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Dokumentenidentifikation DE3645260A1 19.05.1993
Titel Pumpe mit einem Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb
Anmelder Hermetic-Pumpen GmbH, 7803 Gundelfingen, DE
Erfinder Neumaier, Robert, 7804 Glottertal, DE
Vertreter Schmitt, H., Dipl.-Ing.; Maucher, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 7800 Freiburg
DE-Anmeldedatum 20.11.1986
DE-Aktenzeichen 3645260
File number of basic patent 36397202
Offenlegungstag 19.05.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse F04D 13/02
Zusammenfassung Eine Pumpe hat einen Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb, der ein äußeres Antriebsteil sowie ein damit magnetisch gekoppeltes, inneres Drehteil aufweist. Dabei ist das äußere Antriebsteil mittels eines Spaltrohres hermetisch gegen den inneren Drehteil sowie dem Fördermedium enthaltenden Pumpenbereich abgedichtet und an der Pumpe eine zusätzliche Kapselung der Spaltrohrmagnetkupplung sowie eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, mittels der ein Störfall, insbesondere des Spaltrohres, geräteaußenseitig anzeigbar ist.
Gemäß der Erfindung ist das Spaltrohr (9) zugleich als zusätzliche Kapselung(en) mindestens doppelwandig ausgebildet und der beziehungsweise die von den Spaltrohrwänden gebildete Wandungsinnenraum (10) (beziehungsweise die Wandungsinnenräume) weisen wenigstens eine Signalfolie auf, die geräteaußenseitig Beschädigungen des Spaltrohres (9) und/oder ihren Kontakt mit dem Fördermedium anzeigt (anzeigen) (Fig. 1).

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Man kennt schon Pumpen mit einem Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb, die ein äußeres Antriebsteil und ein damit magnetisch gekoppeltes inneres Drehteil aufweisen, wobei das äußere Antriebsteil mittels eines Spaltrohres hermetisch gegenüber dem inneren Drehteil sowie dem das Fördermedium enthaltenden Pumpenbereich abgedichtet ist (vgl. Günter Leuchner: "Kleines Pumpenhandbuch für Chemie und Technik"; Verlag Chemie GmbH, Weinheim/Bergstraße 1967, Seite 144, Abb. 2.60). Solche Pumpen mit Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb haben sich für zahlreiche Anwendungsfälle in der Praxis gut bewährt. Insbesondere kann man bei ihnen dynamische Dichtungen, die keine absolute Dichtigkeit gewährleisten, vermeiden. Dabei besteht bei solchen bekannten Pumpen auch die Möglichkeit, einen von einer Stelle erhöhten Drucks des Fördermediums abgezweigten Teilstrom durch das Spaltrohr hindurch zu einer Stelle niedrigeren Drucks der Pumpe zu führen, wobei dieser abgezweigte Teilstrom zur Schmierung der inneren Lager und/oder zur Wärmeabfuhr herangezogen wird, die durch magnetische Verluste bei der Spaltrohrmagnetkupplung auftreten.

Pumpen mit einem Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb werden wegen ihrer hermetischen Abdichtung des das Fördermedium enthaltenden Pumpen- und Spaltrohrmagnetkupplungs-Bereiches häufig zum Fördern von aggressiven oder anderwärtig gefährlichen Medien eingesetzt. Obgleich solche Pumpen sich insbesondere zum Fördern solcher Medien bewährt haben, sind sie in etlichen Fällen noch nicht havariesicher. Das Spaltrohr, welches den das Fördermedium enthaltenen Pumpenbereich sowie den inneren Drehteil der Spaltrohrmagnetkupplung nach außen hin abdichtet, soll wegen der magnetisch zu übertragenden Antriebskräfte unter anderem im Interesse eines guten Wirkungsgrades mit dünner Wandstärke ausgebildet sein. Deshalb und wegen der nachstehend näher beschriebenen Störfaktoren ist die Spaltrohrmagnetkupplung und insbesondere ihr Spaltrohr ein gefährdeter Teil. Er kann unter ungünstigen, in der Praxis jedoch nicht vollständig vermeidbaren Betriebsumständen derart beschädigt werden, daß Fördermedium nach außen austritt. Störfaktoren, die man im praktischen Betrieb nie ganz ausschließen kann, sind zum Beispiel das Auslaufen der "inneren Lager", die im Pumpengehäuse und/oder im Spaltrohr untergebracht sind und in denen das Pumpenlaufrad sowie eine das innere Drehteil der Magnetkupplung tragende Pumpenwelle gelagert sind. Auch kann die Förderung verschiedener chemischer Flüssigkeiten zu Korrosionsschäden im Bereich des Spaltrohres führen. Ferner wird bei Pumpen mit Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb - wie erwähnt - in aller Regel ein abgezweigter Nebenstrom des Fördermediums im inneren Kupplungsbereich zwischen Spaltrohr und innerem Drehteil sowie durch die inneren Lager hindurch, zum Beispiel zu einer Stelle niedrigeren Drucks geführt, um dadurch Verlust- und/oder Lagerwärme abzuführen beziehungsweise die inneren Lager schmieren zu können. Dabei können Feststoffpartikel, Fremdkörper, Schweißballen, Zunder oder dergleichen Verunreinigungen des Fördermediums in den Nebenkreislauf gelangen und dort ein Durchscheuern des Spaltrohres begünstigen. Schließlich kann auch die exakte Lagerung eines Außenmagnetträgers der Spaltrohrmagnetkupplung schlechter werden, was zum Abrieb und dann nicht selten zu Undichtigkeiten des Spaltrohres führen kann.

