CH272374A - Radial und axial wirkende, elektromotorisch angetriebene Umwälzpumpe. - Google Patents

Description

  Radial und axial wirkende, elektromotorisch angetriebene     Umwälzpumpe.       Die radial     und    axial wirkende,     elektro-          motorisch    angetriebene     I:

  mwälzpumpe    gemäss  der     Erfindun=g-    ist     dadurch.    gekennzeichnet,  dass der Rotor zugleich als     Pumpenlaufrad     und als     Motoranker    ausgebildet ist und ans  zwei durch Längsrippen     miteinander    verbun  denen koaxialen Teilen besteht, so dass zwi  schen den beiden     Rotorteilen    Längskanäle  zum Durchtritt der zu fördernden Flüssigkeit  frei bleiben und dass sich der mittlere     Lauf-          raddurehniesser    längs des grössten Teils des  Rotors stetig vergrössert.

   Durch diese     Aus-          bilden;    des Rotors wird erreicht, dass bei der  Drehung des Rotors eine     radial    wirkende  Kraftkomponente und eine axial wirkende  Kraftkomponente auf die     Förderflüssigkeit          aus-eübt        wird.    In der Folge wird kurz von  einer radialen     und    axialen Wirkung gespro  chen.  



  Die     Zeiehnun(#        veranschaulicht    im Axial  schnitt ein     Ausführungsbeispiel    des Erfin  dungsgegenstandes.  



  In der     Fi-ur    stellen     1a    die Kanäle     ini     Rotor,     resp.    die     Verbindun@,@srippen    1a     dar,    die  zwischen dem einen     Iloblzvlinder    bildenden  äussern Roturteil     1b        und        dein        eine    labe bil  denden     Rotorinnenteil        1c        an"eorclnet    sind.

   Es  geht, aus der     Zeichnung    hervor, dass alle diese  Teile, das heisst der     Rotorinnenkörper        lc,    die  Längsrippen     lri.    und der äussere Roturteil     1b     etwa     gleich        lang    sind, und dass der     ",#esanite     Rotor nicht länger ist. als einer dieser Teile.

    Von diesen Roturteilen ist in     erster    Linie     1b            elektromagnetisch    wirksam, weil vor allem  dieser Teil den magnetischen Kreis für den       Kraftfluss    schliesst, der die Induktionsströme  für die Bildung des Drehmomentes erzeugt.  



  In diesem Ausführungsbeispiel ist sowohl  die     Innenmantelfläche    des äussern     Rotorteils,     als auch die äussere Mantelfläche des     Rotor-          innent.eils    (der Nabe) kegelförmig gezeichnet,  jedoch können entweder die eine oder die  andere Mantelfläche     zvlindrisch    oder irgend  wie anders geformt. sein. Das Wesentliche ist  stets nur, dass der mittlere     Laufraddurchmes-          ser    sieh über den grössten Teil der axialen       Rotorlänge    in     Förderrichtung    der Flüssig  keit stetig erweitert.  



  Der Rotor 1 ist     zv#-eekmässig    mit einer       1-#äfinvicklung        'rr,         ?b        versehen.    Es ist bekannt,  dass     Käfigwicklungen        von    Induktionsmotoren       normalerweise    mit     Rotorstabzahlen    von etwa  <B><U>'</U></B>0 bis 50 ausgeführt werden, welche Zahl nor  malerweise etwa gleich oder grösser als die       Statornutzahlen    1? bis 36 sind.

   Die     Verwen-          dun-    so hoher     Rotorstabzahlen,    bei üblichen       Statornutzahlen    von 1? bis 36 entsprechend  der normalen Praxis, wird     zum    Teil aus Grün  den der     Vermeidunr    stärkerer Vibrationen  und Geräusche des Motors gewählt. Es hat.  sich aber gezeigt, dass es auch Nutzahlen,       resp.        Stabzahlen    des Rotors zwischen     \?    und       \?0    gibt, welche wider Erwarten keine. nen  nenswerte     Vibrationen    bilden.

   Die Wahl der  geeigneten     1\utenzahl    hängt von verschie  denen     Faktoren    ab, wie Motorgrösse,     Polzahl,         einfache, pfeilförmige oder versetzte     Sehrä-          gung    der Nuten     resp.    der Stäbe.  



  Die     Käfigwicklung    kann,     wie    üblich, durch  in Nuten des Rotors eingelegte und stirnseitig  mit den Ringen 2b verlötete oder verschweisste  Stäbe     2a    aus Kupfer oder andern elektrisch       gut    leitenden Materialien ausgeführt werden.  Oder es kann die gesamte     Käfigwicklung,    in  klusive     Stirnverbindungsringe,    durch ein  Guss- oder     Pressgussverfahren,    x. B. aus Alu  minium, hergestellt werden.

