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Elektromotorisch angetriebene Tauchpumpe für Abwässer u. dgl. mit
einem über der Pumpe innerhalb oder außerhalb deren Druckleitung angeordneten Tauchmotor
Die bekannten elektromotorisch angetriebenen Tauchkreiselpumpen werden meistens
zur Förderung von reinem Wasser verwendet und in einen Brunnen abgesenkt. Hierbei
hängt der Pumpensatz an der Druckleitung, die den Motor umschließt, wenn dieser
oberhalb der Pumpe angeordnet ist.
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Es ist auch bekannt, Tauchpumpensätze zur Förderung von Schlamm zu
verwenden und in ein Sammelbecken abzusenken, wobei der Motor außerhalb der Pumpendruckleitung
angeordnet und so ausgelegt ist, daß er sowohl beim Betrieb in Wasser als auch in
Luft ausreichend gekühlt ist. Derartige Tauchpumpensätze erfordern eine besondere
Ausgestaltung des Motors, der bei Pumpen für andere Fördermittel nicht geeignet
ist.
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Bei Pumpenanlagen, deren Pumpenaggregat in einen auszupumpenden Behälter
für Abwässer od. dgl. abgesenkt ist, hat man den wasserdicht gekapselten Elektromotor
mit dem Pumpenlaufrad an einer lotrecht stehenden Leitschiene heb- und senkbar geführt
und an dem fest eingebauten Pumpengehäuse Paßflächen vorgesehen, auf die sich der
Motor durch die Schwerkraft dichtend auflegt. Derartige Leitschienen sind jedoch
umständlich, und das Motorgehäuse muß mit entsprechenden Führungsteilen versehen
sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauweise der für verschiedenartige
Fördermittel bestimmten Tauchpumpenaggregate zu vereinfachen und durch Verwendung
gleicher Bauelemente wirtschaftlich zu gestalten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe gibt die Erfindung die Lehre, bei einer
elektromotorisch angetriebenen Tauchpumpe für verschiedenartige Fördermittel mit
einem über der Pumpe innerhalb oder außerhalb deren Druckleitung angeordneten Tauchmotor
das Gehäuse der dem jeweiligen Fördermittel angepaßten Pumpe auswechselbar mit dem
Tauchmotor zu verbinden, dessen Ständer als Patrone ausgebildet ist, die zum Anschluß
des Motors an Netze mit unterschiedlichen Spannungen und/oder Frequenzen austauschbar
ist.
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Nach dem Erfindungsgedanken werden die einzelnen für verschiedenartige
Fördermittel bestimmten Tauchpumpenaggregate nach dem Baukastenprinzip ausgebildet,
bei welchem der gleiche patronenartige Ständer mit seinen Abdichtungs- und Lagerungselementen
für die verschiedenen Pumpentypen Anwendung findet. Da die Wicklung des patronenartigen
Ständers für unterschiedliche Spannungen und Frequenzen ausgelegt sein kann, ist
der gleiche Maschinensatz nach Auswechseln der Ständerpatrone für die jeweils in
Frage kommende Spannung oder Frequenz geeignet. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche
Massenfertigung, denn es können alle Bauteile des Pumpenaggregats sowohl für unterschiedliche
Fördermittel als auch für unterschiedliche Spannungen und Frequenzen gleich ausgebildet
werden. Bei einer Änderung der elektrischen Verhältnisse braucht daher nur die Ständerpatrone
ausgetauscht zu werden.
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Bei einer zur Entwässerung von Baugruben und Schächten bestimmten
Sumpfpumpe, die als geschlossener Maschinensatz in die Förderflüssigkeit abgesenkt
wird, ist beispielsweise die Ständerpatrone von dem als Druckleitung dienenden Teil
des Pumpengehäuses umschlossen, an das die nach über Tage führende Förderleitung
z. B. in Form eines Schlauches angeschlossen ist. Der mit einer flüssigkeitsfesten
Wicklung versehene Motorständer wird in bekannter Weise durch die geförderte Flüssigkeit
gekühlt. Bei Verwendung der Sumpfpumpe zum Entwässern von Baugruben, Schächten usw.
erhält das Gehäuse der unter dem Motor angeordneten Pumpe zweckmäßig einen Fuß,
mit dem sie auf die Sohle der Grube oder des Schachtes gestellt wird. Eine derartige
Sumpfpumpe erfordert keine Saugleitung, die für die über dem Wasserspiegel angeordneten
Pumpen bisher notwendig war und nicht nur umständlich, sondern auch häufigen Störungen
unterworfen ist. Die Sumpfpumpe kann auch an einer Steigrohrleitung hängend in den
Schacht oder die Baugrube abgesenkt werden.
