Kreiselpumpe mit Magnetkupplung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer zwischen Pumpenwelle und Antriebswelle angeordneten Magnetkupplung und mit einem Spalttopf im Magnetspalt zwischen dem inneren Magnetrotor der Pumpe und dem äußeren Magnetrotor der Antriebswelle, wobei im Inneren des von der Förderflüssigkeit durchflossenen Spalttopfes der innere Magnetrotor an einem rohrförmigen Lagergehäuse gelagert ist, das die Pumpenlaufradwelle umgibt, die auf der dem Pumpenlaufrad abgewandten Seite Befestigungsmittel für den inneren Magnetrotor besitzt, der zwischen dem Lagergehäuse und dem Spalttopf angeordnet ist.

[0002] Aus der US-A 4,080,112 ist eine derartige Kreiselpumpe bekannt, bei der die Befestigungsmittel schräg angeordnete Kanäle aufweisen.

[0003] Bekannt sind Magnetkupplungsrotoren mit radialen Rückschaufeln. Die Schaufeln dienen der Generierung eines Spül- bzw. Kühlmediumstromes. Diese radialen Schaufeln sind stirnseitig am Magnetkupplungsrotor angeordnet und erzeugen einen Förderstrom in radialer Richtung, indem das Medium durch Fliehkraft zum Außendurchmesser des Rotors hin beschleunigt und durch den Spalt zwischen Rotorumfang und Spalttopf gefördert wird. Diese Förderrichtung zum Außendurchmesser hin ist konträr zu der erforderlichen Fließrichtung, um den Spülmediumstrom unmittelbar in die im Zentrum des Rotors positionierte Rotorlagerung einleiten zu können.

[0004] Radiale Schaufeln erzeugen im allgemeinen nur kleinere Massenströme bei höheren Drücken, so dass nur recht geringe Mengen Spül- bzw. Kühlmedium zur Verfügung stehen und die Förderung infolge Kavitation unterbrochen werden kann. Bei Vergrößerung der radialen Schaufeln wird zwar mehr Medium gefördert, aber die Kavitationsneigung nimmt auch zu. Darüber hinaus bedingen größere Radialschaufeln auch eine höhere hydraulische Leistung, die als Kupplungsverlustleistung einzustufen und daher unerwünscht ist.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass bei geringem hydraulischen Leistungsverlust eine hohe Spül-, Kühl- und Schmierleistung erzielt wird.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Befestigungsmittel des inneren Magnetrotors an der Welle oder an der Wellenhülse mindestens einen Durchflusskanal für die Förderflüssigkeit aufweist, in oder an dem Schaufeln zur axialen Förderung der Flüssigkeit angeordnet sind wobei die von den axialen Schaufeln geförderte Flüssigkeit aus dem Spalt zwischen den Abtriebsmagneten und dem Spalttopf gesogen und durch die Lager gedrückt wird, die zwischen dem Lagergehäuse und der Welle oder der Wellenhülse angeordnet sind.

[0007] Axiale Schaufeln sind im Innendurchmesser eines Magnetkupplungsrotors positioniert, der als rotationssymmetrischer Hohlkörper gestaltet ist. Die Schaufeln sind mit dem rotationssymmetrischen Hohlkörper und der Magnetkupplungswelle verbunden. Ein solcher mit Axialschaufeln ausgeführter Magnetkupplungsrotor eliminiert die genannten Nachteile. Der Rotor besteht aus einem zylindrischen Körper, in dessen Innendurchmesser mehrere Schaufeln - vorzugsweise drei Stück - positioniert sind. Die Schaufeln können planar oder räumlich gekrümmt sein und weisen einen definierten Anstellwinkel auf - vorzugsweise 5 bis 15 °. Die Axialschaufeln fördern einen größeren Flüssigkeitsstrom bei niedrigen Druckdifferenzen. Somit steht viel Kühl- bzw. Spülmedium zur Verfügung und Kavitation wird zuverlässig vermieden. Das Medium wird mittels Axialschaufeln in den Innendurchmesser des zylindrischen Körpers gefördert und durchströmt die im Rotorzentrum positonierte Rotorlagerung. Die Axialschaufeln verbinden den rotationssymmetrischen Hohlkörper mit der Welle des Rotors und dienen neben der axialen Mediumförderung auch der Übertragung des Rotordrehmomentes. Da die Stirnseite des Rotors im Gegensatz zu bekannten Rotoren mit radialen Schaufeln nicht vollkreisflächig ist, sondern bedingt durch die Beschaufelung eine verminderte Oberfläche aufweist, wird die Flüssigkeitsreibung der Rotor-Stirnfläche reduziert. Dadurch wird die im Vergleich zu radialen Schaufelkonstruktionen ohnehin schon geringe hydraulische Leistungsaufnahme des Rotors noch weiter vermindert.

