DE3014103A1

DE3014103A1 - Pumpenaggregat mit einem mehrstufigen pumpenteil

Info

Publication number: DE3014103A1
Application number: DE19803014103
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. 7809 Denzlingen Krämer
Original assignee: HERMETIC PUMPEN GmbH
Current assignee: HERMETIC PUMPEN GmbH
Priority date: 1980-04-12
Filing date: 1980-04-12
Publication date: 1981-10-15

Description

Pumpenaggregat mit einem mehrstufigen Pumpenteil

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat mit einem mehrstufigen Pumpenteil und einem elektrischen Antriebsmotor, wobei dies Aggregat vorzugsweise mit zahlreichen Pumpstufen versehen ist. Derartige Aggregate dienen insbesondere dazu, bei einem guten Pumpenwirkungsgrad verhältnismäßig kleine Fördermengen auf hohe Förderhöhen zu bringen. Sie besitzen dabei gewöhnlich etwa 6 bis 12, gegebenenfalls noch mehr Pumpenstufen.

Vorbekannte Pumpen dieser Art weisen noch etliche Nachteile auf. Gewöhnlich sind bei ihnen etwa 8 oder mehr Stufen hintereinander freifliegend gelagert. Bei horizontaler Bauweise ergeben sich dadurch erhebliche Lagerprobleme; gewöhnlich versucht man diese durch die Verwendung von Hilfslagern zu vermindern, weswegen man widerum andere Nachteile (höherer Aufwand, schwierigere Montage und Wartung) in Kauf nehmen muß. Um die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden, hat man auch bereits Pumpenaggregate der -eingangs beschriebenen Art in Vertikalbauweise geschaffen; die dabei erreichten, etwas günstigeren Lagerbdingungen muß man durch ungünstigere Einbau- und Betriebs· bedingungen erkaufen.

Es besteht daher die Aufgabe ein Pumpenaggregat der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem Nachteile der vorbekannten Aggregate zumindest weitgehend vermieden werden. Insbesondere

30H103

soll eine Pumpe zum Fördern kleiner Fördermengen bei großen Förderhöhen und gutem Wirkungsgrad geschaffen werden, bei dem auch eine gute Lagerung von zahlreichen Pumpenstufen gewährleistet ist. Dabei soll das Aggregat wirtschaftlich in der Herstellung, Betriebsweise und Wartung sein.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht insbesondere darin, daß bei einem Aggregat der eingangs erwähnten Art die Pumpe in zwei getrennte, hintereinander durchströmte Teile aufgeteilt ist, zwischen denen sich der Motor befindet, und daß der Förderstrom vom ersten Pumpenteil durch das Innere des Motors zum zweiten Pumpenteil geführt ist. Bei einer solchen Ausbildung erhält die gemeinsame Welle eine günstige zentrale Doppellagerung beidseits des Motors; die darüber vorstehenden beiden freien Wellenenden können verhältnismäßig kurz gehalten werden, da sie nur jeweils (etwa) die Hälfte der insgesamt vorgesehenen Pumpenlaufräder zu tragen haben. Daraus und weil man außen um den Motor herumführende Leitungen vermeiden kann, erhält man eine kompakte, schlanke Bauweise und die Zahl der Dichtstellen kann minimiert werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß als Antriebsmotor ein Spaltrohrmotor dient. Zweckmäßigerweise kann der Förderstrom durch einen mit entsprechenden lichten Durchströmquerschnitten versehenen Rotorraum geführt sein. Die Verwendung eines Spaltrohrmotors ist hier nicht nur besonders vorteilhaft wegen des Vermeidens von Dichtungsstellen. Zusätzlich übernimmt auch der durch das Innere des Motors geführte Förderstrom in besonders vorteilhafter Weise diejenigen Aufgaben (Motor- und gegebenenfallls Lagerkühlung, Lagerschmierung), die bei üblichen Spaltrohrmotor-Pumpen ein abgezweigter Teilstrom des Fördermediums ausführt. Zusätzliche Maßnahmen für die Führung eines solchen abgezweigten Teilentfallen; dennoch fällt der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Aggregates unter vergleichbaren Verhältnissen günstig aus, häufig sogar etwas günstiger als bei Pumpen mit abgezweigten Teilstrom.

13ÖÖÜ/04SÖ ^/3

30Η103

Auch wird z.B. beim Fördern von Flüssiggas od.dgl. Fördermedium die Verdampfungsgefahr "weitestgehend vermieden, da die vom Motor bzw. den Lagern aufzunehmende Wärmemänge auf den gesamten Förderstrom verteilt wird, zur Druckseite des Aggregates hinfließt.

