DE2160861A1

DE2160861A1 - Schmier- und Filtereinrichtung für Umwälzpumpe

Info

Publication number: DE2160861A1
Application number: DE19712160861
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Locarno Bach (Schweiz)
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 1970-12-11
Filing date: 1971-12-08
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE2160861C3; CH532201A; DE2160861B2

Description

IP 246 / 30. November 1971 /Bul/lb 216086t

INVENTIO AKTIENGESELLSCHAFT HERGISWIL / SCHWEIZ

Schmier-* und Filtereinrichtung für Umwälzpumpe

Die Erfindung betrifft eine Schmier- und Filtereinrichtung für eine Umwälzpumpe bei der ein Teil der umgewälzten Flüssigkeit unter dem Einfluss des Ueberdruckes im Pumpenraum durch ein Filter in den Rotorraum des Pumpenmotors eindringt, den Motorläufer überflutet und kühlt, die Wellenlager schmiert und durch einen Kanal in der Pumpenwelle zum Saugmund des Pumpenrades strömt.

Derartige Einrichtungen an Umwälzpumpen haben den Zweck, den 209826/0687 ·^Α

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Wellenlagern und dem Rotorraum des Pumpenmotors gefilterte Schmierflüssigkeit zuzuführen. Die umgewälzte Flüssigkeit kann Verunreinigungen verschiedenster Art enthalten, sodass bei einer Schmiereinrichtung ohne Filter beispielsweise die Wellenlager durch Sand oder andere körnige Teilchen beschädigt werden können oder der Pumpenmotor kann durch kalkhaltige und andere Ablagerungen im schmalen Spalt zwischen Rotor und Stator blockiert werden. Oft sind diese Schmiereinrichtungen durch zusätzliche Mittel so gestaltet, dass )| eine selbsttätige Entlüftung des Rotorraumes möglich ist, da Ansammlungen gasförmiger Stoffe die umgewälzte Flüssigkeit an der wirksamen Schmierung der Wellenlager hindern. Auch können Lufteinschlüsse zu vermehrter Korrosion beitragen und zusätzliche Geräusche hervorrufen.

Bei den bekannten Schmier- und Filtereinrichtungen sind die Filter meist in Form von einzelnen Patronen konzentrisch um das pumpenseitige Wellenlager in der Trennwand zwischen P Pumpenraum und Rotorraum angeordnet. Dabei ist meistens eine grössere Zahl Filterpatronen erforderlich, um eine möglichst grosse Filterfläche zu erhalten und den durch die Filter hervorgerufenen Druckabfall klein zu halten. Bei einer anderen Konstruktion ist das Filter mantelförmig in einer zwischen dem Rotorraum und dem Pumpenraum liegenden Kammer angeordnet und dadurch so schwer zugänglich, dass im Falle der Verstopfung ein vorgesehener Hilfsschraierkreis die WeI-

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lenlager mit ungefilterter Schmierflüssigkeit versorgen muss. Um bei diesen bekannten Schmier- und Filtereinrichtungen zu erreichen, dass die Schmierflüssigkeit nur durch die Filter in den Rotorraum strömt, sind Mittel vorgesehen, die verhindern sollen, dass Schmierflüssigkeit unter dem Einfluss des Druckgefälles durch das pumpenseitige Wellenlager in den Rotorraum dringt. Diese Mittel können Dichtungen sein, die fest in einer Ausdrehung in der Trennwand zwi-'.. sehen Pumpenraum und Rotorraum sitzen und mit der Dichtlippe auf der Pumpenwelle schleifen, oder aber die Dichtung sitzt fest auf der Pumpenwelle und schleift mit der Dichtlippe auf einer Gegenlaufscheibe, die in besagter Ausdrehung sitzt. Andere Mittel können z.B. Hilfspumpenräder sein, welche zwischen Pumpenrad und Wellenlager angeordnet sind. Auch Hilfsschaufeln an der dem Wellenlager zugekehrten Seite des Pumpe nrades werden angewendet. Alle diese Mittel haben den Zweck, den Flüssigkeitsstrom im pumpenseitigen Wellenlager umzukehren und dadurch zu verhindern, dass Flüssigkeit an dieser Stelle in den Rotorraum dringt.

Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen sind alt verschiedenen Nachteilen behaftet.. Mit der Anzahl der Filterpatronen pro Umwälzpumpe wachsen die Herstellungskosten der Trennwand zwischen Punpenrau» und Rotorrau», die erstmaligen Mon tagekosten, die Unterhaltskosten, die durch Auswechseln der Filterpatronen oder andere gestalteter Filter entstehen und

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Üie Filterkosten an sich. Die Trennwand muss aüsserdem noch zusätzlich für die Montage der Dichtung bearbeitet werden. Die Verwendung von Hilfspumpenrädern oder Hilfsschaufeln erhöhen die Herstellungskosten der Umwälzpumpe ebenfalls.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch die Verwendung von Filtern und Dichtmitteln in Schmier- und Filtereinrichtungen für Umwälzpumpen entstehenden Fertigungsund Unterhaltsaufwand zu vermindern und dadurch die Herste1-W lungs- und Unterhaltskosten zu senken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein ringförmiges Filter, an dem ein mit dem Filter eine Montageeinheit bildendes Dichtungselement befestigt ist, in einer zur Pumpenwelle konzentrischen Ausdrehung in der Trennwand zwischen Pumpenraum und Rotorraum befestigt ist.

