeckel einen gegenüber dem Laufrad größeren Durchmesser aufweist, ist es aber auch möglich, an der Rückseite des Laufrades eine Buchse aufzupressen, von welcher ein mit der Buchse verbundener Laufring radial aufragt, der aus einem entsprechenden verschleißarmen Material besteht. Selbstverständlich ist bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe, ohne dass dies hier näher erläutert würde, vorzugsweise auch der Spalt auf der Vorderseite des Laufrades, also im Ansaugbereich der Pumpe vollständig gegen einen Stofftransport abgedichtet.
Anhand von Zeichnungen sollen nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig.1 a: eine Kreiselpumpe mit einer Anordnung zur Spaltabdichtung gemäß einer ersten möglichen Ausbildungsform der Erfindung,
Fig. 1 b: die Einzelheit Z der Fig. 1 a,
Fig. 2a: eine weitere mögliche Ausbildungsform der Erfindung mit Spaltabdichtung einer Kreiselpumpe im Rad rücken räum,
Fig. 2b: die Einzelheit Z der Fig. 2a,
Fig. 3a: die bei der Ausbildungsform gemäß Fig. 2a beziehungsweise 2b
verwendete Dichtmanschette,
Fig. 3b: die Einzelheit Z der Fig. 3a. Die Fig. 1 a zeigt eine erste mögliche Ausbildungsform der Erfindung mit der gemäß der vorgeschlagenen Lösung im Spaltbereich des Radrückenraums 6 einer Kreiselpumpe zur Förderung Feststoffe enthaltender Flüssigkeiten ausgebildeten Abdichtung, durch welche der betreffende Spalt 3 vollständig gegen einen Stofftransport abgedichtet ist. Die Kreiselpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Pumpengehäuse 1 , einem von dem Pumpengehäuse 1 aufgenommenen, durch eine nicht dargestellte Welle rotativ getriebenen, einseitig gelagerten Laufrad 2 und einem das Pumpengehäuse 1 auf der Rückseite verschließenden Druckdeckel 12. Das Pumpengehäuse 1 umschließt einen Strömungsraum, durch den die zu fördernde, Feststoffe enthaltende Flüssigkeit im Betrieb der Pumpe strömt beziehungsweise von dem sich drehenden Laufrad 2 hindurchbewegt wird. In einen Ansaugbereich 4 dieses Strömungsraums mündet eine Medieneintrittsöffnung 7 für die zu fördernde Flüssigkeit, welches über eine Medienaustrittsöffnung 8 in dem das Laufrad radial umgebenden Druckbereich 5 des Strömungsraums ausgetragen wird. Ferner wird der sich auf der dem
Ansaugbereich 4 abgewandten Seite des Laufrades 2 befindende Radrückenraum 6 von dem Pumpengehäuse 1 umschlossen, welches hier von dem Druckdeckel 12 verschlossen ist. An dem Druckdeckel 12 ist ein Dichtelement 9 befestigt. Das Dichtelement 9 besteht aus einem Elastomer, vorzugsweise Polyurethan oder Gummi, welches zur Stabilisierung mit einem Gewebe durchsetzt sein kann. Durch das Dichtelement 9, dessen elastisches Ende 1 1 im Betrieb der Pumpe an einer im Bereich der Radrückenseite ausgebildeten verschleißarmen Gleitfläche 10 des Laufrades 2 entlanggleitet, ist der Spalt 3 zum Radrückenraum 6 vollständig gegen einen Stofftransport abgedichtet. Durch die Art der Ausbildung des Dichtelements und seiner Anordnung ohne Labyrinthe, Nebenspalte oder dergleichen wird dabei wirksam eine Anlagerung von Feststoffen beziehungsweise Verunreinigungen im Spaltbereich verhindert. Es kann somit nicht zur Verblockung derartiger Feststoffe oder Verunreinigungen an bewegten Teilen der Abdichtung und dadurch zu einer ungewollten Öffnung des Spaltes oder gar zur Verzopfung und damit letztlich zur Verstopfung der Pumpe mit der Folge ihrer Beschädigung kommen. In der Fig. 1 b, welche die Einzelheit Z der in der Fig. 1 a dargestellten Ausbildungsform zeigt, ist zu erkennen, dass das Dichtelement 9 vorliegend als ein elastomerer Dichtring ausgeführt ist. Dieser Dichtring verjüngt sich in einem axialen Abschnitt 14 konisch. Mit dem sich konisch verjüngenden Abschnitt 14 ist der insoweit vollständig elastische Dichtring auf einen in den Radrückenraum 6 hineinragenden Abschnitt beziehungsweise Absatz des Druckdeckels 12 aufgezogen. Im Hinblick darauf, dass sich der das Dichtelement 9 ausbildende Dichtring in seinem auf dem Druckdeckel 12 aufgezogenen Abschnitt 14 aufgrund seiner elastischen Beschaffenheit zusammenzieht, ist das Dichtelement 9 an dem Druckdeckel 12 kraftschlüssig und somit möglicherweise bereits zuverlässig fixiert. Dadurch, dass sich der auf den Druckdeckel 12 aufgezogene axiale Abschnitt 14 des Dichtelements 9 aber bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zudem konisch verjüngt, wird dieser Kraftschluss zusätzlich noch durch einen Formschluss unterstützt.
