Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einer Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung von einem ersten Raum in einen zweiten Raum.

Kreiselpumpen weisen an verschiedenen Stellen durchströmbare Spalte auf, wie zum Beispiel zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse, wo ein Druckunterschied einen teil weise sehr verlustreichen Leckagestrom hervorruft. Die Abdichtung hier muss bezüglich der Größenordnung des Spaltes so gewählt sein, dass dieser weder zu groß ist, dass al-so der Wirkungsgrad der Kreiselpumpe infolge hoher Verluste über diesen Spalt sinkt, noch darf der Spalt zu klein sein, weil sonst die Gefahr besteht, dass es zu einem Anlaufen, also einer Berührung zwischen dem rotierenden und dem stillstehenden Bau teil kommt.

Bei einer solchen Abdichtung kann es sich beispielsweise um eine Spaltringdichtungs anordnung handeln. Spaltringdichtungen dienen in Kreiselpumpen zur Abdichtung von Räumen unterschiedlicher Drücke. Die Anordnung umfasst ein nicht rotierendes Ele ment und ein rotierendes Element. Bei dem nicht rotierenden Element kann es sich bei spielsweise um einen Spaltring handeln, der am Gehäuse angeordnet ist, oder um das Gehäuse selbst bzw. um ein Gehäuseteil. Bei dem rotierenden Element kann es sich beispielsweise um einen Laufring handeln, der auf dem Laufrad angeordnet ist, oder um das Laufrad selbst bzw. einen Teil des Laufrades, beispielsweise bei einem geschlosse nen Laufrad die Deckscheibe des Laufrades. Der Spalt, der zwischen dem rotierenden Element und dem nicht rotierenden Element gebildet wird, wirkt als Drossel zwischen den Räumen unterschiedlicher Drücke und verhindert einen zu hohen Strom vom Raum höheren Druckes in den Raum niedrigeren Druckes. Je kleiner der Spalt zwischen den beiden Elementen ist, desto geringer sind die Wirkungsgradverluste der Kreiselpumpe. Diesem Bestreben steht jedoch entgegen, dass ein zu kleiner Spalt sehr schwierig in Einklang mit den Fertigungstoleranzen sowie den betrieblichen Einflüssen zu bringen ist. Es gilt, Berührungen zwischen den Elemen ten zu vermeiden, um ein Anstreifen des rotierenden Elements an dem nicht rotieren den Element zu verhindern und somit einem Verschleiß vorzubeugen. Aufgrund der not wendigen Toleranzen bei der Herstellung der einzelnen Komponenten gibt es eine Min destspaltweite, die gerade verhindert, dass Elemente sich berühren und somit Reibung und Verschleiß entsteht. Es treten jedoch im Betrieb insbesondere beim Anfahren bzw. Abfahren der Pumpe immer wieder Situationen auf, in denen es zu einer Berührung kommt und dann ein Pressen bzw. Materialverschleiß auftritt.

Beim Fördern feststoffhaltiger Medien muss überdies mit einer durch die abrasive Wir kung der Schmutzteile verursachten Spalterweiterung gerechnet werden. Es ist also vor allem bei Schmutzwasserkreiselpumpen mit einem ansteigenden Wirkungsgradverlust zu rechnen.

Beispielgebend für ein feststoffhaltiges Medium ist Abwasser, insbesondere kommuna les und industrielles Abwasser. Dieses umfasst in der Regel Rohabwasser (z. B. Schmutzwasser, Fäkalien), Abwasser (mechanisch gereinigtes Wasser aus Klärbe cken), Schlamm (z. B. Belebt-, Frisch-, Faul- sowie Impfschlamm) und Regenwasser. Industrielles Abwasser kann unter Umständen sehr korrosiv oder abrasiv auf die einge setzten Kreiselpumpen, insbesondere die medienberührenden Bauteile der Kreisel pumpe, wirken.

