WO2013079178A2

WO2013079178A2 - Nassläufer-motorpumpe

Info

Publication number: WO2013079178A2
Application number: PCT/EP2012/004851
Authority: WO
Inventors: Günter Strelow
Original assignee: Wilo Se
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-06-06
Also published as: WO2013079178A3; EP2786020A2; DE102011119625A1; WO2013079178A4; EP2786020B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nassläufer-Motorpumpe mit einem Spaltrohr, das den Motorstator von dem der im Spaltrohr auf einer Motorwelle gelagerten Rotor trennt, wobei die Motorwelle in die Pumpenkammer hineinragt und dort das Pumpen- Laufrad trägt, und wobei auf der Laufradrückseite ein koaxialer zur Pumpenkammer offener Ringraum besteht, von dem durch mindestens einen in der Trennwand befindlichen Strömungsdurchlass die Förderflüssigkeit in den Rotorraum fließt, um nach Durchströmen des Rotorraumes in die Pumpenkammer zurückzuströmen, wobei die Laufradrückwand im Bereich des Ringraums eine gedrosselte Durchflussöffnung aufweist, die den Ringraum mit dem Laufradinneren insbesondere mit der Pumpensaugseite verbindet.

Description

Nassläufer-Motorpumpe

Die Erfindung betrifft eine Nassläufer-Motorpumpe mit einem Spaltrohr, das den Motorstator von dem der im Spaltrohr auf einer Motorwelle gelagerten Rotor trennt, wobei die Motorwelle in die Pumpenkammer hineinragt und dort das Pumpen- Laufrad trägt, und wobei auf der Laufradrückseite ein koaxialer zur Pumpenkammer offener Ringraum besteht, von dem durch mindestens einen in der Trennwand befindlichen Strömungsdurchlass die Förderflüssigkeit in den Rotorraum fließt, um nach Durchströmen des Rotorraumes in die Pumpenkammer zurückzuströmen.

Bei diesen Nassläuferpumpen wird der Rotor des Elektromotors vom Medium umspült. Der Stator ist vom Medium durch ein Spaltrohr /-topf getrennt. Die Lager des Rotors werden vom Medium geschmiert. Solche Konstruktionen sind

wartungsfrei und verfügen über eine sehr lange Lebensdauer, solange das Medium relativ sauber ist.

In vielen Anwendungsbereichen sind die Medien jedoch mit Partikeln und

chemischen Mitteln (Inhibitoren) kontaminiert. Dies macht es erforderlich, abrasive Partikel am Eindringen in den Rotorraum zu hindern.

So ist es aus der EP 1 477 683 A2 bekannt, an der Rückseite des Laufrades

Schaufeln anzuordnen, um eine Ansammlung von Partikeln im rückseitigen Raum zu verhindern. Partikel dringen aber weiterhin abhängig von der Pumpenleistung in den Rotorraum ein. Aufgabe der Erfindung ist es, möglichst wenige Partikel in den Rotorraum gelangen zu lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Laufradrückwand im Bereich des Ringraums eine gedrosselte Durchflussöffnung aufweist, die den

Ringraum mit dem Laufradinneren insbesondere mit der Pumpensaugseite verbindet.

Hierdurch werden die im Ringraum hinter dem Laufrad sich ansammelnden Partikel sicher zur Pumpensaugseite geführt und damit fort gepumpt, so dass im Medium enthaltene Partikel und chemische Mittel nur noch im geringsten Maß in den

Rotorraum gelangen.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Laufradrückseite Förderelemente insbesondere in Form von Schaufeln trägt, die die Flüssigkeit im Ringraum

umwälzen. Auch kann auf der Laufradrückseite ein koaxiales Ringelement vorstehen, das die Motorwelle umgibt und den Ringraum zur Motorwelle hin abgrenzt. Ferner ist von Vorteil, wenn das Ringelement des Laufrades mit seiner freien ringförmigen Stirnseite an dem Spaltrohr insbesondere am Spaltrohrflansch in der Weise angrenzt, dass zwischen der Stirnseite und dem Spaltrohr insbesondere dem

Spaltrohrflansch ein Ringspalt besteht, durch den Förderflüssigkeit in den vom

Spaltrohr umgebenden Rotorraum gelangt. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Wand des koaxialen Ringelements im Querschnitt viertelkreisförmig nach außen gebogen ist, so dass das Ringelement an seiner ringförmigen freien Stirnseite einen größeren Durchmesser aufweist als im übrigen Bereich.

