WO2020212250A1 - Spalttopf - Google Patents

Spalttopf Download PDF

Info

Publication number
WO2020212250A1
WO2020212250A1 PCT/EP2020/060184 EP2020060184W WO2020212250A1 WO 2020212250 A1 WO2020212250 A1 WO 2020212250A1 EP 2020060184 W EP2020060184 W EP 2020060184W WO 2020212250 A1 WO2020212250 A1 WO 2020212250A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
containment
wall
webs
gap
shell
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/060184
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas Buthmann
Jürgen Gröschel
Original Assignee
KSB SE & Co. KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KSB SE & Co. KGaA filed Critical KSB SE & Co. KGaA
Priority to KR1020217033454A priority Critical patent/KR20210151837A/ko
Priority to US17/594,445 priority patent/US20220190702A1/en
Priority to EP20718647.9A priority patent/EP3956566A1/de
Priority to CN202080029278.5A priority patent/CN113646537A/zh
Publication of WO2020212250A1 publication Critical patent/WO2020212250A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • F04D13/025—Details of the can separating the pump and drive area
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
    • H02K49/104—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element
    • H02K49/106—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element with a radial air gap
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/043—Shafts
    • F04D29/044—Arrangements for joining or assembling shafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a containment shell for a magnetic coupling with a cylindrical jacket area and a bottom area adjoining a first end of the jacket area, at least the jacket area and, if necessary, the bottom area having an inner wall and an outer wall surrounding the inner wall, the inner wall and the outer wall are spaced apart from one another by a gap in the radial direction and in the bottom area in the axial direction.
  • the bottom area is preferably arranged in the form of a shell and adjoins the jacket area at the first end.
  • Magnetic couplings are used to transmit power to centrifugal pumps, for example, and consist of a primary part rigidly connected to the motor shaft and a secondary part arranged on a shaft together with an impeller.
  • the primary and secondary parts are equipped with permanent magnets. There are opposite poles opposite each other, which attract each other due to the magnetic flux of force. If the primary part is driven, the secondary part runs synchronously.
  • a containment shell between the primary and the secondary part By using a containment shell between the primary and the secondary part, a seal is achieved between these components so that, for example, liquids or even gases cannot get from the secondary side in the direction of the primary side.
  • This is particularly important when the magnetic coupling is used in a pump, for example.
  • the impeller of the pump is arranged together with the secondary part of the magnetic coupling on a common shaft, while the primary part is connected to a motor shaft. Depending on the pumping medium of the pump, it is then to be avoided that this gets through the containment shell in the direction of the primary part or in the direction of the motor.
  • the primary part and / or the secondary part damage the containment can directly
  • the containment can be damaged directly by magnetic or non-magnetic solids in the pumped medium.
  • this damage is difficult to detect during operation.
  • double-walled containment shells have proven themselves in practice, with a gap being arranged between the walls that is continuously monitored with the aid of monitoring sensors and thus damage to the containment can can be detected.
  • the double-walled design also creates two protective covers that are independent of one another, so that the magnetic coupling can easily be operated even if the inner protective cover is damaged.
  • Such double-walled containment shells are known, for example, from EP 1 777 414 A1, EP 2 904 269 B1 or DE 20 2012 20 064 80 U1.
  • split shells two separate split shells are generally arranged one inside the other and connected to one another.
  • Sheet metal or ceramic is usually used as the material. Ceramic is advantageous in this regard, since the material itself cannot be magnetized, which means that eddy current losses can be reduced.
  • split shells are comparatively expensive to manufacture.
  • a containment shell produced in this way is not only disadvantageous with regard to production costs, but also generally has a relatively large wall thickness.
  • wall thickness means the smallest distance from the inner surface of the inner wall to the outer surface of the outer wall. The greater this wall thickness, the greater the material between the primary and the secondary part. This leads on the one hand to greater transmission losses and on the other hand