Ist das Tauchpumpenaggregat
in einen auszupumpenden Behälter für Abwässer u. dgl. abgesenkt, an dessen Boden
das an seiner Oberseite mit einer kegelförmigen Paßfläche zur Aufnahme des Motors
und Pumpenlaufrades versehene Pumpengehäuse fest eingebaut ist, so kann nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung die kegelförmige Paßfläche als alleinige Führung
für den von oben in das Pumpengehäuse einsetzbaren Motor dienen, so daß ohne die
bekannten Leitschienen ein einfacher und bequemer Ein-und Ausbau des Motors ermöglicht
wird. Da das Pumpengehäuse mit der fest angeschlossenen Förderleitung an seinem
Platz verbleibt, können etwaige Reparaturen am Motor mit geringstem Zeitaufwand
und ohne längere Betriebsunterbrechungen durchgeführt werden, was für die Förderung
von Abwässern von besonderer Bedeutung ist.
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Die zwischen Pumpe und Motor vorgesehene kegelförmige Auflagefläche
kann an eine Druckleitung angeschlossen sein, durch die von oben Druckwasser zum
Abspülen von Ablagerungen zugeführt wird. Der Motor kann daher beim Schadhaftwerden
auch dann ausgewechselt werden, wenn sich .auf dem am Boden des Sammelbeckens eingebauten
Pumpengehäuse größere Mengen der in den Abwässern enthaltenen Bestandteile abgelagert
haben.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung, in der verschiedene
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht sind. In dieser
zeigt A b b. 1 den Längsschnitt einer Sumpfpumpe zum Absenken in Baugruben usw.,
A b b. 2 den Längsschnitt einer Abwässerpumpe mit am Boden des Sammelbeckens fest
eingebauter spe, A b b. 3 den Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Sumpfpumpe.
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Die in A b b. 1 dargestellte Sumpfpumpe erhält ihren Antrieb durch
einen Elektromotor 1, der als Tauchmotor mit flüssigkeitsfester, z. B. mit Kunststoff,
wie PVC od. dgl., isolierter Ständerwicklung 2 versehen und mit Flüssigkeit, z.
B. Öl, gefüllt ist. Der Ständer 3 hat ein rohrförmiges Gehäuse 4, das zur Vergrößerung
der Wärmeabführung mit in Achsrichtung verlaufenden Kühlrippen 5 versehen ist, und
ist als Patrone ausgebildet, die zum Anschluß des Motors 1 an Netze mit unterschiedlichen
Spannungen und/oder Frequenzen austauschbar ist.
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Die den Kurzschlußläufer 6 tragende Motorwelle 7 ist unten in einem
Lager 8 gelagert, das von einem den unteren Abschluß des Motorgehäuses bildenden
Lagerschild 9 getragen ist. Das obere Ende der Motorwelle 7 ist in einem
Lager 10 gelagert, das in einen Ansatz 11 des Deckelteils 12 eingesetzt ist und
mit diesem eine mit einem Entlüftungsrohr 13 mit Verschlußschraube 14 verschlossene
Ölkammer 15 bildet. Die Kammer 15 enthält in ihrem oberen Teil ein Luftpolster,
das als Ausgleichselement für das Atmungsvolumen der Ölfüllung dient.
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Der Gehäusedeckel 12 nimmt gleichzeitig die Anschlußmuffe 16
für das Stromzuführungskabel 17 auf, das über eine Steckverbindung 18 mit
der Ständerwicklung 2 verbunden ist.
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Die Motorwelle 7 ist unterhalb der Lagerung 8
durch Dichtungselemente
19, 20 gegen das Eindringen der Förderflüssigkeit in das Motorinnere geschützt.
Auf dem unteren Ende der Motorwelle 7 ist das Pumpenlaufrad 21 befestigt,
dessen Ansaugöffnung 22 in der Mitte des Pumpenfußes 23 angebracht und von einem
Sieb 24 umschlossen ist. An dem Pumpenfuß 23 ist ein Stützring
25 befestigt, mit dem die Pumpe z. B. auf die Sohle der Baugrube od. dgl.
aufsetzbar ist.