Um einen stetigen Verschleiß der Spaltdichtung an Kreiselpumpen zur Förderung ab- rasi-ver Fluide Rechnung zu tragen, wurde bereits vorgeschlagen, eine Nachstellmög lichkeit des Spaltes über einstellbare Dichtungselemente vorzusehen. Die DE 35 13 116 A1 beschreibt eine derartige Spaltdichtung. Eine solche von Hand ein stellbare Spaltdichtung ist vergleichsweise aufwändig bei der Herstellung und erfordert viel Erfahrung von dem bedienenden Fachpersonal. Für das Einstellen, die Kontrolle und das zeitige Nachstellen der Dichtungselemente ist ein verhältnismäßig hoher Ar beitsaufwand erforderlich.

Generell kommen bei Kreiselpumpen häufig Gussbauteile zum Einsatz. Beim Gießen entsteht aus einem flüssigen Werkstoff nach dem Erstarren ein fester Körper in der ge wünschten Form. Somit können gezielt die gewünschten Gehäusestrukturen bzw. Lauf räder oder sonstige Bauteile der Kreiselpumpe erzeugt werden. Gusswerkstoffe im Krei selpumpenbau sind in der Regel Eisen-Kohlenstoff-Legierungen.

Die DE 10 2017 223602 A1 gibt ein Spaltring-Laufring-Paar einer Kreiselpumpe auf Ba sis von Siliziumkarbid an. Die Härte des Materials soll die Kreiselpumpe vor abrasiven Verschleiß schützen. Dazu wird ein Keramikelement aus Siliziumkarbid in ein Guss werkzeug eingelegt und anschließend mit einem metallischen Gusswerkstoff ausgegos sen.

Die DE 10 2018 214650 A1 beschreibt eine Spaltringdichtung einer Kreiselpumpe auf Basis von Kalziumcarbonat in der Modifikation Aragonit, die mit einer hohen Härte ver schleißbeständiger gegen abrasive Stoffe ist.

Insbesondere bei Kreiselpumpen, die zur Förderung von feststoffhaltigen Medien einge setzt werden, kommt es im Bereich der Spaltringdichtung zu Korrosions- bzw. Ver schleißerscheinungen. Aufgrund der hohen Sprödigkeit der meisten abrasionsbeständi gen keramischen Werkstoffe sind die vorgeschlagenen keramischen Lösungen bei be stimmten Bauteilgeometrien i. d. R. sehr teuer und aufwändig in der Umsetzung und können u. U. (beispielsweise durch Ausbrechen von Teilen) zu Betriebsstörungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien anzugeben. Die Beschädigung von Spaltringen durch abrasiven Verschleiß soll wirksam verringert werden. Darüber hinaus sollte die Pumpe den Wirkungsgrad im Betrieb lange aufrechterhalten können. Die Kreiselpumpe soll sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer auszeichnen. Sie soll zudem eine einfache Montage ge währleisten. Weiterhin soll die Kreiselpumpe durch möglichst geringe Herstellungskos ten überzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoff haltiger Medien mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.

Erfindungsgemäß verfügt eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit mindestens einer Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung über ein nicht rotie rendes Element, das zumindest teilweise eine Schicht aus Kohlenstoff aufweist.

Eine solche Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung kann gemäß der Erfin dung als Spaltdichtung ausgestaltet sein, die von einem Spaltring und einem Laufring beziehungsweise von einem Spaltring und einem Laufrad gebildet werden kann. Diese Anordnung dient zur Abdichtung von Räumen unterschiedlicher Drücke und wirkt als Drossel zwischen diesen Räumen. In dieser Anordnung ist ein erster Raum als ein Raum mit höherem Druck und ein zweiter Raum als ein Raum mit geringerem Druck zu verstehen. In der Kreiselpumpe ist dementsprechend der Raum höheren Druckes der Raum des Druckstutzens sowie des Spiralgehäuses. Der Raum niedrigeren Druckes ist der Raum des Ansaugbereiches vor dem Laufrad.

Der Spaltring ist mittels Presspassung am Pumpengehäuse angeordnet und ist dement sprechend feststehend als auch nicht rotierend. Der Spaltring ist als solcher unmittelbar am Pumpengehäuse angeordnet. Des Weiteren bildet er mit einem rotierenden Gegen element einen Spalt. Bei dem rotierenden Element kann es sich beispielsweise um ei nen Laufring handeln, der auf dem Laufrad angeordnet ist, oder um das Laufrad selbst bzw. einen Teil des Laufrades, beispielsweise bei einem geschlossenen Laufrad eine radiale und/oder axiale Fläche der Deckscheibe des Laufrades. Vorteilhafterweise weist der Spaltring an einer radialen Fläche wie beispielsweise die Spaltringinnenseite und/oder an einer axialen Fläche wie beispielsweise der Spaltring stirnseite eine Kohlenstoffschicht auf. Dadurch wird die Flärte eines gewöhnlichen Spalt rings aus einem Gusswerkstoff und/oder einem Edelstahl-Werkstoff enorm gesteigert. Der Spaltring erhält somit einen wirksamen Schutz gegen die abrasive Einwirkung von Feststoffpartikel im Fördermedium.