Zusätzliche Weiterbildungen des Aggregates sind in weiteren Unteransprüchen und der Beschreibung aufgeführt. Nachstehehnd wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel mit ihren erfindungsgemäßen Einzelheiten näher erläutert .

Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Pumpenaggregates und

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab und etwas schematisiert einen Schnitt durch den Stator und Rotor des Motors entsprechend der Schnittlinie H-II in Fig.l

Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Pumpenaggregat besitzt einen elektrischen Antriebsmotor, der als Spaltrohrmotor 2 ausgebildet ist. Die gemeinsame Antriebswelle 3 ist an den beiden Seiten des Motors 2 in kombinierten Radial-Axial-Lagern 4 und 5 gelagert und steht mit ihren freien Wellenenden 3a und 3b über diese Lager 4, 5 vor. Das Aggregat 1 besitzt insgesamt sechs Pumpenlaufräder 6a, 7a, 8a und 6b, 7b sowie 8b. Dabei sind die Laufräder 6a, 7a und 8a auf dem freien Wellenende 3a untergebracht, die Laufräder 6b, 7b sowie 8b auf dem anderen freien Wellenende 3b. Dementsprechend ist der gesamte Pumpenteil des Aggregates 1 in zwei getrennte, jeweils im ganzen mit 9a und 9b bezeichnete Pumpenteile aufgeteilt,zwischen

13ÖOU/1HS0

denen sich der Motor 2 befindet. Wie aus den in Fig. 1 angegebenen Strömungsrichtungs-Pfeilen gut erkennbar, tritt der Förderstrom am Einlaßstutzen 10 ein, durchfließt den ersten Pumptenteil 9a und gelangt durch besondere Durchtritte Π in den einlaßnahen Teil 12a des Rotorraumes 12 des Motors 2. Von dort kann der größte Teil des Förderstromes gemäß den Pfeilen Pf 1 durch einen axialen Durchtritt 13 des Motorrotors 14 bis zum einlaßfernenen Teil 12b des Rotorraumes 12 und von dort über besondere Einlaßöffnungen 15 in den zweiten Pumpenteil 9b fließen. Ein Teil des gesamten Förderstromes fließt entsprechend den Pfeilen Pf2 durch den Spalt 16 zwischen dem Motorrotor 14 und dem Motorstator 17. Die Lager- 4 und 5 können dabei in der bei Spaltrohr-Motoren üblichen Weise vom Rotorraum 12 befindlichen Fördermedium mitgeschmiert und gegebenenfalls gekühlt werden. Da der gesamte Förderstrom durch den Rotorraum 12 fließt, führt die von ihm aufzunehmende Wärme bei ihm insgesamt nur zu einer geringfügigen Termperaturerhöhung. Da der Förderstrom vor dieser Temperaturerhöhung

bereits im ersten Pumpenteil 9a eine Druckerhöhung erfahren hat und nach dieser Temperaturerhöhung im zweiten Pumpenteil 9b eine weitere Druckerhöhung erfolgt,

vermeidet man auch beim Fördern von kritischen Medien wie z.B. Flüssiggas weitestgehend eine Verdampfung des Fördermediums. Der Motor 2 ist, wie bei Spaltrohrmotor en üblich, vorteilhafterweise als Kurzschlußläufer ausgebildet. Dabei ist sein Rotorblechpaket 18 im zentralen Bereich mit einer gegenüber der Welle 3 wesentlich vergrößerten Bohrung mit dem Durchmesser D versehen und auf einem speichenradartigen Träger 20 befestigt und mit der Antriebswelle 3 verbunden. In Fig. 2 erkennt man gut die Durchtrittsquerschnitte 21 für den Förderstrom. Es hat sich herausgestellt, daß man einen Kurzschlußläufermotor mit genügend großen zentralen Durchtrittsquerschnitten für das Fördermedium schaffen kann, ohne daß dadurch der Wirkungsgrad des Kurschlußläufermotors ins Gewicht fallend beeinträchtigt würde. Dazu hat sich