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Das Pumpenrad 21 fördert die angesaugte Flüssigkeit in einen
ringförmigen Druckkanal 26, der von dem Ständemohr 4 und einem Gehäusemantel
27 gebildet ist. Letzterer ist über eine Flanschverbindung 28 an den Gehäuseteil
29 angeschlossen, der die Dichtungselemente 19, 20, das Pumpenlaufrad
21
sowie dessen Druckkanal 30 umschließt und seinerseits über einen
Zwischenflansch 31 und die Schrauben 32 mit dem Fußstück 23 verbunden ist. Das obere
Ende des Gehäusemantels 27 ist mittels der Schrauben 33 an dem Abschlußdeckel
12 befestigt, der den Druckstutzen 34 enthält und in einem Flansch 35 zum
Anschluß der aus einem Schlauch oder Rohr bestehenden Förderleitung endet. Ferner
weist der Gehäusedeckel 12 einen seitlichen Bügel 36
auf, mit dem der Maschinensatz
beim Absenken an ein Seil gehängt werden kann.
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Das Laufrad 21 ist zweckmäßig als Zweikanallaufrad ausgebildet und
drückt die angesaugte Flüssigkeit in den ringförmigen Kanal 26, wodurch der
Motor gut gekühlt wird. Dieser ist so ausgelegt, daß er bei den ungünstigsten Verhältnissen
auch dann betriebsfähig ist, wenn sich z. B. der Kanal 26 teilweise durch
Schlammablagerungen usw. verstopft haben sollte oder wenn seine Ölfüllung durch
Versagen der Dichtungselemente 19, 20 auslaufen und damit Wasser in den Motor eintreten
sollte.
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Treten irgendwelche Schäden am Motor auf, so kann dieser oder etwaige
unbrauchbar gewordene verschlissene Teile, wie die Lager usw., leicht auch an der
Baustelle ausgewechselt werden, da hierbei im wesentlichen nur die Flanschverbindungen
der Gehäuseteile 27, 29, 23 und 12 gelöst zu werden brauchen.
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Die in A b b. 2 veranschaulichte Abwässerpumpe hat den gleichen Motor
mit rohrförmigem Ständergehäuse 4 und Kühlrippen 5 wie die Ausführungsform gemäß
A b b. 1. An das Ständergehäuse 4 ist unten ein kegelförmiger Gehäuseteil 41 angesetzt,
der die in gleicher Weise wie nach A b b. 1 ausgebildete untere Lagerung der Motorwelle
enthält und mittels Zuganker 42 von einem Flansch 43 des Gehäusedeckels
40 getragen ist. Das untere Ende der Motorwelle ragt aus dem Gehäuseteil
41 und trägt ein Einkanalrad 44, das für die Förderung von Abwässern mit größeren
Bestandteilen geeignet ist. Das Laufrad 44 ragt in das Pumpengehäuse 45, das mittels
des Fußstückes 46 an dem Boden der Senkgrube befestigt ist und sowohl den
Ansaugstutzen als auch die Leitvorrichtung und den Druckstutzen 47 enthält. An letzteren
ist das feste Druckrohr 48 angeschlossen.
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Das Pumpengehäuse 45 weist oben eine trichterförmige Öffnung
49 auf, in die der an den beiden Ketten 50 in die Grube abgesenkte
Motor mit Laufrad 44 von oben eingesetzt wird. Hierbei erhält der kegelförmige
Motorteil 41 durch die trichterförmige Öffnung 40 die notwendige Führung und Zentrierung,
ohne daß hierbei besondere Führungsgestänge od. dgl. erforderlich sind.
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Die trichterförmige Öffnung 49 ist von einer ringförmigen Kammer
51 umgeben, an die eine nach über Tage führende Druckleitung 52 angeschlossen
ist.
Durch diese kann vor dem Einbau des Motors in die Kammer 51 Druckwasser geleitet
werden, das durch mehrere Bohrungen 53 in der Trichterwand 49 austritt, wodurch
Ablagerungen in dieser sowie im Pumpengehäuse 45 und dessen Leitvorrichtung
entfernt werden, so daß selbst bei stark verunreinigtem Fördermittel der Einbau
des Motors in das ortsfeste Pumpengehäuse ohne Schwierigkeiten möglich ist.
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Bei der in A b b. 3 dargestellten Ausführungsform einer zum Absenken
in Baugruben u. dgl. geeigneten Sumpfpumpe ist der Motor 1 in gleicher Weise wie
nach A b b. 1 mit einer flüssigkeitsfest isolierten Ständerwicklung 2 versehen und
mit Flüssigkeit, z. B. Öl, gefüllt. Das Ständerblechpaket 3 hat ein rohrförmiges
glattes Gehäuse 104 und ist ebenfalls als austauschbare Patrone ausgebildet.
