Dichtungsfreie Pumpe

Abstract

 Dichtungsfreie Pumpe, bei der in einem Gehäuse eine An­triebsspindel (8), die in Antriebsverbindung (7) mit einem Elektro­motor (4,5) steht, und wenigstens eine, vorzugsweise zwei, mit ihr kämmende Laufspindel(n) (12) gelagert sind, vorzugsweise zum Fördern von niedrig viskosen Flüssigkeiten, wobei der Rotor des Elektromotors (15) das außenzylindrische Pumpengehäuse (6) um­gibt und an einem Ende durch Verbindung (7) mit der Antriebs­spindel (8) gelagert ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine dichtungsfreie Pumpe, bei der in einem Gehäuse eine Antriebsspindel, die in An­triebsverbindung mit einem Elektromotor steht, und wenig­stens eine, vorzugsweise zwei, mit ihr kämmende Laufspin­del(n) gelagert sind.

[0002] Dichtungsfreie Pumpen der vorstehend beschriebenen Art sind üblicherweise derart aufgebaut, daß die eigentliche Schrau­benpumpe mit ihrem Gehäuse unmittelbar an den Elektromotor angeflanscht ist, wobei die Antriebsspindel mit dem Rotor des Elektromotors starr verbunden ist. Nachteilig hierbei ist jedoch die Tatsache, daß die Längsabmessung einer sol­chen Pumpe in jedem Fall der Summe der Längen von Schrau­benpumpe und Elektromotor entspricht. Um u.a. die Bauhöhe von diesen Pumpen zu verkleinern, ist eine Pumpe gemäß P 37 01 586 entwickelt worden, bei welcher die Schrauben­pumpe und der Elektromotor in einem Bauteil integriert sind. So werden einerseits die drehfest im Motorgehäuse ge­haltene Antriebsspindel und andererseits die beiden das Fördermedium von der Saugseite zur Druckseite weitertransportierenden Laufspindeln direkt in einen entsprechenden, innenprofilierten hohlen Rotor des Elektro­motors eingebaut, so daß ein gesondertes Pumpengehäuse nicht mehr benötigt wird. Diese im Betrieb schon außeror­dentlich bewährte Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, daß trotz ihrer gegenüber üblichen Pumpen um ein vielfaches verkleinerten Abmessungen deren Bauhöhe dennoch verhältnis­mäßig groß ist.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dich­tungsfreie Pumpe so auszugestalten, daß unter Ausnutzung der Kraftwirkung des Fördermediums, unter Verwendung von wenigen und geometrisch einfachen Bauteilen, die damit auch aus chemisch resistenten Kunststoffen herstellbar sind, so­wie bei leisem und pulsationsarmen Betrieb die Bauhöhe wei­ter verkleinert wird, wodurch diese auch unter beengten Raumverhältnissen, wie sie in der chemischen Industrie oft vorzufinden sind, einsetzbar ist.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Rotor des Elektromotors das außenzylindrische Pum­pengehäuse umgibt und an einem Ende durch Verbindung mit der Antriebsspindel gelagert ist.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der dichtungs­freien Pumpe ergibt sich eine sehr einfache, zugleich auch platzsparende Bauweise, da zusätzliche Maßnahmen sowohl zur Lagerung des Rotors als auch zur Verbindung von Rotor und antreibender Antriebsspindel entfallen können. In einer er­sten bevorzugten Ausführungsform kann dabei vorgesehen sein, daß der Rotor durch einseitige starre Verbindung mit der Antriebsspindel am Ende fliegend gelagert ist. Demnach ist einerseits mit der Festlegung des Rotors auf der An­triebsspindel dessen Lagerung auf einfachste Weise reali­siert, ohne daß weitere Stütz- bzw. Lagerpunkte innerhalb der Konstruktion hierfür vorzusehen sind. Andererseits ist zugleich sichergestellt, daß die Antriebsspindel über den Rotor auch tatsächlich als Antriebsglied der Pumpe wirken kann.

[0006] Andererseits ist aber auch ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand eine Ausführungsform möglich, bei der die Ausbil­dung so getroffen ist, daß der Rotor an dem dem Ende gegen­überliegenden Ende über einen Abstützring auf dem Pumpenge­häuse gelagert ist.

[0007] In diesem Zusammenhang ist es im Rahmen der Erfindung wei­terhin vorgesehen, daß das Pumpengehäuse axial unverschieb­bar in dem saugseitigen Flanschdeckel gelagert ist und sich druckseitig über die kämmenden Laufspindeln und um 90° ver­setzt direkt auf der Antriebsspindel abstützt. Durch diese Maßnahme wird ebenfalls gewährleistet, daß schon alleine durch die Lagerung der Zwischenspindel das freiliegende Ende des feststehenden Pumpengehäuses sowie die beiden darin angebrachten Laufspindeln in radialer Richtung fest­gelegt sind.