[0008] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchflusskanal von einer koaxialen Ringöffnung gebildet ist, in dem zwei oder mehr Schaufeln befestigt sind.

[0009] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zeichnung in einem axialen Schnitt durch den inneren Bereich dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

[0010] Die Kreiselpumpe 1 mit Magnetkupplung weist einen in einer Pumpenkammer sich drehendes Laufrad 2 auf, das auf einem Ende einer Welle 3 befestigt ist. Die Welle 3 trägt eine Wellenhülse 12, die durch zwei Keramik-Radiallager 4, 5 (mit Radiallagerhülse und Radiallagerbuchse) und zwei Keramik-Axiallager 6, 7 gelagert ist, die an der Innenwand eines rohrförmigen Lagergehäuses 8 befestigt sind. Das Lagergehäuse 8 ist an der Wand 11 befestigt, die die Pumpenkammer 9 von dem Innenraum eines Spalttopfes 10 trennt, der an der Trennwand 11 befestigt ist. An der dem Pumpenlaufrad 2 abgewandten Ende trägt die Welle 3 einen inneren topfförmigen Magnetrotor 14. Hierzu ist an der Welle 3 als Befestigungsmittel 15 ein kreisförmiger Boden 16 angeformt, an dessen äußerem Rand ein rohrabschnittförmiger zylindrischer koaxialer Magnetkörper 17 angeformt ist, an dessen Außenseite die Abtriebsmagnete 18 befestigt sind.

[0011] Das Lagergehäuse 8 erstreckt sich somit koaxial in den Magnetrotor 14, wobei zwischen dem Magnetträger 17 und dem Lagergehäuse 8 ein Ringraum 19 und zwischen dem Magnetträger 17 und dem Spalttopf 10 ein Ringspalt 20 besteht. Außen ist der Spalttopf 10 von einem nicht dargestellten Antriebstopf umgeben, der innen die Antriebsmagnete trägt und über eine koaxiale Welle von einem Elektromotor angetrieben ist.

[0012] Innerhalb des rohrförmigen Magnetträgers 17 ist im Boden 16 des inneren Magnetrotors 14 stirnseitig ein insbesondere ringförmiger koaxialer Durchflusskanal (Ringraum) 21 eingebracht, der in Höhe des Ringraums 19 liegt und von zwei bis vier radialen Axialschaufeln 22 durchquert ist, die den Magnetträger 17 am Boden 16 halten. Die Schaufeln sind in regelmäßigen Abständen (Winkeln) am Boden und Magnetträger angeformt und weisen einen Anstellwinkel von 5 bis 15 Grad auf.

[0013] Die vorzugsweise drei Schaufeln 22 fördern die durch Eintrittskanäle 23 in den Spaltrohrinnenraum eintretende Flüssigkeit aus dem Ringspalt 20 in den Zwischenraum 24 zwischen Lagergehäuse 8 und Wellenhülse 12, so dass die hierdurch geförderte Flüssigkeit durch die Radial- und Axiallager 4 bis 7 hindurchfließt, um danach zur Pumpenkammer zurückzufließen.