Ein Spaltrohr, das beispielsweise aus den vorerwähnten Gründen undicht geworden ist, kann große Folgenschäden verursachen, wie zum Beispiel Gesundheitsschäden beim Betriebspersonal, Umweltbelastungen, die Zerstörung weiterer Teile der Pumpe und/oder die Beschädigung einer dazu benachbarten Anlage. Besonders gravierend können solche Schäden werden, wenn entsprechende Pumpen im Anwendungsbereich von hochtoxischen Fördermedien oder im Bereich der Nukleartechnik eingesetzt werden.

Um solche Schäden zu verhindern oder wenigstens klein zu halten, ist bereits eine Pumpe der eingangs erwähnten Art geschaffen worden, die eine die Spaltrohrmagnetkupplung außen umschließende Abdichtkapsel aufweist (DE-GM 82 08 046). Diese zum Spaltrohr zusätzliche Abdichtkapsel, nachstehend auch kurz "zusätzliche Kapselung" genannt, hat in ihrem tiefstliegenden Bereich eine Flüssigkeitssammelstelle und einen Feuchtigkeitsschalter. Dadurch erreicht man zwar, daß beim Undichtwerden der Pumpe mit Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb, insbesondere beim Undichtwerden des besonders gefährdeten Spaltrohres, die Förderflüssigkeit der Pumpe nicht ohne weiteres, zum Beispiel über dem abgezeigten Teilstrom ins Freie treten kann, sondern zunächst von der zusätzlichen Kapselung aufgefangen wird.

Diese Spaltrohrkupplung hat jedoch noch etliche Nachteile. So ist die die dortige Abdichtkapsel als ein die gesamte Spaltrohrmagnetkupplung außen umgreifender Zwischenwellen-Lagerträger ausgebildet, der notwendigerweise einen Wellendurchtritt aufweist, der nur mittels einer dynamischen Dichtung abgedichtet ist. Solche dynamischen Dichtungen ergeben aber bekanntermaßen im Havariefall nur einen unvollkommenen Schutz gegen Austritt von Fördermedium. Dabei kann auch noch eine sehr unerwünschte Zeitverzögerung zwischen dem ersten Austritt von Fördermedium aus dem Spaltrohr und der Havariemeldung über die Feuchtigkeitssammelstelle und den Feuchtigkeitsschalter auftreten. Wenn nämlich im praktischen Betrieb die Beschädigung des Spaltrohres zunächst vergleichsweise klein und weiter von der Flüssigkeitssammelstelle der Abdichtkapsel dieser vorbekannten Spaltrohrmagnetkupplung entfernt ist, vergeht ein gewisser Zeitraum, bis daß sich in der Flüssigkeitsstelle ausreichend Flüssigkeit gesammelt hat, um den Feuchtigkeitsschalter zu betätigen. Außerdem kann unter bestimmten Umständen in diesem Zeitraum, wo die Havarie bereits eingetreten ist, Fördermedium oder leicht verflüchtigende Bestandteile davon durch die dynamische Dichtung austreten. Hinzu kommt als weiterer Nachteil, daß eine dynamische Dichtung, die zunächst nicht beansprucht und auch nicht druckbeaufschlagt ist, nach längerer Betriebszeit unter Umständen nicht sofort funktionstüchtig ist. Deshalb bietet das vorbeschriebene Kreiselpumpenaggregat nach DE-GM 82 08 046 nur einen unvollkommenen Schutz gegen Austritt von Fördermedium im Havariefall. Zusätzlich hat diese Ausgestaltung der Pumpe mit einer Abdichtkapsel den Nachteil, daß sie u. U. unerwünscht viel Platz in Anspruch nimmt.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine leistungsfähige Pumpe der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß bei einer Beschädigung des Spaltrohres der Austritt von Förderflüssigkeit verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere dadurch gelöst, daß das Spaltrohr zugleich als zusätzliche Abkapselung(en) mindestens doppelwandig ausgebildet ist und der beziehungsweise die von den Spaltrohrwänden gebildete Wandungsinnenraum beziehungsweise die Wandungsinnenräume wenigstens eine Signalfolie aufweist (aufweisen), die geräteaußenseitig mechanische Spaltrohr-Beschädigungen und/oder Kontakt mit dem Fördermedium anzeigt (anzeigen).