  • Containment shells made of sheet metal for eddy current losses between the primary and secondary part Containment shells made of sheet metal for eddy current losses between the primary and secondary part.
  • the eddy current losses in particular lead to the development of heat and consequently to the heating of the containment shell.
  • the inner wall and the outer wall are thermally separated from one another at least in sections, so that the two walls heat up and expand thermally to different degrees.
  • a thermal paste or the like is usually arranged in the gap.
  • this is very expensive, especially since it must be ensured that the relatively viscous heat paste reaches every area of the gap.
  • the invention is based on the object of specifying a containment shell which, compared with the previously known containment shells, is characterized by improved torque transmission and improved thermal behavior.
  • a containment can according to claim 1 in which the inner wall is integrally connected to the outer wall via a plurality of webs. Consequently, at least the jacket area, but preferably the entire containment shell, is formed integrally or in one piece. This is particularly achieved through the use of additive manufacturing processes, e.g. the powder bed process possible.
  • a layer of powder is applied in the first step and strengthened in the second step with the aid of binding agents or by the action of energy.
  • the binding agent or energy is only supplied to the powder bed at the points where the containment shell is to be created in the respective layer.
  • the construction platform is lowered by one layer and the next powder layer is applied.
  • the excess powder must be removed at the end of the manufacturing process.
  • the webs on the one hand achieve sufficient stability between the inner wall and the outer wall, via which, for example, pressure surges can be well absorbed or attenuated and, on the other hand, thermal compensation between the inner wall and the outer wall is achieved. This makes it possible for the inner wall and the outer wall to heat up or expand thermally in a comparatively homogeneous manner.
  • the jacket area is double-walled.
  • the bottom area can also be double-walled, analogous to the jacket area.
  • the webs are arranged in the circumferential direction between the inner and the outer wall and extend in the longitudinal direction.
  • the longitudinal direction means the direction which is aligned parallel to the jacket area.
  • the number and spacing of the webs is the result of mechanical and thermal optimization with the aim of keeping the eddy current losses as low as possible.
  • the webs can have a width in the circumferential direction of 0.3 to 5 mm and be arranged at any desired distance in the circumferential direction of, preferably 1 to 3 mm.
  • the webs can also be arranged in the longitudinal direction between the inner and outer walls and extend in the circumferential direction.
  • the webs have an annular configuration with a width in the longitudinal direction of 0.3 to 5 mm, the distance between the webs being freely selectable, preferably between 1 and 4 mm.
  • the invention also provides for further alternative configurations of the webs and structures, for example a spiral configuration, the arcuate configuration, and a penetration of channels arranged longitudinally and in the circumferential direction is also possible.
  • the individual alternatives can also be combined be ned.
  • one or more openings are provided in the outer wall, which are in communication with the gap.
  • Several tasks can be performed at the same time via these openings.
  • excess powder can escape from the gap in the course of production.
  • a gaseous or liquid medium can be introduced into the gap via this opening after production. This can be, for example, cooling or heating liquids.
  • an annular region can be provided in the gap, for example, which adjoins the openings and is free of webs. This allows the medium to spread first in the circumferential direction and then, starting therefrom, in the longitudinal direction.
  • Two collecting channels are preferably provided here.
  • interruptions can be provided in the webs through which the medium can pass.
  • the gaseous or liquid medium can reach every area of the gap even with several webs arranged one behind the other.
  • the openings are preferably arranged at the second end of the jacket area.
  • Preferably two openings are provided which are arranged opposite one another.
  • the medium is a control medium that is arranged within the gap.
  • one or more monitoring sensors are provided on the can, for example in the openings, which are designed in such a way that they damage the outer wall by means of a change in a record the characteristic value of the control medium.
  • This characteristic value can be, for example, the dew point, the oxygen content, the pressure or the conductivity of the control medium.