Eine weitere Senkung der Unterhaltskosten ist möglich, wenn ™ der Schmierkreislauf so gestaltet wird, dass das Filter nicht ständig von verunreinigter Schmierflüssigkeit durchströmt wird und damit nicht so schnell verschmutzt. Dies wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, indem ein Kanal in der Pumpenwelle durch ein Absperrorgan verschlossen ist, welches aus einem Zapfen besteht, der alt einer nicht durchgehenden Achsia!bohrung und einer Radialbohrung versehen ist und auf dem eine Lippendichtung

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sitzt, sodass nur Gas, aber praktisch keine Flüssigkeit in den Saugmund des Pumpenrades gelangen kann. Nach der Entlüftung und Füllung des Rotorraumes mit Schmierflüssigkeit erfolgt kein wesentlicher Zufluss mehr durch das Filter.

Auf beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, welche im folgenden näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Umwälzpumpe

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch eine Variante des
pumpenseitigen Wellenlagers

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt durch eine weitere Variante des pumpenseitigen Wellenlagers.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Gehäuse eines Elektromotors bezeichnet, welches mit einem Flansch 2 und einem Lagerschild 3 stirnseitig mit einem Gehäuse 4 einer Umwälzpumpe verschraubt ist. Im Gehäuse 1 sitzt eine Statorwicklung 5, die durch ein Spaltrohr 6 flüssigkeitsdicht von einem Rotorraum 7 getrennt ist. Parallel zu einer im Lagerschild 3 eingepressten Lagerbüchse 8 verlaufen Kanäle 9, durch welche die Schmierflüssigkeit in den Rotorraum 7 gelangen kann. In

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einer zylindrischen Ausdrehung 10 des Lagerschildes 3 sitzt ein Filter 11 an dem eine Gegenlaufscheibe 12 befestigt ist. Das der Pumpenseite entgegengesetzte Lager des Elektromotors besteht aus einer Lagerbüchse 13, parallel zu welcher Kanäle 14, die den Durchtritt von Schmierflüssigkeit gestatten, ver* laufen. Ein abnehmbarer Lagerdeckel 15 enthält ein abgedichtetes Schauglas 16, durch welches das Lager kontrolliert werden kann. Auf einer Pumpenwelle 17, welche in den Lagerbüchsen 8 und 13 drehbar gelagert ist, sitzt ein in Form eines Kurzschlussläufers ausgebildeter Rotor 18. Ein Pumpenrad 19, welches fliegend an einem Ende der Pumpenwelle 17 angebracht ist und in einen Pumpenraum 20 hineinragt, saugt über einen Ansaugkanal 21 Flüssigkeit an und befördert die angesaugte Flüssigkeit über einen Druckkanal 22 weiter. Innerhalb der Pumpenwelle 17 erstreckt sich in achsialer Richtung ein Kanal 23, welcher durch einen Zapfen 24 am pumpenseitigen Ende der Pumpenwelle 17 verschlossen ist. Im Zapfen 24 befinden sich eine achsiale Sacklochbohrung 25 und eine radiale Durchgangsbohrung 26. Letztere ist durch eine, auf dem Zapfen 24 sitzende Lippendichtung 27 verschlossen, sodass der Austritt von Flüssigkeit aus dem Kanal 23 in einen Saugmund 28 des Pumpenrades 19 stark erschwert wird. Auf einem Nabenansatz 29 des Pumpenrades 19 sitzt eine Dichtung 30 in Form eines V-Ringes, welche mit einer Dichtlippe 30.1 auf der Gegenlaufscheibe 12 reibt, in dieser Weise eine wirksame Dichtung bildend.

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In der Fig. 2 sitzt fest in der Ausdrehung 10 des Lagerschildes 3 eine Filter-Dichtungeeinheit bestehend aus dem Filter 11 und einer an diesem befestigten federnden Scheibe 31. Sin Rand 31.1 der federnden Scheibe 31 reibt an einer Stirnseite 29.1 des Nabenansatzes 29 des Pumpenrades 19, in dieser Weise eine wirksame Dichtung bildend.

Die Fig. 3 zeigt eine fest in der Ausdrehung 10 des Lagerschildes 3 sitzende Filter-Dichtungseinheit bestehend aus dem Filter 11, einer federnden Scheibe 32, einer Dichtungsscheibe 33 und einem Gleitring 34, welcher beispielsweise aus Kohle bestehen kann. Die federnde Scheibe 32 und die Dichtungsscheibe 33 sind mit dem Filter 11 und dem Gleitring 34 fest verbunden. Der Gleitring 34 reibt mit einer Stirnfläche 34.1 auf der Stirnfläche 29.1 des Nabenansatzes 29 des Pumpenrades 19, in dieser Weise eine wirksame Dichtung bildend.