Bei einer solchen Ausbildung der Pumpe beziehungsweise ihrer Spaltrohrmagnetkupplung bleibt bei einer Beschädigung einer Spaltrohrwand die hermetische Dichtigkeit der gesamten Pumpe infolge der Doppelwandigkeit erhalten. Man erhält einen doppelten Schutz, bei Mehrfachwandigkeit einen entsprechenden Mehrfachschutz, ohne daß die Nachteile einer dynamischen Dichtung in Kauf genommen werden müssen. Auch gibt es keinen Verzögerungszeitraum zwischen erstem Austreten von Fördermedium aus dem Spaltrohr und Ansprechen zum Beispiel eines Feuchtigkeitsschalters an einer besonderen Flüssigkeitssammelstelle. Eine während des Betriebes beschädigte Pumpe kann mittels der Signalfolie sofort außer Betrieb gesetzt und gegebenenfalls repariert werden, bevor auch nur ein geringer Teil des Fördermediums in die Umgebung gelangen kann. Wie Versuche gezeigt haben, können auch die erwünscht dünnen Wandstärken des Spaltrohres im wesentlichen beibehalten werden.

Zwar kennt man auch aus dem sowjetischen Erfinderschein 6 84 679 bereits einen Spaltrohrmotor, bei dem das Spaltrohr in einem axialen Abschnitt aus zwei nichtmagnetischen Zylindern besteht. Im Zwischenraum zwischen diesen Zylindern sind aufeinanderfolgende Brücken und nichtmagnetische Hohlstäbe vorgesehen; dieser Zwischenraum ist mit einem gegenüber dem zu fördernden Oxidationsmittel neutralen Medium aufgefüllt, welches dort mittels eines Druckgebers unter Überdruck steht. Mit Hilfe des Druckgebers kann der technische Zustand des Spaltrohres ermittelt werden; bei einer Erhöhung des Druckes, die auf einen Notzustand hinweist, schaltet das Druckschutzsystem den vorbekannten Spaltrohrmotor vom Netz ab.