Femer wird vorgeschlagen, dass die Motorwelle eine Hohlwelle ist, durch die im Rotorraum befindliche Flüssigkeit in die Pumpenkammer strömt. Hierbei kann in der Motor-Hohlwelle in Höhe des Ringelements mindestens eine insbesondere radiale Öffnung, Bohrung oder Nut sein, durch die Flüssigkeit von dem vom Ringelement umgebenden inneren Ringraum in den Wellenhohlraum strömt, so dass auch hierdurch noch Partikel zur Saugseite abgeführt werden.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das Laufrad eine rückseitige Tragscheibe aufweist, auf der die Laufradschaufein angeordnet sind, wobei auf der Rückseite der Tragscheibe Permanentmagnete befestigt sind, zum Einfangen von in der Förderflüssigkeit enthaltenen Partikeln wobei die Tragscheibe aus Kunststoff besteht, dass die Magnete innerhalb des Kunststoffs der Tragscheibe angeordnet sind und das die Magnetseite, die dem auf der Tragscheibenrückseite befindlichen

Förderstrom zugewandt ist, von einer Materialschicht überdeckt ist. Die die Magnete abdeckende Materialschicht sorgt dafür, dass die magnetisierbaren Partikel an den Magneten des Laufrades nicht anhaften, sondern durch die auf der Rückseite des Laufrades wirkenden Zentrifugalkräfte in die Pumpenkammer gefördert und damit zum Pumpenauslass gefördert werden. Die Magnete haben damit für die

magnetisierbaren Partikel eine umleitende Wirkung, wobei sichergestellt ist, dass sie an den Magneten nicht haften bleiben und somit den Wirkungsgrad des Laufrades nicht verschlechtern.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Motorpumpe ist in der Zeichnung in einem axialen Schnitt dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Die Nassläufer-Motorpumpe weist als Kreiselpumpe ein Laufrad 1 auf, das von einer koaxialen Welle insbesondere einer Hohlwelle 2 angetrieben wird, die ein Rotorpaket 3 trägt, das sich innerhalb des Stators 4 des Elektromotors dreht. Das Rotorpaket 3 ist vom Stator durch ein Spaltrohr 5 getrennt, das vom geförderten Medium

durchflössen ist, so dass die im Spaltrohr 5 befindlichen Lager geschmiert und gekühlt werden. Das Spaltrohr ist rückseitig geschlossen, so dass auch von einem „Spalttopf" gesprochen werden kann.

Das Spaltrohr 5 bildet auf der dem Laufrad 1 zugewandten Ende einen

Spaltrohrflansch 8, um die Pumpenkammer 10 vom Motorenstator 4 zu trennen.

Auf der Rückseite des Pumpenlaufrades 1 ist ein Ringelement 11 koaxial angeformt, so dass zwischen der Laufradrückseite und dem Spaltrohrflansch 8 ein Ringraum 12 besteht, der von der übrigen Pumpenkammer 10 bis auf einen Spalt 13 getrennt ist. Eine ringförmige gedrosselte Durchflussöffnung 7 ist zwischen dem stirnseitigen Ende des ringförmigen Vorsprungs 11 und dem Spaltrohr 5 und/oder zwischen dem ringförmigen Vorsprung 11 und einem dichtenden koaxialen, nicht dargestellten Dichtring insbesondere Floatingring gebildet, der die Hohiweiie 2 umgibt. Das vom Ringraum 12 durch die ringförmige Öffnung 17 zwischen Ringelement 11 und Spaltrohr 5 in den Spaltrohrinnenraum fließende Medium strömt zuerst an der Innenwand des Spaltrohrs 5 vorbei zum Spaltrohrende, um dort durch Öffnungen in den Längshohlraum 18 der Hohlwelle 2 zu gelangen und zur Saugseite der Pumpe zurückzufließen.

Das Ringelement 11 weist im Wesentlichen die Form einer Zylinderbuchse auf, die an der Laufrad rückseite angeformt ist. Die Wand des koaxialen Ringelements ist im Querschnitt viertelkreisförmig nach außen gebogen ist, so dass das Ringelement 11 an seiner ringförmigen freien Stirnseite einen größeren Durchmesser aufweist als im übrigen Bereich. Dabei bildet die äußere Stirnseite 14 des Ringelements mit dem Spaltrohr 5 oder dem Spaltrohrflansch 8 die Durchflussöffnung 17, durch die ein geringer Teil des Fördermediums aus dem Ringraum 12 in den vom Spaltrohr umgebenden Rotorraum fließt.

Auf der Laufradrückseite sind Förderelemente in Form von Schaufeln 6 angeformt, die die Flüssigkeit im Ringraum 12 umwälzen.

Die Flüssigkeit innerhalb des Ringraums 12 wird dadurch gedrosselt, dass in der Rückwand des Laufrades 1 mindestens eine gedrosselte Öffnung 15 angeordnet ist, durch die im Ringraum 12 befindliche Flüssigkeit mit dort angesammelten Partikeln zur Saugseite der Pumpe strömt.

In der Hohlwelle 2 befindet sich nahe des Laufrades 1 in Höhe des Ringelements 11 mindestens eine insbesondere radiale Öffnung 19, Bohrung oder Nut, durch die Flüssigkeit von dem vom Ringelement 11 umgebenden inneren Ringraum 20 in den Wellenhohlraum 18 strömt. Hierdurch werden in der Förderflüssigkeit befindliche Partikel, die noch bis zur Welle vorgedrungen sind, zur Saugseite abgeführt. Dies kann auch durch radiale Kanäle oder Nuten in der Welle und/oder im Laufrad erfolgen.