[0008] In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Antriebsspindel eine axiale Durchgangsbohrung aufweist, wo­durch aromatisch eine Schmierung der axialen Festlegung der Antriebsspindel von dem Fördermedium erzielt wird. Wei­ter liegt es im Rahmen der Erfindung, ein zur Antriebsspin­del achsgleiches Sicherheitsventil unmittelbar in Saugraum anzuordnen, welches im Zeitpunkt der Überlastung, d.h. also bei überschreiten eines vom Anwender vorgegebenen Diffe­renzdruckwertes zwischen Saug- und Druckseite, anspricht und durch seine Lage kurze Überströmwege ermöglicht sowie aus wenigen zusätzlichen Bauteilen besteht.

[0009] Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, daß im saugseitigen Bereich des Gehäuses Bohrungen derart angeordnet sind, daß druckseitiges Fördermedium auf Planflächen der kämmenden Laufspindeln wirkt. Durch diese Maßnahme wird unabhängig von der Antriebsspindel das Laufspindelpaar axial gehal­tert, indem der axiale Kräfteausgleich einer jeden Lauf­spindel mittels Fördermedium erfolgt, welches durch eine Bohrung im Gehäuse von der Druckseite herströmt und an der jeweiligen Planfläche die notwendige Gegenkraft aufbaut, wobei diese über die vorher bestimmte Flächengröße den vor­gegebenen Bedingungen angepaßt wird.

[0010] Schließlich ist erfindungsgemäß noch der Rotor im Aus­trittsbereich der Pumpe mit einer Anzahl von Durchströmöff­nungen versehen, die die Pulsationsfrequenz der Pumpe je nach Teilung erhöht, so daß durch eine anschließende Pulsa­tionsdämpfungseinrichtung in Form eines Siebes entsprechen­der Maschenweite die Pulsationsdämpfung leichter erfolgen kann. Erfindungsgemäß können zusätzlich die Durchströmöff­nungen so profiliert sein, daß im Sinne eines Laufrades ei­ner Strömungsmaschinew das Fördermedium beschleunigt wird und anschließend anstelle durch ein Sieb durch eine Leitradbeschaufelung als Pulsationsdämpfungseinrichtung fließt.

[0011] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­führungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung, wobei darauf verwiesen wird, daß beidseitige Gewindeanschlüsse auch Flanschanschlüsse sein können und die Pumpe ohne jegliche Änderung als getauchte und/oder nichtgetauchte Version zum Einsatz kommen kann. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße dichtungsfreie Pumpe,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das feststehende Pumpenge­häuse, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Pumpe.

[0012] In dem Gehäuse 1 eines Elektromotors, versehen mit einem saugseitigen Flanschdeckel 2 und einem druckseitigen Flan­schdeckel 3, ist feststehend ein Stator 4 und drehbar ein Rotor 5 in Form einer Glocke angeordnet. Der Rotor 5, der das außenzylindrische Pumpengehäuse 6 umgibt, ist dabei im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 über sein eines Ende 7 mit der Antriebsspindel 8 fliegend gelagert verbunden. Des wei­teren wird ein Ende 9 des Pumpengehäuses 6 von dem saugsei­tigen Flanschdeckel 2 aufgenommen und in diesem axial un­verschiebbar, beispielsweise durch einen Stift 10, gehal­tert, während sich das andere Ende 11 des Pumpengehäuses 6 druckseitig über die kämmenden Laufspindeln 12 und um 90° versetzt drekt auf der Antriebsspindel 8 abstützt. Hier­durch wird eine außerordentlich kompakte Bauweise erreicht, die sich folglich dafür verantwortlich zeigt, daß die dich­tungsfreie Pumpe sehr klein baut und daher unter auch außerordentlich beengten Raumverhältnissen einsetzbar ist. Die Antriebsspindel 8 ist mit einem Ende 13 in dem druckseitigen Flanschdeckel 3 und mit dem anderen dem Saug­raum 14 zugekehrten Ende 15 in einem Gehäuseeinsatz 16 ge­lagert. Weiterhin weist die Antriebsspindel 8 eine axiale Durchgangsbohrung 17 auf, durch die das Fördermedium von der Druckseite in Richtung Saugseite strömt und auf das Sicherheitsventil 22 auftrifft. Hierdurch wird ein axialer Kraftausgleich erzeugt, mittels welchem die Antriebsspindel 8 in ihrer vorbestimmten Lage verbleibt, die insbesondere durch Veränderung des Sicherheitsventils 22 abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen und -bedürfnissen des An­wenders beliebig einstellbar ist. Zur Sicherstellung eines axialen Schubausgleichs der Laufspindeln 12 ist jeder der Laufspindeln 12 im saugseitigen Bereich des Gehäuses 6 mit einer Planfläche 19 an einem Zapfen 20 versehen, die über eine Bohrung 21 im Gehäuse 6 und im Gehäuseeinsatz 16 mit druckseitigem Fördermedium zum axialen Kraftausgleich beaufschlagt ist. In dem Gehäuseeinsatz 16 ist, wie oben erwähnt, ein Sicherheitsventil 22 achsgleich zur Antriebsspindel 8 und unmittelbar im Saugraum 14 angeord­net, das sich bei Auftreten zu großer Kräfte durch das druckseitige Fördermedium automatisch öffnet und somit für eine Entlastung, d.h. Abbau des Überdrucks, sorgt. Schließ­lich ist der Rotor 5 im Austrittsbereich 23 der Pumpe mit einer Reihe von Durchströmöffnungen 24 versehen, die die Pulsationsfrequenz der Pumpe je nach Teilung erhöht. Mit­tels einer anschließenden Pulsationsdämpfungseinrichtung 25 in Form eines Siebes 25 entsprechender Maschenweite kann die Pulsationsdämpfung leichter erfolgen. Zusätzlich können die Durchströmöffnungen 24 derart profiliert sein, daß im Sinne eines Laufrades einer Strömungsmaschine das Förderme­dium beschleunigt wird und anschließend anstelle durch ein Sieb durch eine in den Figuren nicht dargestellte Leitradbeschaufelung als vorgesehene Pulsationsdämpfungs­einrichtung 25 fließt.