Dieser vorbekannte Spaltrohrmotor bedarf nicht nur eines erheblichen Aufwandes, um die magnetischen Brücken und die Hohlstäbe zwischen den beiden Zylindern des Spaltrohres unterzubringen, sondern ist auch in seiner besonderen Ausbildung nicht mit einer Spaltrohrmagnetkupplung vergleichbar und bietet auch nicht die bei der Erfindung angestrebte Sicherheit. Zum einen ziehen nämlich die vorerwähnten magnetischen Brücken und Hohlstäbe erhebliche Leistungseinbußen nach sich, die bei einem Spaltrohrmotor eher kompensierbar sind; dessen äußeres Antriebsteil wird bekanntlich als Stator unmittelbar mit elektrischer Energie gespeist, so daß die erwähnten Leistungseinbußen wenigstens auf konstruktiv einfache Weise mit Hilfe einer Erhöhung der zugeführten elektrischen Energie zum Motorstator ausgeglichen werden können, was bei einer mit Permanentmagneten ausgerüsteten Spaltrohrmagnetkupplung praktisch nicht möglich ist. Wegen der vorerwähnten magnetischen Brücken und Hohlstäbe ist nämlich bei diesem Spaltrohrmotor die Wandstärke des Spaltrohres auch im Bereich seines Motor-Rotors und -Stators so wesentlich verdickt ausgebildet, daß bei Pumpen mit Spaltrohrmagnetkupplungen ein solcher Lösungsweg praktisch nicht gangbar beziehungsweise anstrebenswert ist. Auch tritt bei diesem vorbekannten Spaltrohrmotor in dem axial begrenzten Bereich, wo das Spaltrohr doppelwandig ist, eine ganz erhebliche Schwächung seines Spaltrohres infolge der Hohlräume zur Aufnahme der Anzeigeflüssigkeit ein und es ist dennoch keine ausreichend sichere Anzeige von Beschädigungen des Spaltrohres gegeben, weil beispielsweise beim Anlaufen des Motor-Rotors im mittleren oder pumpenfernen Motor- Rotor-Bereich keine Doppelwandigkeit des dortigen Spaltrohres vorliegt, so daß die Anzeigeflüssigkeit bei Beschädigung des pumpenferneren Bereiches des Spaltrohres gar nicht rechtzeitig ansprechen kann. Darüber hinaus sind Spaltrohrmotoren auch für manche Anwendungsfälle unerwünscht, beispielsweise, wenn ein leicht auswechselbarer, normaler Elektromotor als Antrieb dienen soll. Außerdem können bei der Anbringung von Signalfolien oder zum Beispiel einem elektrischen Leitungsnetz, welches in einem dünnen Gewebe eingebettet ist, Hohlräume im Spaltrohr, wie sie bei Verwendung eines Gases oder einer Flüssigkeit als Signalmedium verwendet werden, vermieden werden, was die Stabilität des Spaltrohres bei der erfindungsgemäßen Pumpe vergrößert und/oder unter sonst gleichen Verhältnissen ein dünnwandigeres Spaltrohr zuläßt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Pumpe einen Spaltrohrtopf hat, der aus dem Spaltrohr und einem das Spaltrohr abschließenden Boden gebildet ist, wobei auch der Boden des Spaltrohrtopfes mindestens abschnittsweise doppelwandig ausgebildet und der Topfbodeninnenbereich mit dem Wandungsinnenraum des Spaltrohres verbunden ist. Aufgrund einer solchen umfassenden Doppel- oder Mehrfachwandigkeit des Spaltrohrtopfes sind auch solche Beschädigungen anzeigbar, die vom Topfboden des Spaltrohrtopfes ausgehen. Insbesondere bei einer Spaltrohrmagnetpumpe befindet sich die Topfbodenplatte in unmittelbarer Nähe eines Flansches des sich drehenden äußeren Antriebsteiles. Hier auftretende Berührungen oder Reibungen durch Verunreinigungen, die zum Beispiel zu einem Verkanten des Spaltrohrtopfes und damit langfristig zu einer Schädigung der Innenlager im Spaltrohrtopf führen, können auf diese Weise frühzeitig erkannt werden. Denn Schleifberührungen mit dem sich drehenden Antriebsteil führen auf die Dauer zum Durchschleifen der nunmehr vorgesehenen Topfbodenaußenwand und damit zu einer Anzeige dieser Wandundichtigkeiten.

Zweckmäßigerweise schließt wenigstens die erste oder eine beziehungsweise mehrere als zusätzliche Kapselung(en) vorgesehene(n) Spaltrohrwand (Spaltrohrwände) den Fördermedium enthaltenden Pumpenbereich sowie das innere Antriebsteil des Spaltrohrmagnetantriebes hermetisch ab. Bei einer solchen Ausführung wird ein vollständiger zwei- oder mehrfacher hermetischer Abschluß von Fördermedium enthaltenden Pumpenbereich und innerem Drehteil und eine entsprechend erhöhte Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Austreten von Fördermedium erreicht.

Eine weiterbildende Ausführung gemäß der Erfindung zur Anzeige von Beschädigungen der Spaltrohr- beziehungsweise Topfbodenwände besteht darin, daß die zwischen den Spaltrohrwänden angeordnete Signalfolie auch zwischen den Topfbodenwänden des Spaltrohrtopfes vorgesehen ist. Eine solche Folie erfüllt praktisch die gleiche Sicherheitsfunktion, wie sie vorstehend für eine im Wandungsinnenraum angeordnete Signalfolie näher beschrieben wurde.