  • the monitoring sensor is a dew point sensor that continuously monitors the dew point of a liquid control medium. If the pot is damaged, e.g. a pumped medium can get into the gap and mix with the control medium. This leads to a shift in the dew point.
  • the gap is filled with a gaseous control medium e.g. Argon or another noble gas, whereby the monitoring sensor is an oxygen sensor.
  • a gaseous control medium e.g. Argon or another noble gas
  • the oxygen content changes and the sensor issues an error message.
  • the monitoring sensor is designed as a conductivity sensor.
  • control medium is preferably a non-reactive fluid.
  • Transformer oil for example, can be used as a liquid control medium.
  • the containment shell according to the invention can be made comparatively filigree and thin-walled.
  • the outer wall is preferably 0.5 to 2 mm thick
  • the inner wall is preferably 1 mm to 3 mm thick
  • the gap is preferably 1 mm to 3 mm thick.
  • the wall thickness of the containment shell is in the range from 2.5 mm to 8 mm.
  • a plurality of ribs are preferably provided in the bottom area, which are particularly arranged in a star shape in the radial direction. These ribs serve to stabilize the base area and to stabilize the containment shell during manufacture.
  • the subject of the invention is also a magnetic coupling according to claim 12, wherein the containment can according to the invention is arranged between a primary part and a secondary part each equipped with permanent magnets.
  • the invention also relates to a method for producing the containment can according to claim 13, the containment can being e.g. is formed integrally by a P u Iverbettverfa h ren.
  • FIG. 1 shows a containment shell according to the invention with webs running in the longitudinal direction in a cross section in the radial direction
  • FIG. 2 shows a containment shell according to FIG. 1 in a cross-section AA
  • FIG. 3 shows a containment shell according to the invention with webs running in the circumferential direction in a cross section in the longitudinal direction
  • FIG. 4 shows a containment shell according to FIG. 3 in a cross section BB
  • the jacket area (1) is double-walled and has an inner wall (3) and an outer wall (4) which are spaced apart from one another in the radial direction (R).
  • the webs (8) are arranged between the inner and outer walls (3, 4) and formed integrally with the inner and outer walls (3, 4).
  • the containment shell is closed by a shell-shaped bottom area (2).
  • the bottom area (2) does not have a double-walled design but has ribs that are not shown instead over which the Bodenbereicb (2) is reinforced. However, it is also within the scope of the invention that the bottom area is double-walled.
  • a total of 32 webs (8) are provided along the circumferential direction (U), the number not being restricted to this.
  • the webs (8) are designed in such a way that the gap (5) between the webs (8) is divided into elliptical channel sections. These channel sections can for example be filled with a gaseous or liquid control medium.
  • an opening (6) is provided in the outer wall (4) at a second end of the containment shell, through which the control medium can be filled.
  • the gap (5) or the channel sections extend along the entire jacket area (1).
  • the gap pot can also be designed so that it can be heated or cooled.
  • a flange (7) is also arranged, via which the containment shell can be attached to a magnetic coupling.
  • the flange (7) is also shown only in a simplified form and usually has openings for receiving fastening means e.g. Screw on.
  • FIG. 3 and 4 show an alternative embodiment of the containment can according to the invention, in which the webs (8) between the inner wall (3) and the outer wall (4) run in the circumferential direction (U) and in the longitudinal direction (L) one above the other in the jacket area ( 1) are arranged.
  • the webs (8) between the inner wall (3) and the outer wall (4) run in the circumferential direction (U) and in the longitudinal direction (L) one above the other in the jacket area ( 1) are arranged.
  • elliptical channel sections are formed in the gap (5), which are arranged between the individual webs (8).
  • the shell-shaped bottom area (2) is also free of webs (8) here.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Cookers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spalttopf für eine Magnetkupplung mit einem zylinderförmigen Mantelbereich (1) und einen an einem ersten Ende des Mantelbereiches anschließenden Bodenbereich (2), wobei zumindest der Mantelbereich (1) eine Innenwandung (3) und eine die Innenwandung (3) umschließende Außenwandung (4) aufweist, wobei die Innenwandung (3) und die Außenwandung (4) in Radialrichtung (R) über einen Spalt (5) voneinander beabstandet sind. Erfindungsgemäß ist die Innenwandung (3) über mehrere Stege (8) integral mit der Außenwandung (4) verbunden. Erfindungsgemäß lässt sich die Leckage des Spalttopfes, durch Überwachung des Innenspaltes mittels eines Kontrollmediums, ermitteln.