   Zusammen mit  dem Guss der     Käfigwicklung    können auch die  Rippen     1a    und die Nabe     1c    gleichzeitig aus       demselben    Material gegossen oder gepresst  werden, während der Körper     1b    wie üblich aus       ferromagnetischem    Material, Stahl oder     Grau-          guss,    oder     gesintertem        ferromagnetisehem    Ma  terial hergestellt wird.

   Ferner kann die     Käfig-          wzckIiuig    2a, 2b allein oder zusammen mit den  Teilen     lca    und 1c durch     PressgLiss,        Spritzguss,          Sinterung    usw. aus elektrisch leitendem Ma  terial hergestellt werden. Weiterhin ist es  möglich, den     ganzen    Körper la,     1b,    1c zu sin  tern,     beispielsweise    aus einem Gemisch von  Kupfer- und Eisenpulver oder andern elek  trisch     Lind    magnetisch leitenden Materialien.

    An Stelle einer     Sinterlegierung    aus     elektrisch     und     magnetisch    leitenden Metallpulvern kann  auch eine     Mischkristallegierung    verwendet  werden.  



  Die     Verwendung    von einer     Sinterlegie-          rung    aus Kupferpulver und     Eisenpulver    für  den Rotor vergrössert. dank verringerter     Ro-          torimpedanz    den     Induktionsstrom    und die       Drehmomentbildung    gegenüber einem norma  len massiven Eisen- oder     Gusskörper        1a.,        1b,          1c.    Bei der Verwendung der erwähnten     Sin-          terlegierung    für den     Körper    1a,

       1b,        1c    kann  unter Umständen die     Käfigwicklung    2 ganz  weggelassen werden, weil die     Dr        ehmomentbil-          dung    im     Sinterkörper        gegebenenfalls    genü  gend gross ist. In diesem Falle handelt es  sich um einen massiven notenlosen Rotor, wel  cher mit oder ohne einer     elektrisch    gut leiten  den Schicht, welche gleichzeitig korrosions  fest, das heisst vom Fördermedium nicht an  greifbar     sein    soll (z. B.

   Kupfer oder Alumi  nium, Nickel oder Kadmium), auf der Rotor-         Manteloberfläche    ausgeführt werden\ kann.  Der Rotor kann auch aus einzelnen Blechen  aufgebaut werden, welche am Umfang Nuten  ausgestanzt erhalten zur Aufnahme der er  wähnten     Käfigwicklung.    Es kann entweder  der äussere Körper allein aus Blechringen auf  gebaut werden, wobei Nabe     1c    und Verbin  dungsrippen la sowie die     Kä.figivickliing   <I>2a.</I>  und 2b aus einem Stück aus elektrisch lei  tendem Material hergestellt werden, oder es  kann der gesamte Rotor la, 1b,     Ic    aus ge  nuteten (gestanzten) Blechen hergestellt wer  den,

   wobei die äussern Nuten am     Rotormantel-          iimfang    für die Aufnahme der     Käfigwicklung     dienen und die innern Nuten,     resp.    gestanzten  Löcher, die Kanäle selbst bilden.     Zweeks     Erzielung der richtigen hydraulischen Form  gebung der Kanäle muss     jedes    genutete     Bleeh     gegenüber dem vorhergehenden Blech in Um  fangsrichtung etwas versetzt sein.  



  3 ist eine Lagerbüchse, beispielsweise aus  Spezialbronze, welche sich für     Wassersehmie-          rung    eignet und welche fest mit der Rotor  nabe     1e    verbunden ist.  



  4 ist eine im Lagerschild 10     eingepresste     feste, nicht umlaufende Achse, aus nicht. ro  stendem Stahl für     -@Tasserschmiertng,    auf  welche der Rotor 1 mit Lagerbüchse 3 dreh  bar aufgesetzt ist. Mit der Achse 4 fest ver  bunden ist ein axiales Drucklager 5, welches  den     Axialschub    des Rotors 1 aufnimmt. Die  Lagerbüchse 3 ist demnach so ausgebildet,       da.ss    sie für die radiale wie auch für die  axiale     Lagerung    dient. Die feste Achse 4 ist.

    nicht direkt in das Lagerschild 10     eingepresst.          Zwischen    der Achse 4 und dem Lagerschild 10  befindet sich eine     Gummibüehse    6, welche     zur          Vibrations-    und     Sehalldämpfung    dient.  



  An Stelle der Achse 4 kann auch eine mit  dem Rotor verbundene,     bewegliche    Welle ver  wendet werden, wobei dann die     Bronzebüchse     3 im Rotor wegfällt. und an ihre Stelle zwei  Bronzebüchsen in die Naben von     Lagerschild     10 und Gehäuse 11     eingepresst    werden, even  tuell wieder unter Verwendung von schall  dämpfenden Gummibüchsen zwischen Gehäuse  Lagerschild einerseits und Bronzebüchsen an  derseits.      7 ist eine Trennbüchse aus nicht oder       scliwaeli    magnetischem     -Material,    welche durch  Ziehen oder Sintern hergestellt werden kann.  