Vorteilhaft ist es, wenn die Signalfolie wärmeleitend ausgestaltet ist. Dann läßt sich die wirbelstrombedingte Wärme, die sich an der Spaltrohraußenwand bildet, gut an die Spaltrohrinnenwand und damit in das dazu benachbarte Fördermedium weiterleiten.

Um die Signalfolie zwischen den benachbarten Rohrwänden einklemmen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Signalfolie druckstabil ist. Dadurch wird auch die Weiterleitung des Druckes auf zwei oder mehr Rohrwände des Spaltrohres begünstigt und somit die Stabilität des Spaltrohres, zum Beispiel bei hohen Innendrücken in ihm, verbessert.

Zweckmäßigerweise kann bei der Pumpe geräteaußenseitig eine gegebenenfalls mit einer Schalteinrichtung und/oder Warnlampe versehene elektrische Anzeigevorrichtung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Spaltrohres auf besonders einfache und sichere Weise zum Aufleuchten einer Warnlampe und/oder zum Betätigen einer Schalteinrichtung ausgenutzt werden, die beispielsweise die Pumpe und gegebenenfalls einen entsprechenden mit der Pumpe zusammenarbeitenden Anlagenteil stillsetzt.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Einzelne Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform dieser Neuerung verwirklicht sein.

Es zeigen, teilweise stärker schematisiert sowie in unterschiedlichen Maßstäben:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Pumpe mit Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb bei teilweise weggelassenem Pumpengehäuse und

Fig. 2 stark schematisiert einen Teillängsschnitt eines Spaltrohrtopfes eines Spaltrohrmagnetkupplungsantriebes mit doppeltem Topfboden.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau eines Kreiselpumpen-Spaltrohrmotoraggregates, welches eine Pumpe P und einen Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb S aufweist, der hier auch kürzer "Spaltrohrmagnetkupplung S" genannt wird. Dabei befindet sich in einem Lagerträgergehäuse 1 eine Antriebswelle 2 sowie ein mit dieser Antriebswelle 2 verbundenes äußeres Antriebsteil 3. Dieses umschließt topfartig und konzentrisch einen antriebsnahen Bereich eines inneren Drehteiles 4, das drehfest mit einem Pumpenlaufrad 5 in Verbindung steht. Das äußere Antriebsteil 3 weist in seinem pumpennahen Bereich und das innere Drehteil 4 in seinem antriebsnahen Bereich magnetisch miteinander zusammenwirkende Magnete 6 auf, so daß eine Drehbewegung des äußeren Antriebsteiles 3 auf das innere Drehteil 4 und somit auf das Pumpenlaufrad 5 übertragen wird. Zwischen dem inneren Drehteil 4 und dem äußeren Antriebsteil 3 befindet sich ein Spaltrohr 9, das am pumpenfernen Ende durch eine Bodenplatte 13 hermetisch dicht verschlossen ist. Das Spaltrohr 9 in Verbindung mit der Topfbodenplatte 13 wird auch kurz "Spaltrohrtopf 7" genannt. Dieser ist pumpenseitig dicht am (in Fig. 1 nur teilweise dargestellten) Pumpengehäuse 18 befestigt und bildet einen hermetischen Abschluß oder eine Abkapselung des äußeren Pumpenantriebes gegenüber dem Pumpeninnenraum 70 und dem Fördermedium 8. Wie bei Pumpen P mit Spaltrohrmagnetkupplung S üblich, wird vom durch das Pumpenlaufrad 5 hindurchfließenden Hauptförderstrom des Fördermediums 8 ein abgezweigter Teilstrom 8&min; in den inneren Teil des Spaltrohrtopfes 7 gemäß der Richtung der Pfeile Pf1 zur Kühlung und Schmierung des inneren Drehteils 4 in bekannter Weise abgezweigt und, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, der Saugseite des Pumpenlaufrades 5 zugeführt (vgl. Pfeile Pf1).