Description

Beschreibung
Spalttopf
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spalttopf für eine Magnetkupplung mit einem zylinderförmigen Mantelbereich und einen an einem ersten Ende des Mantelbereiches anschließenden Bodenbereich, wobei zumindest der Mantelbereich sowie bei Bedarf der Bodenbereich eine Innenwandung und eine die Innenwandung umschließende Au ßenwandung aufweist, wobei die Innenwandung und die Außenwandung in Radialrichtung sowie im Bodenbereich in axialer Richtung, über einen Spalt voneinander beab- standet sind. Der Bodenbereich ist vorzugsweise schalenförmig angeordnet und schließt an den Mantelbereich an dem ersten Ende an.
Magnetkupplungen dienen der Leistungsübertragung zum Beispiel an Kreiselpumpen und bestehen aus einem starr mit der Motorwelle verbundenen Primärteil und gemein sam mit einem Laufrad auf einer Welle angeordneten Sekundärteil. Primär- und Sekundärteil sind mit Permanentmagneten bestückt. Es stehen sich jeweils ungleichnamige Pole gegenüber, die sich infolge des magnetischen Kraftflusses gegenseitig anziehen. Wird der Primärteil angetrieben, dann läuft der Sekundärteil synchron mit.
Durch den Einsatz eines Spalttopfes zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil wird zwischen diesen Bauteilen eine Abdichtung erreicht, so dass beispielsweise Flüssigkeiten oder auch Gase nicht von der Sekundärseite in Richtung Primärseite gelangen können. Dies ist insbesondere dann entscheidend, wenn die Magnetkupplung zum Beispiel in einer Pumpe verwendet wird. In diesem Fall ist das Laufrad der Pumpe zusammen mit dem Sekundärteil der Magnetkupplung auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, während das Primärteil mit einer Motorwelle verbunden ist. Je nach Fördermedium der Pumpe ist es dann zu vermeiden, dass dieses durch den Spalttopf in Richtung Primär teil bzw. in Richtung des Motors gelangt.
Durch Störungen oder Fehlfunktionen ist es einerseits möglich, dass das Primärteil und/oder das Sekundärteil den Spalttopf direkt beschädigt, andererseits kann es zu Schädigungen am Spalttopf direkt durch magnetische oder nichtmagnetische Feststoffe des Fördermediums kommen. Diese Beschädigungen sind allerdings nur schwer im lau fenden Betrieb zu detektieren. Aus diesem Grunde haben sich in der Praxis doppelwan dige Spalttöpfe bewährt, wobei zwischen den Wänden ein Spalt angeordnet ist, der mit Hilfe von Überwachungssensoren kontinuierlich überwacht und somit eine Beschädi gung des Spalttopfes detektiert werden kann.
Durch die doppelwandige Ausgestaltung werden darüber hinaus zwei voneinander unabhängige Schutzhüllen geschaffen, so dass selbst bei Beschädigung der inneren Schutzhülle ein Betrieb der Magnetkupplung ohne weiteres möglich ist.
Derartige doppelwandige Spalttöpfe sind zum Beispiel aus der EP 1 777 414 A1 , der EP 2 904 269 B1 oder der DE 20 2012 20 064 80 U1 bekannt.
Zur Herstellung derartiger Spalttöpfe werden in der Regel zwei separate hergestellte Spalttöpfe ineinander angeordnet und miteinander verbunden. Als Material kommt übli cherweise Metallblech oder Keramik zum Einsatz. Keramik ist diesbezüglich von Vorteil, da das Material selbst nicht magnetisierbar ist, wodurch die Wirbelstromverl u ste reduziert werden können. Allerdings sind derartige Spalttöpfe vergleichsweise teuer in der Herstellung.
Ein so hergestellter Spalttopf ist aber nicht nur im Hinblick auf die Produktionskosten von Nachteil, sondern weist in der Regel auch eine relativ große Wandstärke auf.
Wandstärke meint in diesem Zusammenhang den geringsten Abstand von der Innenfläche der Innenwandung zur Außenfläche der Außenwandung. Je größer diese Wandstärke, desto größer ist auch das Material zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil. Dies führt einerseits zu größeren zu Übertragungsverlusten sowie andererseits bei
Spalttöpfen aus Metallblech zu Wirbelstromverlusten zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil.
Während des Betriebs der Magnetpumpe mit einem metallischen Spalttopf führen insbesondere die Wi rbelstrom ve rl uste zu einer Wärmeentwicklung und folglich zu einer Aufheizung des Spalttopfes. Durch den Spalt werden die Innenwandung und die Au ßenwandung zumindest abschnittsweise thermisch voneinander getrennt, so dass sich beide Wandungen unterschiedlich stark erwärmen und thermisch ausdehnen. Um dem entgegenzuwirken wird üblicherweise eine Wärmepaste oder dergleichen im Spalt an geordnet. Dies ist jedoch sehr aufwendig, insbesondere da sichergestellt werden muss, dass die relativ zähflüssige Wärmepaste jeden Bereich des Spaltes erreicht.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Spalttopf anzugeben, der sich gegenüber den bisher bekannten Spalttöpfen durch eine verbesserte Drehmomentübertragung und einem verbesserten thermischen Verhalten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Spalttopf gemäß Anspruch 1 , bei dem die Innenwandung über mehrere Stege integral mit der Außenwandung verbunden ist. Es wird folglich zumindest der Mantelbereich, bevorzugt aber der gesamte Spalttopf integral bzw. einstückig gebildet. Dies wird insbesondere durch die Verwendung von additiven Fertigungsverfahren, wie z.B. dem Pulverbettverfahren möglich.