Im Zwischenraum zwischen der Pumpenwand und der Laufradrückseite sammeln sich leichte Partikel and, die in den Rotorraum und in die Lager der Welle gelangen können und den Verschleiß beschleunigen. Um diese Partikel so früh wie möglich heraus zu befördern, sind in der Rückseite der Tragscheibe des Laufrades von einer vorzugsweisen nicht magnetischen Materialschicht insbesondere Kunststoffschicht bedeckte Permanentmagnete befestigt, die auf die im Zwischenraum befindliche Flüssigkeit einwirken. Dies führt dazu, dass in der Flüssigkeit befindliche Partikel aus magnetisierbarem Metall von dem Magneten angezogen werden, ohne an den Permanentmagneten haften zu bleiben. Vielmehr bewirkt die auf die Partikel wirkende Magnetkraft, dass die durch die Radseitenraumströmung zum Zentrum (Welle) strebenden Partikel durch diese Magnete an der Laufradrückseite zur Laufradrückwand abgelenkt werden und durch die hier wirkende Zentrifugalkraft in die Pumpenkammer zurückgedrängt werden, ohne den Motoren-Rotorraum innerhalb des Spalttopfes bzw. Spaltrohres zu erreichen und ohne in die Lager zu gelangen. Die Magnete können hierbei unterschiedlich ausgeführt sein, z.B. als Ring,

Einzelmagnete oder Segmente.

Claims

Ansprüche

1. Nassläufer-Motorpumpe mit einem Spaltrohr (5), das den Motorstator (4) von dem der im Spaltrohr auf einer Motorwelle (2) gelagerten Rotor trennt, wobei die Motorwelle in die Pumpenkammer (10) hineinragt und dort das Pumpen- Laufrad (1 ) trägt, und wobei auf der Laufrad rückseite ein koaxialer zur

Pumpenkammer (10) offener Ringraum (12) besteht, von dem durch mindestens einen in der Trennwand befindlichen Strömungsdurchlass (9) die Förderflüssigkeit in den Rotorraum fließt, um nach Durchströmen des

Rotorraumes in die Pumpenkammer (10) zurückzuströmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradrückwand im Bereich des

Ringraums (12) eine gedrosselte Durchflussöffnung (15) aufweist, die den Ringraum ( 2) mit dem Laufradinneren insbesondere mit der

Pumpensaugseite verbindet.

2. Motorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrad rückseite Förderelemente (6) insbesondere in Form von Schaufeln trägt, die die Flüssigkeit im Ringraum (12) umwälzen.

3. Motorpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Laufradrückseite ein koaxiales Ringelement (11 ) vorsteht, das die Motorwelle (2) umgibt und den Ringraum (12) zur Motorwelle hin abgrenzt.

4. Motorpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Ringelement (11 ) des Laufrades (1 ) mit seiner freien ringförmigen Stirnseite (14) an dem Spaltrohr (5) insbesondere am Spaltrohrflansch (8) in der Weise angrenzt, dass zwischen der Stirnseite (14) und dem Spaltrohr (5) insbesondere dem Spaltrohrflansch (8) ein

Ringspalt besteht, durch den Förderflüssigkeit in den vom Spaltrohr (5) umgebenden Rotorraum gelangt.

5. Motorpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des koaxialen Ringelements (11) im Querschnitt

viertelkreisförmig nach außen gebogen ist, so dass das Ringelement (11) an seiner ringförmigen freien, an das Spaltrohr (5) angrenzenden Stirnseite einen größeren Durchmesser aufweist als im übrigen Bereich.

6. Motorpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Motorwelle (2) eine Hohlwelle ist, durch die im Rotorraum befindliche Flüssigkeit in die Pumpenkammer strömt.

7. Motorpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Motor-Hohlwelle (2) in Höhe des Ringelements (11 ) mindestens eine insbesondere radiale Öffnung (19), Bohrung oder Nut ist, durch die Flüssigkeit von dem vom Ringelement (11) umgebenden inneren Ringraum (20) in den Wellenhohlraum (18) strömt.

8. Motorpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Laufrad (1 ) eine rückseitige Tragscheibe aufweist, auf der die Laufradschaufeln angeordnet sind, wobei auf der

Rückseite der Tragscheibe Permanentmagnete befestigt sind, zum Einfangen von in der Förderflüssigkeit enthaltenen Partikeln, wobei die Tragscheibe aus Kunststoff besteht, dass die Magnete innerhalb des Kunststoffs der

Tragscheibe angeordnet sind und dass die Magnetseite, die dem auf der Tragscheibenrückseite befindlichen Förderstrom zugewandt ist, von einer Materialschicht überdeckt ist.