Ferner ist in der Fig. 1 b zu erkennen, dass hinter dem, dem Laufrad 2 abgewandten axialen Ende des Dichtelements 9 eine sich in radialer Richtung r in das Material des Druckdeckels hineinerstreckende Bohrung 15 ausgebildet ist. Diese Bohrung 15 trifft auf eine zweite, sich vom Radrückenraum 6 her in axialer Richtung a in den Druckdeckel12 hineinerstreckende Bohrung 1 6. Durch das solchermaßen verlaufende Paar von Bohrungen 15, 1 6 und zumindest ein zweites, an anderer Stelle des Umfangs in gleicher Weise angeordnetes weiteres Paar von Bohrungen 15', 1 6' sind in den Radrückenraum 6 zwischen Laufrad 2 und Druckdeckel 12 führende Kanäle ausgebildet. Über diese Kanäle ist insbe- sondere im Hinblick auf eine Erstbefüllung der Kreiselpumpe mit der zu fördernden Flüssigkeit ein Druckausgleich zwischen Radrückenraum 6 und dem Druckbereich 5 des Strömungsraums beziehungsweise eine Be- und Entlüftung des Radrückenraums 6 gegeben. Hierdurch wird auch sichergestellt, dass sich das Dichtelement 9 nicht durch andernfalls eventuell entstehende Druckunterschiede in seiner Form verdrückt und/oder in unerwünschter Weise den mit seiner Hilfe abgedichteten Spalt 3 temporär oder dauerhaft freigibt. Die verschleißarme Gleitfläche 10 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, wie sowohl aus der Fig. 1 a als auch aus der Fig. 1 b erkennbar ist, dadurch gebildet, dass im Bereich der Radrückenseite eine Buchse 19 auf das Laufrad 2 aufge- presst ist, welche mit einem in radialer Richtung raufragenden Laufring 20 verbunden ist. Durch den Laufring 20 wird ein zwischen den Durchmessern des Laufrades 2 einerseits und des Druckdeckels 12 andererseits bestehender Unterschied ausgeglichen. Der Außenumfang des aus einem verschleißarmen Material wie beispielsweise Edelstahl oder Bronze bestehenden Druckrings 20 bildet die Gleitfläche 10 aus, an welcher das entsprechende elastische Ende 1 1 des Dichtelements 9 beim Betrieb der Pumpe entlanggleitet.
Die Fig. 2a und 2b zeigen ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung mit einem hinsichtlich seiner Form etwas anders gestalteten Dichtelement 9. Das Dichtelement 9 ist hier als eine, einen Absatz des Druckdeckels 12 hintergreifende elastomere Manschette ausgebildet. Auch bei diesem Beispiel ist der Durchmesser des in den Radrückenraum 6 hineinragenden Endes des Druckdeckels 12 größer als der des Laufrades 2. Die dadurch gegebene Durchmesserdifferenz wird jedoch bei dieser Ausbildungsform nicht durch eine entsprechende Gestaltung der zur Ausbildung der Gleitfläche 10 dienenden Elemente, sondern durch eine entsprechende Formgebung des Dichtelements 9, in Form einer elastomeren Dichtmanschette ausgeglichen. Hierfür weist die Dichtmanschette einen sich in radialer Richtung r erstreckenden Abschnitt 21 auf. An diesen Abschnitt 21 schließt sich das ihm gegenüber abgewinkelte elastische Ende 1 1 des Dichtelements 9 an, welches an der verschleißarmen Gleitfläche 10 entlanggleitet. Die Be- und Entlüftung des
Radrückenraums 6 ist vorliegend dadurch gegeben, dass in der Dichtmanschette an bezüglich ihres Umfangs mindestens zwei Positionen jeweils ein den radialen Abschnitt 21 der Dichtmanschette in axialer Richtung a durchragender Durchbruch 17, 17' vorgesehen ist. Gleichzeitig ist der sich radial erstreckende Ab- schnitt 21 der Dichtmanschette durch mindestens zwei, vorzugsweise vier verteilt auf dem Umfang dieses Abschnitts 21 ausgebildete, in axialer Richtung a zum Druckdeckel 12 aufragende AbStützungen 18, 18' aus dem Material der Dicht- manschette geringfügig gegenüber dem Druckdeckel12 beabstandet. Hierdurch ist über die wenigstens zwei, den radialen Abschnitt 21 des Dichtelements 9 durchragenden Durchbrüche 17, 17' und einen flächigen Hohlraum zwischen der dem Druckdeckel 12 zugewandten Fläche des radialen Abschnitts 21 der
Dichtmanschette und dem Druckdeckel 12 eine Be- und Entlüftung des Radrückenraums 6 gegeben. Die Gleitfläche ist vorliegend in einer auf der Radrückseite in das Laufrad 2 eingearbeiteten umlaufenden Nut geringer Tiefe ausgebildet. Im Bereich dieser Nut ist das Laufrad 2 entweder durch ein verschleißfestes Material beschichtet oder die Gleitfläche 10 durch Einpressen eines verschleiß- festen Rings in die Nut ausgebildet.