Es gehört mit zu der Erfindung, daß das Spaltrohr 9 des Spaltrohrtopfes 7 doppelwandig ausgeführt ist, wie besonders gut aus der Fig. 2 zu erkennen ist. Dabei ist in dem von den Rohrwänden 14 und 21 umschlossenen Wandungsinnenraum 10 eine, (nicht näher dargestellte) nachstehend noch näher beschriebene Vorrichtung vorgesehen, mittels der Wandundichtigkeiten geräteaußenseitig anzeigbar sind. Die Rohrwände 14 und 21 sind dabei konzentrisch zur Drehachse 20 des inneren Drehteils 4 und des Pumpenlaufrades 5 angeordnet. Bei jeweils für sich gleicher Wandstärke der inneren Rohrwand 14 beziehungsweise der äußeren Rohrwand 21 des Spaltrohres 9 erhält man auch eine gleiche lichte Weite des Innenraumes 10, wobei diese Maßnahmen insgesamt einen einfachen Zusammenbau, aber auch ein leichtes Auseinandernehmen der entsprechenden Teile zu Reparaturzwecken begünstigen.

Die beiden Rohrwände 14 und 21 des Spaltrohrtopfes 7 können die gleiche Wandstärke von zum Beispiel etwa 0,5 mm aufweisen. Es gehört mit zur Erfindung, daß im Innenraum 10 zwischen den Rohrwänden 14 und 21 des Spaltrohrtopfes sich eine (nicht näher dargestellte) Signalfolie befindet. Diese kann zum Beispiel aus einem sehr dünnen elektrischen Leitungsnetz bestehen, welches, in ein dünnes Gewebe eingebettet, auf mechanische Unterbrechungen oder bei Benetzung durch Flüssigkeit mit Widerstandsänderungen reagiert. Dann befindet sich im Innenraum 10 zwischen der inneren Rohrwand 14 einerseits und der äußeren Rohrwand 21 andererseits diese Signalfolie. Sie steht über eine elektrische Leitung mit einem Meßinstrument 37 in Verbindung. Bei einer Beschädigung der inneren Rohrwand 14 beziehungsweise der äußeren Rohrwand 21 kann mit Hilfe dieser Anordnung über einen elektrischen Meldeimpuls die Pumpe P stillgesetzt und/oder eine Warnlampe zum Aufleuchten gebracht werden. Die elektrische Leitung kann durch die Anschlußbohrung 15 eines Anschlußflansches 19 zur Geräteaußenseite (abgedichtet) herausgeführt sein (vgl. Fig. 1).

Um die Stabilität des Spaltrohrtopfes 7 und die Wärmeübertragung zwischen den Rohrwänden 14 und 21 zu verbessern, können die einander gegenüberliegenden Innenflächen dieser Rohrwände 14 und 21 mit kleinen Noppen oder Vorsprüngen versehen sein, welche die jeweils gegenüberliegende Innenfläche beaufschlagen. Hierdurch werden die Rohrwände 14 und 21 zum einen gegeneinander abgestützt, zum anderen werden dadurch zusätzliche Wärmeleitkontakte hergestellt. Man erhält abschnittsweise eine Flächenberührung der Innenwände der Rohrwände 14 und 21. Diese können in einem engen Abstand d (Fig. 2) so aneinander anliegen, daß der durch die beiden einander gegenüberliegenden Rohrwände umgrenzte Wandungsinnenraum 10 gerade noch gasdurchlässig ist, vorzugsweise bei noch abschnittweiser Flächenberührung der Innenwände, wobei dann diese Flächenberührung mit Hilfe der Noppen oder Vorsprünge erfolgen kann.

Bei einem gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 setzt sich der Spaltrohrtopfboden aus einer Topfbodenplatte 13 und der Topfbodenaußenwand 34 zusammen und umschließt dabei den Topfbodeninnenbereich 33. Dieser steht mit dem Wandungsinnenraum 10 des Rohrbereiches 9 in Verbindung. Dazu sind die beiden Rohrwände 14 und 21 des Spaltrohrtopfes 7jeweils an der Topfbodenplatte 13 und der Topfbodenaußenwand 34 getrennt verschweißt. Die Topfbodenaußenwand 34 ist hierbei biegesteif ausgeführt, damit die zugehörige Schweißstelle 42 nicht von bei einer Biegung der Topfbodenaußenwand 34 auftretenden Hebelkraft zu stark belastet wird. Bei einer Beschädigung der Topfbodenaußenwand 34 oder der Topfbodenplatte 13 kann die vorerwähnte Signalfolie ebenfalls ansprechen (insbesondere, wenn die Signalfolie auch im Topfbodeninnenbereich 33 gemäß Fig. 2 untergebracht ist).