Bei dem Pulverbettverfahren wird im ersten Schritt jeweils eine Schicht eines Pulvers aufgetragen und im zweiten Schritt mit Hilfe von Bindemittel oder auch durch Einwirkung von Energie gefestigt. Dabei wird das Bindemittel bzw. die Energie nur an den Stellen dem Pulverbett zugeführt, wo der Spalttopf in der jeweiligen Schicht entstehen soll. Danach wird die Bauplattform um eine Schichtstärke abgesenkt und die nächste Pulverschicht aufgetragen. Das überschüssige Pulver muss am Ende des Herstellungsprozesses entfernt werden. Durch ein solches Verfahren ist es möglich, filigrane aber zugleich stabile Spalttöpfe zu bilden. Gegenüber den bislang bekannten Spalttöpfen sind deutlich geringere Wandstärken möglich. Durch die Stege wird einerseits eine ausreichende Stabilität zwischen der Innenwandung und der Außenwandung erreicht, über die beispielsweise Druckstöße gut aufge nommen bzw. gedämpft werden können und über die andererseits ein thermischer Ausgleich zwischen der Innenwandung und der Außenwandung erzielt wird. Hierdurch ist es möglich, dass sich die Innenwandung und die Außenwandung vergleichsweise ho mogen erwärmen bzw. thermisch ausdehnen.
Es liegt aber nicht nur im Rahmen der Erfindung, dass der Mantelbereich doppelwandig ausgebildet ist. Auch der Bodenbereich kann, analog zum Mantelbereich, doppelwandig ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Stege in Umfangsrichtung zwischen der Innen- und der Außenwandung angeordnet und erstrecken sich in Längs richtung. Die Längsrichtung meint in diesem Zusammenhang die Richtung, die parallel zur Mantelbereich ausgerichtet ist. Die Anzahl und der Abstand der Stege ist das Er gebnis einer mechanischen und thermischen Optimierung mit dem Ziel, die Wir belstromverluste möglichst gering zu halten. So können die Stege beispielsweise eine Breite in Umfangsrichtung von 0,3 bis 5 mm aufweisen und in einem beliebigen Abstand in Umfangsrichtung von, vorzugsweise 1 bis 3 mm, angeordnet sein.
Alternativ können die Stege auch in Längsrichtung zwischen der Innen- und der Außenwandung angeordnet sein und sich in Umfangsrichtung erstrecken. In diesem Fall wei sen die Stege eine ringförmige Ausgestaltung mit einer Breite in Längsrichtung von 0,3 bis 5 mm auf, wobei der Abstand der zwischen den Stegen, beliebig gewählt werden kann, vorzugsweise beträgt er zwischen 1 und 4 mm.
Die Erfindung sieht aber auch weitere alternative Ausgestaltungen der Stege und Strukturen vor, so ist beispielsweise auch eine spiralförmige Ausgestaltung, die bogenförmige sowie eine Durchdringung von längs und in Umfangsrichtung angeordneten Kanä len möglich. Darüber hinaus können die einzelnen Alternativen auch miteinander kombi- niert werden. Durch Verwendung einerseits von Stegen, die sich in Längsrichtung erstrecken und andererseits von Stegen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wird im Spalt eine gitterförmige Anordnung von Stegen erreicht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind in der Außenwandung eine oder meh rere Öffnungen vorgesehen, die mit dem Spalt in Verbindung stehen. Über diese Öffnungen können zugleich mehrere Aufgaben erfüllt werden. Zum einen kann im Zuge der Fertigung überschüssiges Pulver aus dem Spalt austreten. Zum anderen kann über diese Öffnung nach der Fertigung ein gasförmiges oder flüssiges Medium in den Spalt eingeführt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Kühl- oder Heizflüssigkeiten handeln. Bei der Ausgestaltung der Stege ist dann darauf zu achten, dass sich das entsprechende Medium über den gesamten Spalt ausbreiten kann. Bei sich in Längsrich tung erstreckenden Stegen kann beispielsweise ein ringförmiger Bereich im Spalt vorgesehen sein, der an die Öffnungen anschließt und frei von Stegen ist. Hierdurch kann sich das Medium zunächst in Umfangsrichtung und anschließend davon ausgehend in Längsrichtung ausbreiten. Vorzugsweise sind hier zwei Sammelkanäle vorgesehen.
Sofern sich die Kanäle in Umfangsrichtung erstrecken können beispielsweise Unterbrechungen in den Stegen vorgesehen sein, durch die das Medium hindurchtreten kann.
So kann auch bei mehreren hintereinander angeordneten Stegen in jeden Bereich des Spaltes das gasförmige oder flüssige Medium gelangen.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Stege sind die Öffnungen vorzugs weise am zweiten Ende des Mantelbereiches angeordnet. Bevorzugt sind zwei Öffnungen vorgesehen, die gegenüberliegend voneinander angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Medium um ein Kontroll- medium, dass innerhalb des Spaltes angeordnet ist. Dann sind am Spalttopf, z.B. in den Öffnungen einer oder mehrere Überwachungssensoren vorgesehen, die derart ausge bildet sind, dass sie eine Beschädigung der Außenwandung anhand einer Änderung ei- nes charakteristischen Wertes des Kontrollmediums erfassen. Bei diesem charakteristischen Wert kann es sich beispielsweise um den Taupunkt, den Sauerstoffgehalt, den Druck oder die Leitfähigkeit des Kontrollmediums handeln.