■-..-.■. . ι Bei Inbetriebsetzung der Umwälzpumpe strömt die Flüssigkeit unter dem Einfluss des Ueberdruckes in Puapenraum 20 durch das Filter 11, die Kanäle 9 und das Lagerspiel in den Rotorraum 7. Der direkte Durchtritt der Flüssigkeit an der Pumpenwelle 17 ist nicht möglich, da die Dichtungseleaente 30, 12 bzw. 31 bzw. 32, 33, 34 dies verhindern. Vom Rotorraum gelangt die Flüssigkeit durch die Kanäle 14 und da· Lagerspiel des der Pumpenseite entgegengesetzten Lagere des Elektromotors in den innerhalb der Pumpenwelle 17 achsial ver-

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laufenden Kanal 23. Bei diesem Vorgang wird die anfänglich vorhandene Luft aus dem Rotorraum 7 verdrängt, und kann durch die als Ventil wirkende Lippendichtung 27 entweichen. Damit- ist eine wirksame Entlüftung erreicht. Das Austreten der Flüssigkeit durch die Lippendichtung 27 wird jedoch stark erschwert, da ein Druckabfall eingetreten ist und die Flüssigkeit eine höhere Zähigkeit als Luft aufweist. Es findet somit keine nennenwerte Zirkulation mehr statt, sodass in der Flüssigkeit enthaltene nicht ausfiltrierbare Substanzen keine wesentliche Verschmutzung des Rotorraumes verursachen können. Das Ventil, bestehend aus der Lippendichtung 27 und dem Zapfen 24, verhindert ausserdem den Eintritt von Flüssigkeit aus dem Saugmund 28 des Pumpenrades 19 in den Kanal 23 der Pumpenwelle 17.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass statt mehrerer Filterpatronen nur ein Filter verwendet wird und dadurch anstelle von mehreren Bohrungen im Lagerschild nur eine Ausdrehung für einen Filter angebracht werden muss. Ein weiterer Vorteil gegenüber herkömmlichen Konstruktionen ergibt sich daraus, dass die Dichtungselemente für das pumpenseitige Lager fest mit dem Filter verbunden sind, mit diesem eine Montageeinheit bildend, und somit keine zusätzliche Bearbeitung des Lagerschildes für die Dichtung und keine zusätzliche Montagearbeit der Dichtung erforderlich ist. Dadurch werden die Herstellungsund Unterhaltskosten der Umwälzpumpe erheblich vermindert.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

1,J Schmier- und Filtereinrichtung für eine Umwälzpumpe, bei der ein Teil der umgewälzten Flüssigkeit unter dem Einfluss des Ueberdruckes im Pumpenraum durch ein filter in den Rotor raum des Pumpenmotors eindringt, den Motorläufer überflutet und kühlt, die Wellenlager schmiert und durch einen Kanal in der Pumpenwelle zum Saugmund des Purapenrades strömt,

dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiges Filter (11), an dem ein mit dem Filter (11) eine Montageeinheit bildendes Dichtungselement befestigt ist, in einer zur Pumpenwelle (17) konzentrischen Ausdrehung (10) in der durch das Lagerschild (3) gebildeten Trennwand zwischen Pumpenraum (20) und Rotorraum (7) befestigt ist.
2. Schmier- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (23) in der Pumpenwelle (17) durch ein Absperrorgan verschlossen ist, welches aus einem Zapfen (24) besteht, der mit einer nicht durchgehenden Achsialbohrung (25) und einer Radialbohrung (26) versehen ist und auf dem eine Lippendichtung (27) sitzt, sodass nur Gas, aber praktisch keine Flüssigkeit in den Saugmund (28) des Pumpenrades. (19) gelangen kann.

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3. Schmier- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement als Gegenlaufscheibe (12) ausgebildet ist, an der eine auf dem Nabenansatz (29) des Pumpenrades (19) fest sitzende Dichtung (30) mit einer Dichtlippe (30.1) unter Druck dichtend anliegt.
4. Schmier- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1, P dadurch gekennzeichnet,

dass das Dichtungselement als federnde Scheibe (31) ausgebildet ist, welche mit einem Rand (31.1) an einer Stirnseite (29.1) des Nabenansatzes (29) des Pumpenrades (19) unter Druck dichtend anliegt.
5. Schmier- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass das Dichtungselement aus einer federnden Scheibe (32) " einer Dichtungsscheibe (33) und einem Gleitring (34) gebildet ist, wobei die beiden Scheiben (32, 33) an ihrem äusseren Rand in einer Nut des Filters (11) und an ihrem inneren Rand in einer Nut des Gleitrings zusammengehalten sind und eine Stirnfläche (34.1) des Gleitringes (34) an einer Stirnfläche (29.1) des Nabenansatzes (29) des Pumpenrades (19) unter Druck dichtend anliegt.

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6. Schmier- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippendichtung (27) als Rundschnurring mit einer Dichtlippe ausgebildet ist.