Ansprüche

1. Kreiselpumpe mit einer zwischen Pumpenwelle und Antriebswelle angeordneten Magnetkupplung und mit einem Spalttopf (10) im Magnetspalt zwischen dem inneren Magnetrotor (14) der Pumpe und dem äußeren Magnetrotor der Antriebswelle, wobei im Inneren des von der Förderflüssigkeit durchflossenen Spalttopfes (10) der innere Magnetrotor (14) an einem rohrförmigen Lagergehäuse (8) gelagert ist, das die Pumpenlaufradwelle (3) umgibt, die auf der dem Pumpenlaufrad (2) abgewandten Seite Befestigungsmittel (15) für den inneren Magnetrotor (14) besitzt, der zwischen dem Lagergehäuse (8) und dem Spalttopf (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel des inneren Magnetrotors (14) an der Welle (3) oder an der Wellenhülse (12) mindestens einen Durchflusskanal (21) für die Förderflüssigkeit aufweist, in oder an dem Schaufeln (22) zur axialen Förderung der Flüssigkeit angeordnet sind, wobei die von den axialen Schaufeln (22) geförderte Flüssigkeit aus dem Spalt (20) zwischen den Abtriebsmagneten (18) und dem Spalttopf (10) gesogen und durch die Lager (4 - 7) gedrückt wird, die zwischen dem Lagergehäuse (8) und der Welle (3) oder der Wellenhülse (12) angeordnet sind.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusskanal (21) von einer koaxialen Ringöffnung gebildet ist, in dem zwei oder mehr Schaufeln (22) befestigt sind.

Claims

1. Centrifugal pump having a magnetic coupling disposed between pump shaft and drive shaft and having a split pot (10) in the magnet clearance between the inner magnetic rotor (14) of the pump and the outer magnetic rotor of the drive shaft, wherein in the interior of the split pot (10), through which the pumping liquid flows, the inner magnetic rotor (14) is supported against a tubular bearing housing (8) that surrounds the pump impeller shaft (3), which at the side remote from the pump impeller (2) has fastening means (15) for the inner magnetic rotor (14), which is disposed between the bearing housing (8) and the split pot (10), characterized in that the fastening means of the inner magnetic rotor (14) to the shaft (3) or to the shaft sleeve (12) has at least one throughflow channel (21) for the pumping liquid, in or at which throughflow channel blades (22) for axial delivery of the liquid are disposed, wherein the liquid delivered by the axial blades (22) is sucked out of the gap (20) between the output magnets (18) and the split pot (10) and pressed through the bearings (4-7) that are disposed between the bearing housing (8) and the shaft (3) or shaft sleeve (12).

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the throughflow channel (21) is formed by a coaxial annular opening, in which two or more blades (22) are fastened.

Revendications

1. Pompe centrifuge avec un accouplement magnétique disposé entre l'arbre de pompe et l'arbre d'entraînement et avec un pot d'entrefer (10) dans l'entrefer magnétique entre le rotor à aimant (14) intérieur de la pompe et le rotor à aimant extérieur de l'arbre d'entraînement, le rotor à aimant (14) intérieur étant en appui, dans l'intérieur du pot d'entrefer (10) dans lequel circule le liquide refoulé, sur un carter de palier (8) tubulaire qui entoure l'arbre de roue mobile (3) de pompe qui possède, sur le côté écarté de la roue mobile (2), un moyen de fixation (15) pour le rotor à aimant (14) intérieur qui est disposé entre le carter de palier (8) et le pot d'entrefer (10),
caractérisée par le fait que le moyen de fixation du rotor à aimant intérieur présente sur l'arbre (3) ou sur le manchon d'arbre (12) au moins un canal de passage (21) pour le liquide refoulé, dans ou sur lequel sont disposées des aubes (22) pour le transport axial du liquide, le liquide transporté par les aubes (22) étant aspiré hors de la fente (20) entre les aimants de sortie (18) et le pot d'entrefer (10) et comprimé par les paliers (4-7) qui sont disposés entre le carter de palier (8) et l'arbre (3) ou le manchon d'arbre (12).

2. Pompe centrifuge selon la revendication 1,
caractérisée par le fait que le canal de passage (21) est formé par une ouverture annulaire coaxiale dans laquelle sont fixées deux aubes (22) ou plus.

Zeichnung