Sofern der Taupunkt überwacht wird, handelt es sich bei dem Überwachungssensor um einen Taupunktsensor, der den Taupunkt eines flüssigen Kontrollmediums kontinuier lich überwacht. Wird der Topf beschädigt, kann z.B. ein Fördermedium in den Spalt gelangen und sich mit dem Kontrollmedium vermischen. Dies führt zu einer Verschiebung des Taupunkts.
Alternativ ist der Spalt mit einem gasförmigen Kontrollmedium z.B. Argon oder einem anderen Edelgas gefüllt, wobei der Überwachungssensor ein Sauerstoffsensor ist.
Dringt beispielsweise Außenluft in den Spalt ein, ändert sich der Sauerstoffgehalt und der Sensor gibt eine Fehlmeldung. Gleiches gilt, wenn der Überwachungssensor als Leitfähigkeitssensor ausgebildet ist.
Unabhängig von der Wahl des Überwachungssensors ist das Kontrollmedium bevorzugt ein nicht-reaktives Fluid. Als flüssiges Kontrollmedium kommt beispielsweise Trafoöl in Betracht.
Wie bereits zuvor erläutert, kann der erfindungsgemäße Spalttopf vergleichsweise filigran und dünnwandig ausgebildet werden. So weist die Außenwandung eine Dicke von bevorzugt 0,5 bis 2 mm, die Innenwandung eine Dicke von bevorzugt 1 mm bis 3 mm und der Spalt eine Dicke von bevorzugt 1 mm bis 3 mm auf. Somit liegt die Wandstärke des Spalttopfes im Bereich von 2, 5 mm bis 8 mm.
Bevorzugt sind im Bodenbereich mehrere Rippen vorgesehen, die insbesondere in radialer Richtung sternförmig angeordnet sind. Diese Rippen dienen der Stabilisierung des Bodenbereiches sowie der Stabilisierung des Spalttopfes während der Herstellung. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Magnetkupplung gemäß Anspruch 12, wobei der erfindungsgemäße Spalttopf zwischen jeweils einem mit Permanentmagneten bestückten Primärteil und Sekundärteil angeordnet ist.
Des Weiteren ist auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spalttop fes gemäß Anspruch 13 Gegenstand der Erfindung, wobei der Spalttopf über einen additiven Materialauftrag z.B. durch ein P u Iverbettverfa h ren integral gebildet wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels detailliert erläutert. Es zeigen
Fig.1 einen erfindungsgemäßen Spalttopf mit in Längsrichtung verlaufenden Stegen in einem Querschnitt in radialer Richtung
Fig. 2 einen Spalttopf gemäß Fig. 1 in einem Querschnitt A - A
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Spalttopf mit in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen in einem Querschnitt in Längsrichtung
Fig. 4 einen Spalttopf gemäß Fig. 3 in einem Querschnitt B - B
Die Fig. 1 und 2 zeigen in einer vereinfachten Darstellung eine Ausführungsform des er findungsgemäßen Spalttopfes mit sich in Längsrichtung (L) erstreckenden Stegen (8). Der Mantelbereich (1) ist doppelwandig ausgeführt und weist eine Innenwandung (3) sowie eine Außenwandung (4) auf, die in radialer Richtung (R) voneinander beab- standet sind. Die Stege (8) sind zwischen der Innen- und der Außenwandung (3,4) an geordnet und integral mit der Innen- und der Außenwandung (3,4) ausgebildet.
An einem ersten Ende des Mantelbereiches (1) ist der Spalttopf über einen schalenför migen Bodenbereich (2) verschlossen. Der Bodenbereich (2) weist in dem gezeigten Beispiel keine doppelwandige Ausgestaltung aber dafür nicht dargestellte Rippen aus, über die der Bodenbereicb (2) verstärkt wird. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass der Bodenbereich doppelwandig ausgebildet ist.
Insgesamt sind entlang der Umfangsrichtung (U) 32 Stege (8) vorgesehen, wobei die Anzahl hierauf nicht beschränkt ist. Die Stege (8) sind hierbei derart ausgestaltet, dass der Spalt (5) zwischen den Stegen (8) in ellipsenförmige Kanalabschnitte unterteilt ist. Diese Kanalabschnitte können beispielsweise mit einem gasförmigen oder flüssigen Kontrollmedium gefüllt werden.
Hierzu ist in der Außenwandung (4) an einem zweiten Ende des Spalttopfes eine Öffnung (6) vorgesehen, über die das Kontrollmedium einfüllbar ist. Der Spalt (5) bzw. die Kanalabschnitte erstrecken sich entlang des gesamten Mantelbereiches (1). Der Spalt topf kann auch so ausgeführt sein, dass eine Heiz- oder Kühlbarkeit möglich ist.
An dem zweiten Ende des Spalttopfes ist ferner ein Flansch (7) angeordnet, über die der Spalttopf in einer Magnetkupplung befestigt werden kann. Der Flansch (7) ist eben falls nur in einer vereinfachten Form dargestellt und weist in der Regel Durchbrüche für die Aufnahme von Befestigungsmitteln z.B. Schrauben auf.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spalttopfes, bei der die Stege (8) zwischen der Innenwandung (3) und der Außenwandung (4) in Umfangsrichtung (U) verlaufen und in Längsrichtung (L) übereinander in dem Mantelbereich (1) angeordnet sind. Auch hier bilden sich im Spalt (5) ellipsenförmige Kanalabschnitte aus, die zwischen den einzelnen Stegen (8) angeordnet sind. Der schalenförmige Bodenbereich (2) ist auch hier frei von Stegen (8).