  11 sind die Gummidichtungsringe, welche  in Nuten des Gehäuses 11 und des Lager  schildes 10 liegen und welche als Dichtungen  für die Trennbüchse 7 dienen.  



  8 sind Rippen, welche Nabe und Aussen  teil des Gehäuses 11 verbinden und gleichzei  tig durch entsprechende     Formgebung    als hy  draulischer Leitapparat wirken. Gleicherweise  sind 9 die Verbindungsrippen von Nabe und  Aussenteil des Lagerschildes 10. Durch ent  sprechende Formgebung wirken sie als     Leit-          apparat    zusammen mit dem Laufrad     1a    im  Sinne     verbesserter        Förderdruckbildung    der  Pumpe.  



  12 ist. das aus genuteten Blechen zusam  mengesetzte     Statorblechpaket,    welches die     Sta-          torerregerwicklung    13 trägt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Radial und axial wirkende, elektromoto risch angetriebene Umwälzpumpe, dadurch ge kennzeichnet, dass der Rotor zugleich als Pum penlaufrad und als Motoranker ausgebildet ist und aus zwei durch Längsrippen mitein ander verbundenen koaxialen Teilen besteht, so dass zwischen den beiden Rotorteilen Längs kanäle zum Durchtritt der zu fördernden Flüssigkeit frei bleiben und dass der mittlere Laufraddurchmesser sieh längs des grössten Teils des Rotors stetig vergrössert. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, class mindestens eine der ein ander zugekehrten Mantelflächen der beiden Rotorteile kegelförmig ausgebildet ist. 2. Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der einander zuge kehrten Mantelflächen der beiden Rotorteile zylindrisch ausgebildet ist. 3. Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der äussere Rotorteil aus ferroniagnetisehem Material be steht und an seiner äussern Mantelfläche mit Nuten zur Aufnahme einer Käfigwicklung versehen ist. 4.

   Pumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornuten gegenüber den Statornuten schräg angeordnet sind. 5. Pumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der äussere Rotorteil aus gesintertem ferromagnetisehein Material besteht.. 6. Pumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der äussere Rotorteil aus lamelliertem ferromagnetischem Material besteht. 7.

   Pumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Rotor aus lamellierten ferromagnetischen Blechen auf gebaut ist, wobei jedes Blech gegenüber dem andern in Umfangsrichtung etwas versetzt ist., derart, dass die die Kanäle bildenden Nuten die hydraulisch richtige Formgebung haben und wobei in den äussern Nuten sich die Käfigwicklung befindet. B. Pumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Rotornutenzahl der Käfigwicklung kleiner ist als die Statornuten- zahl und zwischen 2 und 20 liegt. 9.

   Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der äussere Rotorteil aus einem Sintergemisch von ina- gnetisierbaren Metallpulvern und elektrisch leitenden Metallpulvern besteht. 10. Pumpe nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet., dass auf der äussern Mantel fläche des Sinterrotors eine Schicht. von elek trisch gut leitendem Material. aufgebracht ist. 11. Pumpe nach Patentansprueli, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der äussere Rotorteil aus einer Mischkristallegierung be steht. 12.

   Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Käfigwicklung, Nabe und Verbindungsrippen des Rotorinnenteils mit dem äussern Rotorteil, jedoch unter Aus schluss des äussern Rotorteils selbst, aus einem und demselben -Material hergestellt wird, wel- elies elektrisch gut leitet. 13.

   Pumpe nach Patentanspi-iich, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsrippen zwischen Rotorinnenteil iuid äusserem Rotor teil in axialer Länge annähernd gleich lang sind wie die gesamte axiale Rotorlänge. 1-1.- Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Verbindungsrippen zwischen Rötorinnenteil und äusserem Rotor teil sich zum grössten Teil innerhalb des als Hohlkörper ausgebildeten äussern Rotorteils befinden. 15. Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor fliegend auf einer festen Achse drehbar gelagert ist. 16.

   Pumpe nach Unteranspruch 15, da durch gekennzeichnet, dass die feste Achse im Lagerschild der Piunpe gelagert ist und dass mindestens an einer der Lagerstellen zwischen der Achse und dem betreffenden Gehäuseteil eine Giunmischicht angeordnet ist. 17.

   Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor fest mit einer Welle verbinden ist, welche zusammen mit dem Rotor umläuft und auf jeder Seite in je einer feststehenden Bronzebüchse gelagert ist, wobei zwischen Bronzelagerbüchsen und den Naben vom Gehäuse und Lagerschild je eine Gummisehieht angeordnet ist. 18.

   Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Gehäuse und das Lagerschild aus je einem durch Längs rippen verbundenen Innen- und Aussenteil be stehen und dass die Verbindungsrippen dieser Teile zufolge ihrer Formgebung einen Leit- apparat für die durch den Rotor geförderte Flüssigkeit bilden. 19.

   Pumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulisch wirksame Rotorteil und der elektromagnetisch wirksame Rotorteil mindestens annähernd dieselbe aale Länge wie die gesamte Rotorlänge auf weisen.