Zum Herausführen der elektrischen, mit der Signalfolie in Verbindung stehenden Leitung zur Anzeigevorrichtung 37 ist in dem Anschlußflansch 19 ein Meßanschluß 15 vorgesehen. Der Anschlußflansch 19 umschließt dabei eine Öffnung 16 der äußeren Rohrwand 21 des Spaltrohres 9 derart dicht, daß keine Kühlflüssigkeit des abgezweigten Nebenstromes austreten kann.

Obgleich der Spaltrohrtopf 7 mehrfach-wandig ausgebildet sein kann und dementsprechend auch mehrere, jeweils getrennt ansprechende Signalfolien vorgesehen sein können, ist eine doppelwandige Ausführung, wie sie anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, in aller Regel die bevorzugte Ausführung, weil der Spalt zwischen dem äußeren Antriebs- und dem inneren Drehteil 3, 4 verhältnismäßig klein gehalten werden kann, so daß der Wirkungsgrad der Spaltrohr-Magnetkupplung S nicht besonders ins Gewicht fallend beeinträchtigt wird. Versuche haben gezeigt, daß bei geeigneter Werkstoffwahl für das Spaltrohr 9, zum Beispiel bei Verwendung von Hochnickellegierungen mit einem Ferritanteil von weniger als 0,5%, der Wirkungsgrad der Spaltrohrmagnetkupplung S nur um einige Prozente abzusinken braucht. Dann liegt die Leistungsminderung in einer Größenordnung, die in den Leistungsreserven solcher Spaltrohrmagnetkupplungen noch enthalten ist.

Der Abstand zwischen den Rohrwänden 14 und 21 des Spaltrohres 9 ist der besseren Übersicht wegen besonders in Fig. 2 vergrößert dargestellt; (vgl. den Abstand d zwischen den Rohrwänden 14 und 21 in der Fig. 2).

In der Praxis hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß man bisherige, einwandige Spaltrohre von etwa 1 mm Wandstärke unter vergleichbaren Bedingungen gut durch eine Doppelwand 14, 21 mit jeweils einer Wandstärke Wi von 0,5 mm für die innere Rohrwand Wa von ebenfalls etwa 0,5 mm für die äußere Rohrwand 21 ersetzen kann.

Die Rohrwände 14 und 21 sind konzentrisch zur Drehachse 20 des inneren Drehteils 4 des Pumpenrades angeordnet. Sie weisen eine gleiche Wandstärke von etwa 0,5 mm auf. Wie erwähnt, liegen sie dabei in einem sehr kleinen Abstand d aneinander, der so bemessen ist, daß er gerade noch gas- oder flüssigkeitsdurchlässig ist. Ist die Signalfolie zwischen den Rohren 14 und 21 druckstabil, braucht die Gesamtdicke einer äußeren und inneren Rohrwand 21 und 14 praktisch nicht von der Dicke einer einwandigen Rohrwand abzuweichen, und man erhält dennoch etwa gleiche Festigkeitsverhältnisse im zylindrischen Bereich des Spaltrohrtopfes 7, was insbesondere bei Pumpen mit Spaltrohrmagnetkupplung S wesentlich ist.

Die Doppel- beziehungsweise Mehrfachwandigkeit des Spaltrohrtopfes 7 zum einen und die darin untergebrachte Anzeigevorrichtung zum andern ergänzen sich in ihren Sicherheitsfunktionen. Bei der Beschädigung einer der Spaltrohrwände 14 oder 21 bleibt die hermetische Dichtigkeit des Pumpen-Spaltrohrmagnetkupplungsaggregates erhalten, während gleichzeitig diese Beschädigung geräteaußenseitig angezeigt wird. Ein derart beschädigtes, jedoch immer noch hermetisch abgedichtetes Aggregat kann frühzeitig außer Betrieb gesetzt und bedarfsweise repariert oder ausgetauscht werden. Eine auf diese Weise stillgelegte Pumpe bleibt weiterhin bis zur Reparatur hermetisch verschlossen.