Claims

Patentansprüche
1. Spalttopf für eine Magnetkupplung mit einem zylinderförmigen einteiligen Mantelbe reich (1) und einen an einem ersten Ende des Mantelbereiches anschließenden Bodenbereich (2), wobei zumindest der Mantelbereich (1) eine Innenwandung (3) und eine die Innenwandung (3) umschließende Außenwandung (4) aufweist, wobei die Innenwandung (3) und die Außenwandung (4) in Radialrichtung (R) über einen Spalt (5) voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung (3) über mehrere Stege (8) integral mit der Außenwandung (4) verbunden ist.
2. Spalttopf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (8) als Verbin dungen in Umfangsrichtung (U) zwischen der Innen- und der Außenwandung (3,4) angeordnet sind und sich in Längsrichtung (L) erstrecken.
3. Spalttopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (8) in Längsrichtung (L) zwischen der Innen- und der Außenwandung (3,4) angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung (U) erstrecken.
4 Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stege (8) in Längsrichtung (L) und in Umfangsrichtung (U) sich schneiden und zwischen der Innen- und der Außenwandung (3,4) angeordnet sind und Ein und Auslass durch eine Leitvorrichtung entkoppeln. io
5. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stege (8) oder Verbindungen in Richtung Flansche abfallen sowie zwischen der In nen- und der Außenwandung (3,4) angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung (U) erstrecken.
6. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass punktu elle Verbindungen zwischen der Innen- und der Außenwandung (3,4) angeordnet sind und sich über den Umfang des Bauteils erstrecken, wobei der Ein- und Auslass entkoppelbar sind.
7. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalttopf aus mehreren Lagen und Stegen ein homogenes Teil ist.
8. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die In nenwandung (3) über mehrere Verbindungen, Verbindungspunkte, Verbindungssegmente, Strukturen mit mehrdimensionalem Verlauf integral mit der Außenwandung (4) verbunden ist und sich der Spalttopf als homogenes Teil abbildet.
9. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Man telbereich (1) über ein additives Verfahren z.B. Pulverbettverfahren gebildet ist.
10. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bo denbereich (2) Rippen aufweist.
11. Spalttopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenwandung (4) eine oder mehrere Öffnungen (6) vorgesehen sind.
12. Spalttopf nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenüberliegende Öffnungen (6) vorgesehen sind.
13. Spalttopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontrollme- dium innerhalb des Spaltes (5) angeordnet ist, wobei ein Überwachungssensor derart ausgebildet ist, dass er eine Beschädigung der Innen- und/oder der Außenwandung (3,4) anhand einer Änderung eines charakteristischen Wertes des Kontrollme- diums erfasst.
14. Spalttopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristische Wert der Taupunkt, der Sauerstoffgehalt, der Innendruck und/oder die Leitfähigkeit des Kontrollmediums ist.
15. Spalttopf nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (5) eine Breite von 0,5 mm bis 3 mm aufweist.
16. Spalttopf nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalttopf eine Wandstärke von 0,5 - 8 mm aufweist.
17. Magnetkupplung mit einem Spalttopf gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Spalttopf zwischen jeweils einem mit Permanentmagneten bestückten Primär- und Sekundärteil angeordnet ist.
18. Verfahren zur Herstellung eines Spalttopfes gemäß einem der vorgenannten An sprüche, wobei der Spalttopf über einen additiven Materialauftrag integral gebildet wird.
PCT/EP2020/060184 2019-04-17 2020-04-09 Spalttopf WO2020212250A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217033454A KR20210151837A (ko) 2019-04-17 2020-04-09 스플릿 캔
US17/594,445 US20220190702A1 (en) 2019-04-17 2020-04-09 Split Can
EP20718647.9A EP3956566A1 (de) 2019-04-17 2020-04-09 Spalttopf
CN202080029278.5A CN113646537A (zh) 2019-04-17 2020-04-09 间隙罐

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019002797.3A DE102019002797A1 (de) 2019-04-17 2019-04-17 Spalttopf
DE102019002797.3 2019-04-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020212250A1 true WO2020212250A1 (de) 2020-10-22

Family

ID=70285685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/060184 WO2020212250A1 (de) 2019-04-17 2020-04-09 Spalttopf

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220190702A1 (de)
EP (1) EP3956566A1 (de)
KR (1) KR20210151837A (de)
CN (1) CN113646537A (de)
DE (1) DE102019002797A1 (de)
WO (1) WO2020212250A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023232689A1 (de) 2022-06-03 2023-12-07 KSB SE & Co. KGaA Gedämpfter volumenkörper

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0286822A2 (de) * 1987-04-11 1988-10-19 Franz Klaus Union Armaturen Pumpen GmbH & Co. Magnetischer Pumpenantrieb
EP1777414A1 (de) 2005-10-21 2007-04-25 Klaus Union GmbH & Co. KG Magnetischer Pumpenantrieb
DE202012006480U1 (de) 2012-07-06 2012-08-06 Ruhrpumpen Gmbh Doppelwandiger Spalttopf einer Magnetkupplung, insbesondere einer Magnetkupplungspumpe
WO2014032816A1 (de) * 2012-09-03 2014-03-06 Klaus Union Gmbh & Co. Kg Doppelschaliger spalttopf
EP2904269B1 (de) 2012-10-02 2018-11-14 Dickow Pumpen GmbH & Co. KG. Doppelspalttopf und verfahren zur überwachung eines doppelspalttopfs