30H103

folgendes als vorteilhaft herausgestellt: Die Kurzschlußringe 22, welche die im Rotorblechpaket üblicherweise untergebrachten Läuferstäbe 23 elektrisch verbinden, werden vorzugsweise in axialer Richtung verdickt ausgeführt. Dadurch kann der Verbindungswiderstand zwischen den Läuferstäben 23 auch dann kleingehalten werden, wenn der gesamte Motorrotor 14 und damit auch die Kurzschlußringe 22 im zentralen Bereich hohl ausgebildet sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind alle einzelnenen Pumpenlaufräder 6a bis 8a bzw. 6b bis 8b für die gleiche Laufrichtung vorgesehen und vorzugsweise ist dabei jeder Pumpenläufer 2 5a bzw. 2 5 in gleicher Ausführung ausgebildet. Unter dem ersten Pumpenläufer 25 werden dabei die im ersten Pumpenteil 9a umlaufenden Pumpenteile verstanden, unter dem zweiten Pumpenläufer die entsprechenden Teile vom zweiten Pumpenteil 9b. Eine gleiche Ausführung der beiden Pumpenläufer 25a und 25b bedeutet, daß diese im wesentlichen identisch sind. Dies hat nicht nur Fertigungsvorteile, sondern begünstigt auch einen ruhigen Pumpenlauf und eine gleichmäßige Belastung der Lager 4 und 5. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die beiden Pumpenläufer 25a und 25b fliegend auf den freien Wellenenden 3a und 3b gelagert sind.

Das Pumpenaggregat 1 besitzt wenigstens in einem Pumpenteil 9a oder 9b, vorteilhafterweise in beiden Pumpenteile 9a, 9b Ent- ' lastungsscheiben 26 und 26b. Man erhält dadurch einen ausreichenden Axialschubausgleich auch bei in Strömungsrichtung hintereinander geschalteten Pumpenteile 9a und 9b. Wenn man in bevorzugter Weise auch die beiden Entlastungsscheiben 26a u. 26b gleich ausbildet, ist auch insoweit eine Identität der beiden Pumpenläufer 25a u. 25b mit den bereites erwähnten Vorteilen gegeben.

In Fig.! ist noch strichpunktiert und schmeatisiert angedeutet, daß ein Pumpenteil 9a bzw. 9b oder beide Pumpenteile 9a, 9b

130042/0460

außen einen sich axial über das jeweilige Pumpenteil 9 a, 9 b durchgehend erstreckenden Dichtungsmantel 30 aufweisen. Bei der verhältnismäßig geringen Anzahl von Pumpenlaufrädern 6 bis 9 je Pumpenteil 9 a bzw. 9 b ist ein solcher Dichtungsmantel 30 noch gut unterzubringen. Bei seiner Verwendung kann man auf die statischen Dichtungen zwischen den Einzelstufen verzichten.

Das Spaltrohr 19 trennt das Innere des Motors 2 gegenüber dem Motorstator 24.

Alle vorbeschriebenen und in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. jl

Patentanwalt

L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche

Pumpenaggregat mit einem mehrstufigen Pumpenteil und einem elektrischen Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe in zwei getrennte, hintereinander durchströmte Teile (9a, 9b) aufgeteilt ist, zwischen denen sich der Motor (2) befindet, und daß der Förderstrom vom ersten Pumpenteil (9a) durch das Innere des Motors (2) zum zweiten Pumpenteil (9b) geführt ist.
2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor ein Spaltrohrmotor (2) dient und der Förderstrom vorzugsweise durch einen mit entsprechenden lichten Durchströmquerschnitten (16; 21) versehenen Rotorraum (12) geführt ist.
3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2) vorzugsweise als Kurzschlußläufer ausgebildet ist, dessen zentraler Bereich einen axialen Durchtritt (13) für das Fördermedium aufweist, wobei das Rotorblechpaket (18) vorzugsweise über einen speichenradartigen, Durchtrittsquerschnitte (21) freilassenden Träger (20) mit der Antriebswelle (3) in Verbindung steht.

/2
4. Aggregat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Läuferstäbe (23) od.dgl. des Motorrotors (14) verbindende Kurzschlußringe (22) verdickt ausgebildet sind,
5. Aggregat nach Anspruch 1 bis 4 mit einem beidseits gelagerten Motorrotor, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pumpenläufer (25a, 25b) fliegend gelagert sind.
6. Aggregat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pumpenläufer (25a, 25b) für gleiche Drehrichtung vorgesehen und vorzugsweise in gleicher Ausführung ausgebildet sind.
7. Aggregat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem, vorzugsweise in beiden Pumpenteilen Entlastungsscheiben (26a, 26b) vorgesehen sind.
8. Aggregat nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Pumpenteil (9a, 9b) außen einen axial durchgehendenDichtungsmantel (30) aufweist.
9. Aggregat nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Hochdruckbereich des ersten Pumpenteiles (9a) in den Rotorraum (12) od.dgl. Innenraum des Motors (2) führende Durchtritte (11) sowie beim Einlaßbereich des zweiten Pumpenteiles (9b) Einlaßöffnungen (15) für den Förderstrom vorgesehen sind, vorzugsweise in den Stirnflanschen (32, 33) des Motor- und/oder Pumpengehäuses.

- Beschreibung -

130642/0456