Von besonderem Vorteil ist die Kohlenstoffschicht hinsichtlich eines Berührens oder An laufens des Gegenelements. Aufgrund der besonders glatten Oberfläche der Kohlen stoffschicht sowie deren außergewöhnlichen Härte verhält sich der Spaltring unempfind lich gegenüber einer anstreifenden Einwirkung eines Gegenelements.

In einer Variante der Erfindung kommt ein zweiter Spaltring zur Abdichtung des Lauf rads gegen den Lagerträgerdeckel zum Einsatz. Auch dieser Spaltring weist eine Koh lenstoffschicht auf, die den Spaltring besonders gegen die abrasive Wirkung feststoff haltiger Medien sowie den unerwünschten Kontakt des Laufrades schützt.

Erfindungsgemäß wirkt der Spaltring mit einem Gegenelement zusammen, um einen besonders geringen Spalt zur Reduktion einer Rückströmung aus einem Raum höheren Drucks in einen Raum geringeren Drucks der Pumpe zu verhindern. Dieses Gegenele ment kann in Form eines Laufrings ausgestaltet sein, der auf einer präparierten Fläche der Deckscheibe des Laufrads angeordnet ist. In einer alternativen Variante kann das Gegenelement in Form einer bearbeiteten, radialen und/oder axialen Oberfläche der Deckscheibe des Laufrads ausgebildet sein. In beiden Varianten ist gemäß der Erfin dung eine Kohlenstoffschicht auf den spaltbildenden Flächen aufgebracht. Idealerweise ist dadurch das rotierende Gegenelement vor der abrasiven Einwirkung des feststoffhal tigen Mediums geschützt.

Von besonderem Vorteil ist die Ausgestaltung von Spaltringen aus gewöhnlichen metal lischen Werkstoffen, insbesondere Gusswerkstoffe und/oder Edelstahl-Werkstoffe, die anschließend mit einer besonders harten und gegen Abrasion schützenden Kohlenstoff- Schicht beschichtet werden. Auf diese Weise lassen sich Spaltringe aus einem kosten günstigen Rohstoff hersteilen, die gleichzeitig mit bekannten Standardfertigungsverfah ren bearbeitet werden können.

Unter den Kohlenstoffschichten werden Schichten verstanden, in denen Kohlenstoff der überwiegende Bestandteil ist. Die Kohlenstoffschicht kann beispielsweise mit einer PVD- (engl. Physical Vapor Deposition), einer physikalischen Gasphasenabscheidung etwa durch Verdampfen oder Sputtern) oder einem CVD- (engl. Chemical Vapor Depo sition; Chemische Gasphasenabscheidung) Verfahren aufgebracht werden.

Vorzugsweise handelt es sich um eine amorphe Kohlenstoffschicht, insbesondere eine tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschicht, die auch als ta-C Schicht be-zeichnet wird. Die dem Kristallgitter von Graphit zugehörigen Atombindungen (insgesamt jeweils 3) kennzeichnet man mit der Bezeichnung „sp2“. Dabei liegt eine sp2-Hybridisierung vor.

Bei einer Diamantschicht bildet jedes Kohlenstoffatom mit vier benachbarten Atomen eine tetraederförmige Anordnung. Bei dieser räumlichen Anordnung sind alle Atomab stände gleich gering. Es wirken daher sehr hohe Bindungskräfte zwischen den Atomen, und zwar in allen Raumrichtungen. Daraus resultieren die hohe Festigkeit und die ext reme Härte des Diamanten. Die dem Kristallgitter von Diamanten zugehörigen Atombin dungen, insgesamt jeweils vier, kennzeichnet man mit der Bezeichnung „sp3“. Somit liegt eine sp3-Hybridisierung vor.

Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung besteht die Kohlenstoffschicht aus einer Mischung von sp3- und sp2-hybridisiertem Kohlenstoff. Diese Schicht ist durch eine amorphe Struktur gekennzeichnet. In dieses Kohlenstoffnetzwerk können auch Fremdatome wie Wasserstoff, Silizium, Wolfram oder Fluor eingebaut sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung einer Kohlenstoffschicht auf einem Spaltring und auf einem Gegenelement, wie beispielsweise einem Laufring, führt zu einer erheblichen Re duzierung des abrasiven Abtrags. Durch die Anordnung einer Kohlenstoffschicht auf einem Spaltring wird eine extrem glatte axiale Oberfläche mit Antihafteigenschaften geschaffen, ohne dass eine auf wendige mechanische Nachbearbeitung des Laufrads erforderlich ist. Des Weiteren können mehrere Spaltringe in einem Beschichtungsreaktor, der vorzugsweise als Vaku umkammer ausgeführt ist, eingebracht werden, wo bei mäßiger thermischer Belastung, die ta-C Beschichtung aufgebracht wird. Somit zeichnet sich die erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit mindestens einem Spaltring durch verhältnismäßig geringe Herstel lungskosten aus.

Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung wird die Kohlenstoffschicht als Be-schichtung auf einem Spaltring aufgebracht. Die Dicke der Schicht beträgt vorteilhaf terweise mehr als 0,5 pm, vorzugsweise mehr als 1 ,0 pm, insbesondere mehr als 1 ,5 pm. Weiterhin erweist es sich als günstig, wenn die Kohlenstoffschicht weniger als 18 pm, vorzugsweise weniger als 16 pm, insbesondere weniger als 14 pm beträgt.

Idealerweise weist die Beschichtung aus Kohlenstoff eine äußerst glatte axiale Oberflä che mit Antihafteigenschaften auf, bei der der Mittenrauheitswert R _a der Kohlenstoff schicht weniger als 0,7 pm, vorzugsweise weniger als 0,5 pm, insbesondere weniger als 0,3 pm beträgt.

Die ta-C Beschichtung weist einen sehr geringen Reibbeiwert bei gleichzeitig sehr guter chemischer Beständigkeit auf. Die Härte der Beschichtung kommt der Härte von Dia manten sehr nahe, wobei die Härte vorzugsweise mehr als 20 GPa, vorzugsweise mehr als 30 GPa, insbesondere mehr als 40 GPa und weniger als 120 GPa, vorzugsweise weniger als 110 GPa, insbesondere weniger als 100 GPa beträgt.

Mit durchschnittlich 40 bis 75 GPa sind ta-C Beschichtungen härter als a-C:H Schich ten. Zudem enthält ta-C keinen Wasserstoff. Deshalb ist davon auszugehen, dass ta-C im Kontakt mit Wasser (bei Temperaturen oberhalb 80 °C) beständiger ist als a-C:H. Im Kontakt mit anderen - insbesondere polaren - Flüssigkeiten, die Moleküle enthalten, in denen Wasserstoff gebunden ist, könnte ta-C ebenfalls besser beständig sein als a-C:H.

Vorzugsweise wird die Kohlenstoffschicht nicht unmittelbar auf ein Spaltring aufge bracht, sondern es wird zunächst eine Haftvermittlerschicht vorgesehen Diese besteht bevorzugt aus einem Werkstoff, der sowohl gut an Stahl haftet als auch eine Kohlen stoffdiffusion verhindert, z. B. durch die Bildung stabiler Carbide. Als Haftvermittlungs schichten, die diese Anforderungen erfüllen, kommen passenderweise dünne Schichten aus Chrom, Titan oder Silizium zum Einsatz. Insbesondere haben sich Chrom- und Wolframcarbid als Haftvermittler bewährt.

Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Beschichtung eine Haftvermitt- ler-schicht auf, die vorzugsweise einen Chromwerkstoff beinhaltet. Vorzugsweise be steht die Haftvermittlerschicht zu mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.- %, insbesondere mehr als 90 Gew.-% aus Chrom.