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3639719C3 (de) * 1986-11-20 1994-02-24 Hermetic Pumpen Gmbh Spaltrohrmagnetpumpe
DE3931665C1 (en) * 1989-09-22 1991-02-21 Wilo-Werk Gmbh & Co Pumpen- Und Apparatebau, 4600 Dortmund, De Split-ring electric motor for pump - has feeder coupled to pump chamber at point exhibiting high pressure
DE102013007849A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Ksb Aktiengesellschaft Pumpenanordnung
DE102013109522B4 (de) * 2013-09-02 2015-06-18 Rausch & Pausch Gmbh Spaltrohrmotor mit hochdruckfestem Spaltrohr
CN103726049B (zh) * 2014-01-09 2016-05-25 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种金属零件的激光增材制造方法和装备
EP2893994B1 (de) * 2014-01-14 2020-07-15 General Electric Technology GmbH Verfahren zur herstellung eines metallischen oder keramischen bauteils durch selektives laserschmelzen
US10022890B2 (en) * 2015-09-15 2018-07-17 Honeywell International Inc. In situ carbonization of a resin to form a carbon-carbon composite
CN106807944B (zh) * 2017-01-17 2018-11-30 华中科技大学 一种基于粉末床的倾斜结构增材制造工艺方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0286822A2 (de) * 1987-04-11 1988-10-19 Franz Klaus Union Armaturen Pumpen GmbH & Co. Magnetischer Pumpenantrieb
EP1777414A1 (de) 2005-10-21 2007-04-25 Klaus Union GmbH & Co. KG Magnetischer Pumpenantrieb
DE202012006480U1 (de) 2012-07-06 2012-08-06 Ruhrpumpen Gmbh Doppelwandiger Spalttopf einer Magnetkupplung, insbesondere einer Magnetkupplungspumpe
WO2014032816A1 (de) * 2012-09-03 2014-03-06 Klaus Union Gmbh & Co. Kg Doppelschaliger spalttopf
EP2904269B1 (de) 2012-10-02 2018-11-14 Dickow Pumpen GmbH & Co. KG. Doppelspalttopf und verfahren zur überwachung eines doppelspalttopfs

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023232689A1 (de) 2022-06-03 2023-12-07 KSB SE & Co. KGaA Gedämpfter volumenkörper
DE102022001932A1 (de) 2022-06-03 2023-12-14 KSB SE & Co. KGaA Gedämpfter Volumenkörper

Also Published As

Publication number Publication date
CN113646537A (zh) 2021-11-12
US20220190702A1 (en) 2022-06-16
KR20210151837A (ko) 2021-12-14
EP3956566A1 (de) 2022-02-23
DE102019002797A1 (de) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2843808B1 (de) Spaltrohrmotor mit hockdruckfestem Spaltrohr
EP1795757B1 (de) Vakuumpumpe
DE10361378B3 (de) Magnetkupplungsanordnung zur Übertragung eines Drehmomentes
WO2019219883A1 (de) Rotorlagerungssystem
EP2457308B1 (de) Lüfter mit einem elektronisch kommutierten antriebsmotor
DE102015117562A1 (de) Zahnradpumpe
EP2960515B1 (de) Magnetische Kupplung
WO2013127626A2 (de) Pumpenanordnung
EP3056847B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung eines Körpers
DE2515761C3 (de) Hydrostatische Bremse
EP2818721A1 (de) Kreiselpumpe
EP2994643B1 (de) Pumpenanordnung und verfahren zum herstellen eines spalttopfes der pumpenanordnung
WO2020212250A1 (de) Spalttopf
DE102011008945A1 (de) Flüssigkeitsgekühltes Gehäuse mit Lagerschild für elektrische Maschine
EP2904269B1 (de) Doppelspalttopf und verfahren zur überwachung eines doppelspalttopfs
EP3009680B1 (de) Mehrstufige Kreiselpumpe
DE102006043343A1 (de) Dynamoelektrische Vorrichtung
DE102018125040A1 (de) Pumpe, insbesondere für einen Flüssigkeitskreislauf in einem Fahrzeug
EP2390986A1 (de) Permanentmagnetrotor für einen Elektromotor
DE10322465A1 (de) Trennhülse
EP3051138A1 (de) Vakuumpumpengehäuse, Vakuumpumpe und Verfahren zur Herstellung eines Vakuumpumpengehäuses
DE102012017322A1 (de) Beschichteter Spalttopf und Verfahren zur Herstellung desselben
WO2014111082A1 (de) Rotor für schnecken- und / oder exzenterschneckenpumpen und schnecken- oder exzenterschneckenpumpe
DE102012104804A1 (de) Verdrängerpumpe
DE102004003400A1 (de) Kreiselpumpenaggregat

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20718647

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217033454

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020718647

Country of ref document: EP

Effective date: 20211117