In den Fig. 3a und 3b ist nochmals die bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2a und 2b verwendete elastomere Dichtmanschette einzeln dargestellt, wobei die Fig. 3b die Einzelheit Z der Fig. 3a betrifft. Besonders gut zu erkennen sind in der Fig. 3a die beiden an einander gegenüberliegenden Umfangspositionen in dem Dichtelement 9 beziehungsweise in der Dichtmanschette vorgesehenen Durchbrüche 17, 17' und die in ihrem Bereich jeweils ausgebildeten, in axialer Richtung aufragenden AbStützungen 18, 18'. Für den oberen Teil der in der Fig. 3a dargestellten Dichtmanschette wird die entsprechende Ausbildung nochmals durch die in der Fig. 3b gegebene Vergrößerung verdeutlicht.
Liste der Bezugszeichen
1 Pumpengehäuse
2 Laufrad
3 Spalt
4 Ansaugbereich
5 Druckbereich
6 Rad rücken rau m
7 Medieneintrittsöffnung
8 Medienaustrittsöffnung
9 Dichtelement
10 Gleitfläche
1 1 elastisches Ende
12 Druckdeckel
13 axialer Abschnitt
14 axialer Abschnitt
15, 15' Bohrung
1 6, 1 6' Bohrung
17, 17' Durchbruch
18, 18' Abstützung
19 Buchse
20 Laufring
21 Abschnitt

Claims

Patentansprüche
1 . Kreiselpumpe zur Förderung Feststoffe enthaltender Flüssigkeiten, mit einem eine Medieneintrittsöffnung (7) und eine Medienaustrittsöffnung (8) für die jeweils zu fördernde Flüssigkeit aufweisenden Pumpengehäuse (1 ) und einem in dem Pumpengehäuse (1 ) auf einer rotativ getriebenen Welle angeordneten Laufrad (2), wobei das Pumpengehäuse einen Strömungsraum mit einem
Ansaugbereich (4) auf einer der Medieneintrittsöffnung (7) zugewandten Vorder- seite des Laufrades (2) und mit einem den Umfang des Laufrades (2) umgebenden Druckbereich (5) sowie einen Radrückenraum (6) umschließt, der auf der der Medieneintrittsöffnung (7) abgewandten Seite des Laufrades (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstruktiv bedingter Spalt (3) zum Radrückenraum (6) mittels eines mit einem elastischen Ende (1 1 ) an einer verschleiß- armen Gleitfläche (10) des Laufrades (2) entlanggleitenden Dichtelements (9) bezüglich der geförderten Flüssigkeit mit den darin enthaltenen Feststoffen gegenüber dem Strömungsraum vollständig abgedichtet ist, wobei aber über eine dafür vorgesehene Verbindung zum Druckbereich (5) des Strömungsraums eine Be- und Entlüftung des Radrückenraums (6) gegeben ist.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dieser um eine Abwasserpumpe handelt.
3. Anordnung zur Spaltabdichtung bei einer, ein von einem Pumpenge- häuse (1 ) aufgenommenes Laufrad (2) aufweisenden Kreiselpumpe zur Förderung Feststoffe enthaltender Flüssigkeiten, mit einem zumindest teilweise elastischen Dichtelement (9) und mit einer an dem Laufrad (2) ausgebildeten Gleitfläche (10), an welcher im Betrieb der Kreiselpumpe ein elastisches Ende (1 1 ) des Dichtelements (9) entlanggleitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) an einem das Pumpengehäuse (1 ) auf der einem Ansaugbereich (4) der Kreiselpumpe abgewandten Seite verschließenden Druckdeckel (12) fixiert und die Gleitfläche (1 1 ) an dem Laufrad (2) im Bereich eines Spaltes (3) zu einem Rad rücken räum (6) auf der dem Ansaugbereich (4) abgewandten Seite des Laufrades (2) ausgebildet ist und dass die Anordnung Mittel (15, 15', 1 6, 1 6', 17, 17', 18, 18') zur Be- und Entlüftung des Radrückenraums (6) umfasst.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das an der Gleitfläche (10) des Laufrades (2) entlanggleitende Ende (1 1 ) des Dichtelements (9) aus einem Elastomer besteht.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Elastomer bestehenden Bereiche des Dichtelements (9) zumindest abschnittsweise von einem Gewebe durchwirkt sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) mittels einer Klebverbindung oder durch Vulkanisation an dem Druckdeckel (12) fixiert ist.
7. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das gesamte Dichtelement (9) aus einem Elastomer besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) kraftschlüssig oder kraft- und formschlüssig an dem Druckde- ekel (12) fixiert ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) als ein elastomerer Dichtring ausgebildet ist, welcher mit einem ersten, das elastische Ende (1 1 ) ausbildenden axialen Abschnitt (13) an der Gleitfläche (10) des Laufrades (2) entlanggleitet und mit einem zweiten axialen Abschnitt (14) auf einen in den Radrückenraum hineinragenden Abschnitt oder Absatz des Druckdeckels (12) aufgezogen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der axiale Abschnitt (14) bezüglich seines Durchmessers konisch verjüngt.
10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Be- und Entlüftung des Radrückenraums (6) in den Druckdeckel (12) bezüglich seines Umfangs an mindestens zwei Positionen je eine, sich hinter dem axialen Abschnitt (14) des Dichtelements (9) in radialer Richtung (r) in das Material des Druckdeckels (12) erstreckende erste Bohrung (15, 15') und eine sich aus dem Radrückenraum (6) in axialer Richtung (a) bis zu der ersten Bohrung (15, 15') erstreckende zweite Bohrung (1 6, 1 6') ausgebildet sind.
1 1 . Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Be- und Entlüftung des Radrückenraums (6) in dem als Dichtring ausgebildeten
Dichtelement (9) bezüglich seines Umfangs an mindestens zwei Positionen je ein sich in radialer Richtung (r) in den Radrückenraum (6) erstreckender Durchbruch ausgebildet ist.
12. Anordnung nach Anspruch 7, wobei ein in den Radrückenraum (6) hineinragendes axiales Ende des Druckdeckels (12) einen gegenüber dem Laufrad (2) größeren Durchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) als eine, einen Absatz des Druckdeckels (12) hintergreifende Dichtmanschette ausgebildet ist, die einen sich, zum Ausgleich der unterschiedli- chen Durchmesser zwischen Druckdeckel (12) und Laufrad (2), in radialer Richtung (r) erstreckenden Abschnitt (21 ) aufweist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Be- und Entlüftung des Radrückenraums (6) in dem sich in radialer Richtung (r) erstreckenden Abschnitt (21 ) des als Dichtmanschette ausgebildeten Dichtelements (9) bezogen auf dessen Umfang an mindestens zwei Positionen jeweils ein den betreffenden Abschnitt (21 ) in axialer Richtung (a) durchragender Durchbruch (17, 17') und eine sich auf der dem Druckdeckel zugewandten Seite in axialer Richtung (a) aufragende, aus dem Material der Dichtmanschette bestehende AbStützung (18, 18') ausgebildet sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) zur zusätzlichen Fixierung an dem Druckdeckel (12) mit diesem durch Vulkanisation haftend verbunden ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißarme Gleitfläche (10) durch eine Verschleißschutzbe- schichtung des Laufrades (2) realisiert ist.
1 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeich- net, dass zur Ausbildung der Gleitfläche (10) eine Buchse (19) auf der dem
Radrückenraum (6) zugewandten Seite auf den Umfang oder auf einen eingearbeiteten Absatz des Laufrades (2) aufgepresst ist, wobei die Gleitfläche (10) auf der radialen Außenfläche der aus einem verschleißarmen Material bestehenden Buchse (19) ausgebildet ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei ein in den Radrückenraum (6) hineinragendes axiales Ende des Druckdeckels (12) einen gegenüber dem Laufrad (2) größeren Durchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Gleitfläche (10) eine Buchse (19) auf der dem Radrückenraum (6) zugewandten Seite auf den Umfang oder auf einen eingearbeiteten Absatz des Laufrades (2) aufgepresst ist, wobei die Gleitfläche (10) auf der radialen Außenfläche eines mit der Buchse (19) verbundenen, gegenüber dieser in radialer Richtung (r) aufragenden Laufrings (20) aus einem verschleißarmen Material ausgebildet ist.
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