KREISELPUMPE MIT VERSTÄRKTEM KUNSTSTOFFLAUFRAD

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Pumpengehäuse, dessen Pumpenkammer ein Laufrad umschließt und einen Einlass- und Auslasskanal aufweist, wobei die Pumpenkammer und der Einlass- und Auslasskanal mit schützendem Kunststoff ausgekleidet sind und das Laufrad überwiegend aus Kunststoff besteht, und wobei die hintere, dem Pumpenkammereinlass abgewandte Radscheibe des Laufrades einen inneren stützenden Kern aufweist, wobei die vordere Deckscheibe und die Laufradschaufeln, die die Radscheibe und die vordere Deckscheibe miteinander verbinden, jeweils einen inneren stützenden Kern aus Metall oder aus einem Kunststoff aufweisen, der einen höheren Festigkeitswert aufweist als der Kunststoff des Laufrades.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Pumpengehäuse, dessen Pumpenkammer ein Laufrad umschließt und einen Einlass- und Auslasskanal aufweist, wobei die Pumpenkammer und der Einlass- und Auslasskanal mit schützendem Kunststoff ausgekleidet sind und das Laufrad überwiegend aus Kunststoff besteht, und wobei die hintere, dem Pumpenkammereinlass abgewandte Radscheibe des Laufrades einen inneren stützenden Kern aufweist.

[0002] Eine Kreiselpumpe mit innerer Kunststoffauskleidung und einem Kunststofflaufrad mit durch Metalleinlage verstärkter hinterer Radscheibe ist aus der EP 0 797 736 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Pumpe ist die Stabilität des Kunststofflaufrades verbessert. Dennoch ist das Laufrad sehr hohen hydraulischen Leistungen nicht gewachsen. Die dynamischen und statischen Belastungen des Laufrades unter Druck, Temperatur und hoher Drehzahl können die Streckgrenze des Kunststoffs überschreiten und einen Bruch des Laufrades verursachen.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie sehr hohe hydraulische Leistungen übertragen kann.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die vordere Deckscheibe und die Laufradschaufeln, die die Radscheibe und die vordere Deckscheibe miteinander verbinden, jeweils einen inneren stützenden Kern aus Metall oder aus einem Kunststoff aufweisen, der einen höheren Festigkeitswert aufweist als der der Kunststoffauskleidung.

[0005] Ein solcher, in dem Kunststofflaufrad angeordneter fester Kern aus Metall oder aus einem hochfesten Kunststoff erzeugt eine verstärkende Unterstützung von der Wellen-Naben-Verbindung der Pumpenwelle zur Radscheibe zu den Pumpenschaufeln und bis zur vorderen Deckscheibe, so dass hohe hydraulische Belastungen übertragen und hohe Drehzahlen erreicht werden können. Alle hydraulischen Kräfte werden auf dem kürzesten Weg in den stützenden Kern eingeleitet und damit der Kunststoff des Laufrades entlastet. Durch die deutliche Erhöhung der übertragenen Leistung werden die Einsatzgrenzen für kunststoffausgekleidete Kreiselpumpen im Hinblick auf Förderhöhe, Fördermenge und Temperatur deutlich erweitert. Hierbei ist der stützende Kern der vorderen Deckscheibe, mit dem stützenden Kern der Radscheibe über die stützenden Kerne der Laufradschaufeln stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden.

[0006] Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die stützenden Kerne der Radscheibe, der vorderen Deckscheibe und der Laufradschaufeln miteinander ein stützendes Gerüst bilden. Dabei ist das stützende Gerüst einstückig ausgebildet.

[0007] Ein optimaler Kräfteverlauf wird erreicht, wenn die stützenden Kerne die Konturen der Deckscheibe, der Radscheibe und der Schaufeln partiell oder vollständig formgetreu wiedergeben.

[0008] Eine robuste Verklammerung des Kunststoffs des Laufrades mit den stützenden Kernen wird erreicht, wenn die stützenden Kerne Verklammerungsbohrungen und/oder Verklammerungsnuten aufweisen, die vom Kunststoff des Laufrades ausgefüllt sind.

[0009] Auch wird vorgeschlagen, dass der innere Kern der Radscheibe form- oder kraftschlüssig mit der Pumpenantriebswelle verbunden ist.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1

einen axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Laufrad,

Fig. 2

einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Laufrad in Höhe der Laufradschaufeln.

[0011] Die Kreiselpumpe weist ein Pumpengehäuse aus zwei Teilen auf, deren Teilungsebene durch die Pumpenkammer verläuft, so dass die Innenwände der Pumpenkammer und des Einlass- und Auslasskanals mit geringem Aufwand mit einer Auskleidung aus einem die Innenwände schützenden Kunststoff versehen werden können. Das Pumpengehäuse besteht aus Metall oder aus einem Kunststoffverbundsystem. Als Kunststoff der Auskleidung und des Laufrads 1 wird ein voll fluorierter, teil fluorierter oder nicht fluorierter Kunststoff verwendet, um einen höherwertigen Korrosions- oder Reinheitsschutz zu den druck- und kraftübertragenden Pumpenteilen zu erhalten.