Die den Kurzschlußläufer 6 tragende Motorwelle 7 ist unten in einem Lager 8 geführt,
das von einem den unteren Abschluß des Motorgehäuses 104 bildenden Lagerschild
109 getragen ist. Das obere Ende der Motorwelle 7 ist in einem Lager
10 geführt, das in einen rohrförmigen Ansatz 111 des Deckelteils
112 eingesetzt ist. In dem rohrförmigen Altsatz 111 ist eine Bohrung
113 für den Durchtritt des das Motorinnere anfüllenden Öls vorgesehen. Der rohrförmige
Ansatz 111 bildet oberhalb des Lagers 10 eine von einer Deckelplatte
114 abgeschlossene Ölkammer 115, die mit Luft gefüllt ist und bei Erwärmung des
Motors das Ausdehnungsvolumen des Öls aufnehmen kann. Die Deckelplatte 114 ist mit
dem Deckelteil 112 durch Schrauben 116 verbunden und nimmt gleichzeitig die Stopfbuchse
16 für das Stromzuführungskabel17 auf, das unmittelbar an die Ständerwicklung
2 angeschlossen ist.
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Unterhalb der Lagerung 8 sind in dem Lagerschild 109 Dichtungselemente
19, 20 angeordnet, die das Eindringen der Förderflüssigkeit in das Motorinnere
an der Durchführung der Motorwelle 7 verhindern. Das Lagerschild 109 ist mittels
Schraubbolzen 117 an einem Ring 118 befestigt, der in eine Eindrehung 119 des Motorgehäuses
104 eingesetzt und durch einen Sprengring 120 gehalten ist. Das untere Ende
der Motorwelle 7 trägt das Pumpenlaufrad 121, dessen Ansaugöffnung 122 in der Mitte
des Pumpenfußes 123 angebracht und von einem zylindrischen Sieb 124 umschlossen
ist. Das Pumpenlaufrad 121 ist oben von dem Lagerschild 109 und unten
von dem eigentlichen Pumpengehäuse 125 begrenzt, das den spiralförmigen Druckkanal
126 enthält. Das Spiralgehäuse ist an der Oberseite mit einem ringförmigen
Ansatz 127 versehen, der an einem Flansch 128 des Lagerschildes 109
anliegt und an diesem mittels der Schrauben 129 lösbar befestigt ist. Das Spiralgehäuse
125 ist mit einem seitlichen Druckstutzen 134 versehen, an dem ein Flansch 135 zum
Anschluß der Förderleitung angebracht ist.
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Der obere Gehäusedeckel 112 ist an einem Ring 130, der durch einen
Sprengring 131 an der Innenwandung des Motorgehäuses 104 gehalten ist, mittels
Schrauben 133 befestigt. Zum Transportieren und Absenken des Maschinensatzes an
einem Seil od. dgl. weist die Deckelplatte 114 einen Bügel 136 auf.
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Da die Druckleitung außerhalb des Motors verläuft, erhält dieser einen
einfacheren Aufbau als bei der Ausführungsform gemäß A b b. 1.
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Ferner können durch Verwendung des Spiralgehäuses 125 die Förderdaten
den jeweiligen Bedarfsfällen angepaßt werden. Das Spiralgehäuse 125 läßt sich nach
Lösen der Schrauben 129 leicht von dem Motorgehäuse bzw. dem fest mit diesem
verbundenen unteren Lagerschild 109 abnehmen. Auch kann der Motor von dem an der
Einbaustelle verbleibenden Pumpengehäuse 125 nach Lösen der Schrauben 129 leicht
abgezogen werden, und es kann nach Lösen der Schrauben 117 das untere Lagerschild
109 sowie nach Lösen der Schrauben 133 der Gehäusedeckel 112 ausgebaut werden,
um etwa unbrauchbar gewordene Teile, wie die Lager usw., des Motors zu ersetzen.
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Sämtliche verschiedenartigen Pumpen haben den gleichen Motor mit gleichartigen
Gehäuse- und Dichtungselementen. Es kann daher z. B. leicht die Sumpfpumpe der A
b b. 1 oder 3 in eine Abwasserpumpe der A b b. 2 umgewandelt werden, was ebenso
leicht an der Baustelle möglich ist wie ein Auswechseln der Verschleißteile bei
sämtlichen verschiedenen Pumpenarten.