Alle vorbeschriebenen beziehungsweise in den Ansprüchen aufgeführten Einzelmerkmale können je für sich oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Pumpe mit einem Spaltrohrmagnetkupplungsantrieb, der ein äußeres Antriebsteil sowie ein damit magnetisch gekoppeltes, inneres Drehteil hat, wobei das äußere Antriebsteil mittels eines Spaltrohres hermetisch gegenüber dem inneren Drehteil sowie dem Fördermedium enthaltenden Pumpenbereich abgedichtet und an der Pumpe eine zusätzliche Kapselung der Spaltrohrmagnetkupplung sowie eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sind, mittels der ein Störfall, insbesondere des Spaltrohres, geräteaußenseitig anzeigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltrohr (9) zugleich als zusätzliche Kapselung(en) mindestens doppelwandig ist und der beziehungsweise die von den Spaltrohrwänden (14, 21) gebildeten Wandungsinnenraum (10) (beziehungsweise die Wandungsinnenräume) wenigstens eine Signalfolie aufweist (aufweisen), die geräteaußenseitig Beschädigungen des Spaltrohres (9) und/oder ihren Kontakt mit dem Fördermedium anzeigt (anzeigen).
  2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spaltrohrtopf (7) hat, der aus dem Spaltrohr (9) und einem das Spaltrohr (9) abschließenden Boden (13) gebildet ist, daß der Boden des Spaltrohrtopfes (7) mindestens abschnittsweise doppelwandig ausgeführt ist und daß vorzugsweise wenigstens ein Teil des Topfbodeninnenbereiches (33) mit dem Wandungsinnenraum (10) des Spaltrohres (9) verbunden ist.
  3. 3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste oder eine der als zusätzliche Abkapselung(en) vorgesehene(n) Spaltrohrwand (14 oder 21) (Spaltrohrwände) den Fördermedium enthaltenden Pumpenbereich sowie das innere Drehteil (4) der Spaltrohrmagnetkupplung (S) hermetisch abschließt (abschließen).
  4. 4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Spaltrohrwänden (14, 21) angeordnete Signalfolie (12) sich bis zwischen die Topfbodenwände (13, 34) des Spaltrohrtopfes (7) erstreckt.
  5. 5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß geräteaußenseitig eine gegebenenfalls mit einer Schalteinrichtung und/oder Warnlampe versehene elektrische Anzeigevorrichtung (37) vorgesehen ist.
  6. 6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfolie (12) wärmeleitend ist.
  7. 7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfolie (12) druckstabil ist.
  8. 8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Spaltrohrwand (14) und/oder an der äußeren Spaltrohrwand (21) zur Innenseite der jeweils an deren Rohrwand vorstehende Noppen vorgesehen sind, die vorzugsweise diese andere Rohrwand abschnittweise stützend berühren.
  9. 9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwände (14, 21) des Spaltrohrtopfes (7) im Bereich der Topfbodenplatte (13), zusammen oder getrennt, mit der Topfbodenplatte (13) und/oder mit einer Topfbodenaußenwand (34) mechanisch fest und gasdicht, vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung, verbunden sind.
  10. 10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwände (14, 21) des Spaltrohres (9) konzentrisch zur Drehachse (20) der Pumpe (P) angeordnet sind und vorzugsweise etwa gleiche Wandstärken aufweisen.
  11. 11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwände eine Dicke von 0,5 mm aufweisen.
  12. 12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihr ein Anschluß (15) für das Spaltrohr (9) am Anschlußflansch (19) vorgesehen ist, der eine Öffnung (16) in der äußeren Rohrwand (21) des Spaltrohres (9) gasdicht umschließt.
  13. 13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfolie aus einem vergleichsweisen dünnen elektrischen Leitungsnetz besteht, welches in ein dünnes Gewebe eingebettet ist und vorzugsweise auf mechanische Unterbrechungen oder bei Benetzung durch Flüssigkeiten mit Widerstandsänderungen reagiert.
  14. 14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwände (14, 21) in einem engen Abstand (d) so aneinanderliegen, daß der durch die beiden einander gegenüberliegenden Rohrwände umgrenzte Wandungsinnenraum (10) gerade noch gasdurchlässig ist, vorzugsweise bei noch abschnittweiser Flächenberührung der Innenwände.
  15. 15. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät für Wandundichtigkeit des Spaltrohres (9) ein Meßgerät (37) vorgesehen ist.






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