[0012] Das in der Pumpenkammer einliegende Laufrad 1 aus Kunststoff weist eine hintere kreisrunde Radscheibe 2 auf, die auf einem Ende der Welle eines Elektromotors oder einer Magnetkupplung aufsitzt. Ferner besitzt das Laufrad eine vordere kreisringförmige Deckscheibe 3, die mittig einen Saugmund 4 bildet und über Laufradschaufeln 5 mit der Radscheibe 2 verbunden ist.

[0013] Die Radscheibe 2 besitzt einen inneren koaxialen, kreisrunden, stützenden Kern ("hinterer Kern") 6 aus Metall oder aus Kunststoff, der eine höhere Festigkeit aufweist als die Festigkeit des Kunststoffs der Kunststoffauskleidung der Pumpenkammer. Hierbei ist der kreisscheibenförmige hintere Kern 6 allseitig vom Kunststoff der Radscheibe 2 umgeben, bis auf eine hintere mittige Sackbohrung 7, in der das Ende der Antriebswelle einsitzt.

[0014] In der vorderen Deckscheibe 3 liegt auch ein innerer koaxialer stützender Kern ("vorderer Kern") 8 ein aus Metall oder aus Kunststoff, der eine höhere Festigkeit aufweist, als die Festigkeit des Kunststoffs der Kunststoffauskleidung der Pumpenkammer. Hierbei ist der kreisringförmige vordere Kern 8 auch allseitig vom Kunststoff der vorderen Deckscheibe 3 umgeben.

[0015] Ferner liegt in jeder Laufradschaufel 5 ein innerer stützender Kern ("Laufrad-Kern") 9 ein aus Metall oder aus Kunststoff, der eine höhere Festigkeit aufweist, als die Festigkeit des Kunststoffs der Kunststoffauskleidung der Pumpenkammer. Hierbei ist der Laufrad-Kern 9 allseitig vom Kunststoff der Laufradschaufeln 5 umgeben.

[0016] Die Kerne 6, 8 und 9 sind in einer Ausführung voneinander getrennte Teile. Vorzugsweise bestehen aber alle Kerne aus demselben Metall oder demselben Kunststoff hoher Festigkeit und sind miteinander stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden, so dass der stützende Kern 8 der vorderen Deckscheibe 3 mit dem stützenden Kern 6 der Radscheibe 2 über die stützenden Kerne 9 der Laufradschaufeln 5 stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden ist. Hierdurch bilden alle Kerne 6, 8 und 9 miteinander ein stützendes, einstückiges Gerüst aus Metall oder hochfestem Kunststoff, das vom Kunststoff des Laufrades umgeben insbesondere umspritzt ist. Dabei geben die stützenden Kerne 6, 8, 9 die Konturen der Scheiben 2, 3 und der Schaufeln 5 partiell oder vollständig formgetreu wieder.

[0017] Um einen innigen Halt zwischen dem äußeren Kunststoff des Laufrades 1 und den Kernen zu erreichen, weisen die Kerne 6, 8 und 9 jeweils nicht dargestellte Verklammerungsbohrungen und/oder Verklammerungsnuten auf, die vom Kunststoff des Laufrades 1 durchdrungen sind.

[0018] Für das Laufrad wird vorzugsweise ein voll- oder teilfluorierter Kunststoff verwendet, wie Perfluoralkoxylalkan (PFA) oder Polytetrafluorethylen
(PFAPVDF).

Ansprüche

1. Kreiselpumpe mit einem Pumpengehäuse, dessen Pumpenkammer ein Laufrad (1) umschließt und einen Einlass- und Auslasskanal aufweist, wobei die Pumpenkammer und der Einlass- und Auslasskanal mit schützendem Kunststoff ausgekleidet sind und das Laufrad überwiegend aus Kunststoff besteht, und wobei die hintere, dem Pumpenkammereinlass abgewandte Radscheibe (2) des Laufrades (1) einen inneren stützenden Kern (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Deckscheibe (8) und die Laufradschaufeln (5), die die Radscheibe und die vordere Deckscheibe miteinander verbinden, jeweils einen inneren stützenden Kern (8, 9) aus Metall oder aus einem Kunststoff aufweisen, der einen höheren Festigkeitswert aufweist als der Kunststoff des Laufrades.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass der stützende Kern (8) der vorderen Deckscheibe (3) mit dem stützenden Kern (6) der Radscheibe (2) über die stützenden Kerne (9) der Laufradschaufeln (5) stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die stützenden Kerne (6, 8, 9) der Radscheibe (2), der vorderen Deckscheibe (3) und der Laufradschaufeln (5) miteinander ein stützendes Gerüst bilden.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stützende Gerüst einstückig ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stützenden Kerne (6, 8, 9) die Konturen der Deckscheibe (3) der Radscheibe (2) und der Schaufeln (5) partiell oder vollständig formgetreu wiedergeben.

6. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stützenden Kerne (6, 8, 9) Verklammerungsbohrungen und/oder Verklammerungsnuten aufweisen, die vom Kunststoff des Laufrades (1) ausgefüllt sind.

7. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kern (6) der hinteren Deckscheibe (2) form- oder kraftschlüssig mit der Pumpenantriebswelle verbunden ist.

Zeichnung