Bei der erfindungsgemäßen ta-C Beschichtung handelt es sich um eine einfache, schnell realisierbare und wirtschaftliche Beschichtung für Spaltringe in Kreiselpumpen. Die erfindungsgemäße Beschichtung weist neben einer sehr großen Härte auch hervor ragende Gleiteigenschaften und eine gute chemische Beständigkeit auf. Insbesondere zeichnen sich die meisten metallischen Werkstoffe durch eine höhere Duktilität im direk ten Vergleich zu einem keramischen Werkstoff aus.

Der Vorteil der höheren Härte durch die ta-C Beschichtung liegt darin begründet, dass kleine und große Feststoffpartikel, die oft in den feststoffhaltigen Medien enthalten sind, nun stark vermindert abrasiv auf die Spaltdichtung, also den Spaltring und ein Gegen element, wirken können. Durch die Strömung wirken diese Feststoffteilchen normaler weise wie ein Schleifmittel. Spaltring, Laufring, Laufräder und/oder saugseitige Gehäu seteile, die mit ta-C beschichtet sind, verfügen über eine äußerst harte Schutzschicht gegen Abrasion, wodurch deren Einsatzzeit in der Förderung feststoffhaltiger Medien deutlich erhöht ist. Vorzugsweise können zur Beschichtung PECVD/PACVD-Verfahren eingesetzt. Dabei erfolgt eine Plasmaanregung der Gasphase durch die Einkopplung von gepulster Gleich-spannung („pulsed DC“), mittelfrequenter (KHz-Bereich) oder hochfrequenter (MHz-Bereich) Leistung. Aus Gründen einer maximierten Prozessvariabilität bei unter schiedlichen Werkstückgeometrien und Beladungsdichten hat sich zudem die Einkopp lung von gepulster Gleichspannung bewährt.

Idealerweise werden zur Beschichtung PVD Verfahren eingesetzt. Diese Verfahren sind besonders einfach und weisen eine niedrige Prozesstemperatur auf. Diese Technologie führt zu Schichten, in die je nach Bedarf auch Fremdatome eingebaut sein können. Die Prozessführung erfolgt vorzugsweise so, dass Gefüge- und Dimensionsänderungen der zu beschichtenden Werkstoffe (metallisch, Grauguss, etc.) ausgeschlossen sind.

Gegenüber einer CVD-Diamantschicht hat die ta-C Beschichtung den Vorteil, dass die Beschichtungstemperatur für CVD-Diamantschichten 600 bis 1000 °C beträgt und für amorphe Kohlenstoffschichten wie ta-C deutlich unter 500 °C liegt. Dies ist insbeson dere für das Beschichten metallischer Werkstoffe von hoher technischer Relevanz. Die Herstellung von PVD-Diamantschichten ist nicht möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.

Dabei zeigt:

Fig. 1 Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Me dien mit einem geschlossenen Laufrad,

Fig. 2 Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Me dien mit einem geschlossenen Einschaufelrad,

Fig. 3 Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Me dien mit einem geschlossenen Einkanalrad, Fig. 4 Ausschnittsvergrößerung im Bereich des Saugmunds,

Fig. 5 Detailschnitt eines feststehenden, nicht rotierenden Elements.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit zwei Anordnungen zur Reduzierung einer Rückströmung 13, 25 von einem ersten Raum in einen zweiten Raum. Die Anordnungen 13, 25 umfassen zwei nicht ro tierende Elemente 2, 6, die in diesem Ausführungsbeispiel mit dem geschlossenen Laufrad 4 Zusammenwirken. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine horizontal aufgestellte Spiralgehäusepumpe. Die Elemente 2 und 6 sind in diesem Aus führungsbeispiel als Spaltringe ausgestaltet. Über den Saugmund 1 strömt das feststoff haltige Medium in die Pumpe ein, wird von dem geschlossenen Laufrad 4, welches drehfest mit der Befestigung 12 mit der Welle 9 verbunden ist, mit Bewegungsenergie beaufschlagt und verlässt das Gehäuseteil 10, das in diesem Beispiel als Pumpenge häuse ausgebildet ist, über den Druckstutzen 5. Die Welle 9 ist durch die Kugellager 8 drehbar gelagert. Das Gehäuseteil 7, das in diesem Ausführungsbeispiel als Druckde ckel ausgebildet ist, verschließt den Pumpenraum in Richtung Antrieb. Idealerweise sind die Elemente 2 und 6 mit einer Kohlenstoffschicht, vorzugsweise mit einer amor phen Kohlenstoffschicht, insbesondere mit ta-C, beschichtet. Somit wird ein besonders idealer Schutz vor abrasivem Verschleiß, der bei der Förderung feststoffhaltiger Medien zwangsläufig auf die Spaltringe einwirkt, erzielt. Aufgrund der glatten und extrem harten ta-C Beschichtung der Spaltringe kann auf eine keramische Werkstoffbasis wie Silizi umkarbid verzichtet werden. Die Spaltringe können aus einem gewöhnlichen Gusswerk stoff oder einem üblichen Edelstahl-Werkstoff gefertigt werden und sind durch die ta-C Beschichtung vor der abrasiven Einwirkung der feststoffhaltigen Medien geschützt.