[0013] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Rotor 5 nicht fliegend gelagert, sondern an dem dem Ende 7 gegenüberlie­genden Ende 28 durch einen Abstützring 27 auf dem Pumpen­gehäuse 6 gelagert.

[0014] Die Erfindung ist nicht nur auf die dargestellten Ausfüh­rungsbeispiele beschränkt. So wäre es insbesondere auch möglich, statt eines voneinander getrennten Gehäuses 6 und Gehäuseeinsatzes 16 nur ein einziges Bauteil vorzusehen oder die beidseitigen Gewindeanschlüsse 26 auch als Flan­schanschlüsse auszubilden. Auch ist die erfindungsgemäße Pumpe sowohl für eine getauchte als auch eine nichtge­tauchte Betriebsweise entsprechend den Anforderungen von seiten des Anwenders geeignet.

Ansprüche

1. Dichtungsfreie Pumpe, bei der in einem Gehäuse eine Antriebsspindel, die in Antriebsverbindung mit einem Elektromotor steht, und wenigstens eine, vorzugsweise zwei, mit ihr kämmende Laufspindel(n) gelagert sind, vorzugsweise zum Fördern von niedrig viskosen Flüs­sigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) des Elektromotors das außenzylindrische Pumpengehäuse (6) umgibt und an einem Ende (7) durch Verbindung mit der Antriebsspindel (8) gelagert ist.

2. Dichtungsfreie Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Rotor (5) durch einseitige starre Verbindung mit der Antriebsspindel (8) am Ende (7) fliegend gelagert ist.

3. Dichtungsfreie Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Rotor (5) an dem dem Ende (7) ge­genüberliegenden Ende (28) über einen Abstützring (27) auf dem Pumpengehäuse (6) gelagert ist.

4. Dichtungsfreie Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (6) axial unverschiebbar in dem saugseitigen Flanschdec­kel (2) gelagert ist und sich druckseitig über die kämmenden Laufspindeln (12) und um 90° versetzt di­rekt auf der Antriebsspindel (8) abstützt.

5. Dichtungsfreie Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (8) eine axiale Durchgangsbohrung (17) und ein dazu achsgleiches Sicherheitsventil (22) unmittelbar im Saugraum (14) aufweist.

6. Dichtungsfreie Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im saugseitigen Be­reich des Gehäuses (6) Bohrungen (21) derart angeord­net sind, daß druckseitiges Fördermedium auf Planflä­chen (19) der kämmenden Laufspindeln (12) wirkt.

7. Dichtungsfreie Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) im Aus­trittsbereich (23) der Pumpe mit einer die Pulsati­onsfrequenz der Pumpe je nach Teilung erhöhenden An­zahl von Durchströmöffnungen (24) versehen ist und im Austrittsbereich (23) eine anschließende Pulsations­dämpfungseinrichtung (25) angeordnet ist.

8. Dichtungsfreie Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Pulsationsdämpfungseinrichtung (25) als Sieb entsprechender Maschenweite ausgebildet ist.

9. Dichtungsfreie Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Durchströmöffnungen (24) zusätzlich mit das Fördermedium entsprechend einem Laufrad einer Strömungsmaschine beschleunigenden Profilierungen ausgestattet sind und im Austrittsbereich (23) die Pulsationsdämpfungseinrichtung als Leitradbeschaufe­lung ausgebildet ist.

Zeichnung