Im Bereich des Saugmunds 1 ist im Innenraum des Gehäuseteils 10 ein feststehendes, nicht rotierendes Element 2, hier als Spaltring ausgebildet, mittels Presspassung mit dem Gehäuseteil 10 verbunden. Das Element 2 und das Laufrad 4 sind voneinander beabstandet, sodass zwischen dem Element 2 und dem Laufrad 4 ein Spalt gebildet wird, der als ein Dichtspalt mit geometrisch gleich ausgebildeten Flächen fungiert. Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einer Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung 13 von einem ersten Raum in einen zweiten Raum. Die Anordnung 13 umfasst ein feststehendes, nicht rotie rendes Element 2, das in diesem Ausführungsbeispiel mit dem geschlossenen Ein schaufelrad 4 zusammenwirkt. Das Element 2 ist in dem Beispiel als Spaltring ausgebil det. Über den Saugmund 1 strömt das feststoffhaltige Medium in die Pumpe ein, wird von dem geschlossenen Einschaufelrad 4, welches drehfest mit der Welle 9 verbunden ist, mit Bewegungsenergie beaufschlagt und verlässt das Gehäuseteil 10 über den Druckstutzen 5. Die Welle 9 ist durch die Kugellager 8 drehbar gelagert. Das Gehäuse teil 7, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Druckdeckel ausgebildet ist, ver schließt den Pumpenraum in Richtung Antrieb. Erfindungsgemäß ist das Element 2 mit einer Kohlenstoffschicht, vorzugsweise mit einer amorphen Kohlenstoffschicht, insbe sondere mit ta-C, beschichtet. Somit wird ein besonders idealer Schutz vor abrasivem Verschleiß und auch gegen das Anlaufen des geschlossenen Einschaufelrads gegen den Spaltring erreicht.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einer Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung 13 von einem ersten Raum in einen zweiten Raum. Die Anordnung 13 umfasst ein feststehendes, nicht rotie rendes Element 2, das in diesem Ausführungsbeispiel mit dem geschlossenen Einka nalrad 4 zusammenwirkt. Das Element 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als L-förmi- ger Spaltring ausgebildet, der an der Oberfläche mit ta-C beschichtet ist. Über den Saugmund 1 strömt das feststoffhaltige Medium in die Pumpe ein, wird von dem ge schlossenen Einschaufelrad 4, welches drehfest mit der Welle 9 verbunden ist, mit Be wegungsenergie beaufschlagt und verlässt das Gehäuseteil 10, welches als Pumpen gehäuse ausgebildet ist, über den Druckstutzen 5. Die Welle 9 ist durch die Kugellager 8 drehbar gelagert. Das Gehäuseteil 7, welches in dieser Ausführung als Druckdeckel ausgebildet ist, verschließt den Pumpenraum in Richtung Antrieb. Gemäß der Erfindung ist das L-förmige Element 2, das auch als Winkelspaltring bezeichnet wird, mit einer Kohlenstoffschicht, vorzugsweise mit einer amorphen Kohlenstoffschicht, insbesondere mit ta-C, beschichtet. Somit wird ein besonders idealer Schutz vor abrasiven Verschleiß und auch gegen das Anlaufen des geschlossenen Einschaufelrads 4 gegen den Spalt ring erreicht.

Fig. 4 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung im Bereich des Saugmunds 1 gemäß einer Variante der Erfindung. Die Kreiselpumpe weist eine Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung 13 in Form einer Spaltdichtung auf. Diese umfasst ein rotierendes Bau teil 14, das als Laufring ausgebildet ist und ein nicht rotierendes Bauteil 2, das als Spalt ring ausgebildet ist. Das rotierende Bauteil 14 ist an einer radialen Außenseite der Deckscheibe 3 des Laufrades 4 angeordnet. Das rotierende Bauteil 14 rotiert somit mit dem Laufrad 4. Das nicht rotierende Bauteil 2 ist am Gehäuseteil 10 angeordnet und weist eine radiale Ringinnenseite als Führung auf, die mit der radialen Ringaußenseite des rotierenden Bauteils 14 zusammenwirkt, das im Ausführungsbeispiel als Winkellauf ring ausgebildet ist und die Spaltdichtung bildet. Das Element 2 und das rotierende Bauteil 14 sind erfindungsgemäß mit einer Kohlenstoffschicht, vorzugsweise mit einer amorphen Kohlenstoffschicht, insbesondere mit ta-C, beschichtet. Dadurch wird ein be sonders idealer Schutz vor abrasiven Verschleiß erzielt.

Bei der Ausführung gemäß der Darstellung in Fig. 4 ist zusätzlich zu einer Anordnung zur Reduzierung einer Rückströmung 13 eine weitere Anordnung 20 vorgesehen, die ein rotierendes Element 22 und ein nicht rotierendes Element 21 umfasst. Das rotie rende Element 22 ist als Ring ausgebildet, der an der axialen Stirnseite der Deck scheibe 3 angeordnet ist und auch als Winkellaufring bezeichnet wird. Dazu weist das rotierende Element 22 einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung 19 auf, der in eine Nut 15 in der Deckscheibe 3 eingreift. Das nicht rotierende Element 21 ist als axial verschieblicher Ring ausgebildet, der von einer Fläche 16 des Gehäuseteils 10 gegen eine radiale Verschiebung geführt wird. Ein Krafterzeugungselement 17 übt eine Kraft auf das nicht rotierende Element 21 aus und drückt das nicht rotierende Element 21 gegen das rotierende Element 22. Das Krafterzeugungselement 17 ist als Feder ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel kommt dabei eine Wellfeder zum Einsatz. In einer alternativen Ausführung der Erfindung kann eine Sinusfeder oder eine Gruppenbefede- rung eingesetzt werden. Das nicht rotierende Element 21 wird von einem Dichtungsele ment 18 zu dem Gehäuseteil 10 abgedichtet. Bei dem Dichtungselement 18 handelt es sich vorzugsweise um einen O-Ring. Das rotierende Element 22 und das nicht rotierende Element 21 sind im Ausführungs beispiel aus einem Edelstahl-Werkstoff ausgeführt, der erfindungsgemäß mit ta-C be schichtet ist. Die beiden axial zueinander gerichteten Stirnflächen des rotierenden Ele ments 22 und des nicht rotierenden Elements 21 werden von dem Krafterzeugungsele ment 17 aufeinandergedrückt. Es entsteht dabei ein minimaler Spalt. Die Reibung wird durch die ta-C Beschichtung minimiert. Es bildet sich ein Schmierfilm aus Förderme dium in dem Spalt zwischen den sich berührenden Flächen des rotierenden Elements 22 und des nicht rotierenden Elements 21 aus. Die Anordnung 20 verhindert gemein sam mit der Einrichtung 13 eine Rückströmung aus einem Druckraum 5 der Pumpe in einen Saugraum 1 der Kreiselpumpe.

Fig. 5 zeigt einen Detailschnitt eines nicht rotierenden Elements 2, das an einer axialen Oberfläche 23 und an einer radialen Oberfläche 24 mit einer Kohlenstoffschicht be schichtet ist. Durch die Beschichtung mit ta-C an mindestens einer Spaltringstirnseite und mindestens einer Spaltringinnenseite können Spaltringe aus einem gewöhnlichen Gusswerkstoffe oder einem Edelstahl-Werkstoff hergestellt werden und mittels ta-C Be schichtung verschleißbeständige Eigenschaften erhalten.