DE3721398A1 - Foerderaggregat bestehend aus einer pumpe mit einer antriebseinrichtung - Google Patents
Foerderaggregat bestehend aus einer pumpe mit einer antriebseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Förderaggregat bestehend aus einer
Pumpe mit einer Antriebseinrichtung, insbesondere einem Elektro
motor, wobei die Pumpe allseits von einem Pumpengehäuse um
schlossen ist, das einen Saugraum mit einer Ansaugöffnung und
einen Druckraum mit einer Auslaßöffnung aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Förder
aggregat so auszubilden, daß es sich unter Wasser, insbesondere
auch in großen Tiefen sowie bei wechselnder Druckbeaufschlagung
des Saugraumes vom Fördermedium einsetzen läßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in Verbindung mit den
eingangs aufgeführten Merkmalen durch folgende zusätzliche Merk
male gelöst:
- a) Das wasserdicht ausgebildete Pumpengehäuse ist mit einem ebenfalls wasserdicht ausgebildeten, die Antriebseinrichtung aufnehmenden Motorgehäuse verbunden, das einen die gekapsel te Antriebseinheit umgebenden Motorraum einschließt, der gegenüber dem genannten Saugraum über einen ersten Trenn wandbereich flüssigkeitsdicht abgeteilt ist;
- b) im ersten Trennwandbereich sind die motorseitigen Lager der Pumpenwelle bzw. -spindel sowie deren Dichtungen zur Abdich tung zwischen Motor- und Saugraum angeordnet, wobei diese Dichtungen pumpenseitig mit dem genannten Saugraum in Ver bindung stehen und somit vom Fördermedium beaufschlagt wer den;
- c) der genannte Motorraum ist mit Öl gefüllt, das zur Schmie rung der Lager, etwaiger Zahnräder o. dergl. dient, die Dich tungen beaufschlagt und die Wärme über das genannte Motor gehäuse an dessen Umgebung abgibt;
- d) der genannte Saugraum steht in flüssigkeitsaustauschender Verbindung mit einem Druckausgleichsraum, der zumindest eine sich bei zunehmender Druckbeaufschlagung in den mit Öl ge füllten Motorraum hinein verformbare Wandung aufweist.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die der Antriebseinheit abgewand
ten Lager der Pumpenwelle bzw. -spindel sowie deren Dichtungen
in einem zweiten Trennwandbereich angeordnet sind, der den ge
nannten Saugraum flüssigkeitsdicht abteilt gegenüber einem was
serdicht ausgebildeten, mit Öl gefüllten Schmierraum, der mit
dem Motorraum in ölaustauschender Verbindung steht, wobei diese
Dichtungen pumpenseitig mit dem Saugraum in Verbindung stehen
und somit vom Fördermedium beaufschlagt werden, während das Öl
zur Schmierung der Lager dient, die Dichtungen beaufschlagt und
die Wärme über das Schmierraumgehäuse abgibt.
Die gewählten Bezeichnungen Saugraum und Druckraum gelten nur
für eine bestimmte Drehrichtung der Pumpe. Bei einer Drehrich
tungsumkehr wird der vorstehend genannte Saugraum zum Druckraum
und umgekehrt der vorstehend erwähnte Druckraum zum Saugraum,
wobei dann die vorstehend genannte Auslaßöffnung die Ansaug
öffnung und die vorstehend erwähnte Ansaugöffnung die Auslaß
öffnung darstellen. Die Wirkung des Druckausgleichs bleibt da
durch unverändert.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann auf eine dynamische Ab
dichtung zu dem Umgebungsmedium verzichtet werden.
Zur Erhöhung der Wärmeabfuhr aus dem Öl ist es vorteilhaft,wenn
die den genannten Schmierraum mit dem Motorraum verbindende Öl
leitung durch den genannten Saugraum geführt ist.
Erfindungsgemäß wird somit erreicht, daß sich der unter Umstän
den sehr hohe Druck des sich im Saugraum befindlichen Förderme
diums in dem genannten Druckausgleichsraum ausbreitet und hier
dazu führt, daß sich zumindest eine Wandung dieses Druckaus
gleichsraumes in den Motorraum hinein verformt und dadurch des
sen Ölfüllung druckbeaufschlagt. Dabei kann der Druckausgleichs
raum durch eine im Motorraum angeordnete gummielastische Blase
o. dergl. gebildet sein. Wesentlich ist, daß der im Saugraum
herrschende Druck danach trachtet, das Volumen des vom Öl ge
füllten Motorraumes zu verringern und dadurch die Ölfüllung un
ter entsprechendem Druckanstieg zu komprimieren versucht, bis
sich ein Druckausgleich zwischen dem Druck im Saugraum und dem
im Motorraum einstellt. An den Dichtungen der Pumpenspindeln im
Bereich der beiden genannten Trennwandbereiche treten daher nur
sehr geringe Druckgefälle auf, so daß das Eindringen von Förder
medium in die Ölfüllung verhindert und eine hohe Standzeit der
Dichtungen gewährleistet werden.
Weitere Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü
che und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfin
dung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 im Längsschnitt ein Förderaggregat und
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt der
Fig. 1.
Das dargestellte Förderaggregat besteht aus einer Pumpe 1 mit
einer Antriebseinrichtung 2, wobei die Pumpe eine Schraubenspin
delpumpe sein kann, deren Ausführungsform der der nicht vorver
öffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 86 113 623.2 ent
spricht. Die Antriebseinrichtung 2 kann ein KSB-Elektromotor
sein, wobei der gekapselt ausgeführte Motor eine Wasserfüllung 3
aufweist, die mit einem Druckausgleichsbehälter 4 in Verbindung
steht.
Die Pumpe 1 sitzt in einem wasserdicht ausgebildeten Pumpenge
häuse 5, das eine in einen Saugraum 6 mündende Ansaugöffnung 7
aufweist. Dieses Pumpengehäuse 5 ist mit einem ebenfalls wasser
dicht ausgebildeten, die Antriebseinrichtung 2 aufnehmenden
Motorgehäuse 8 verbunden, das einen die gekapselte Antriebsein
heit 2 umgebenden Motorraum 9 einschließt, der gegenüber dem ge
nannten Saugraum 6 über einen ersten Trennwandbereich 10 flüs
sigkeitsdicht abgeteilt ist. Auf der der Antriebseinheit 2 abge
wandten Seite weist das Pumpengehäuse 5 einen zweiten Trennwand
bereich 11 auf, der den genannten Saugraum 6 flüssigkeitsdicht
abteilt gegenüber einem Schmierraum 12.
Im ersten und zweiten Trennwandbereich 10, 11 sind die Lager 13,
14 der beiden Pumpenspindeln 15, 16 sowie deren Dichtungen 17, 18
angeordnet. Ferner ist motorseitig vom ersten Trennwandbe
reich 10 eine Zahnradpumpe 19 angeordnet, die zugleich die Dreh
verbindung zwischen den beiden Pumpenspindeln 15, 16 herstellt.
Der Antrieb der Pumpenspindel 15 erfolgt über eine Kupplung 20.
Im Motorraum 9 ist eine gummielastische Blase 21 angeordnet, die
einen Druckausgleichsraum 22 umschließt, der in flüssigkeitsaus
tauschender Verbindung steht mit dem Saugraum 6.
Der Motorraum 9 ist mit Öl gefüllt und steht mit dem Schmier
raum 12 über eine durch den Saugraum 6 geführte Ölleitung 23 in
Verbindung. Zur Erzeugung einer mit dem Pfeilen 24 gekennzeich
neten Ölzirkulation saugt die vorstehend erwähnte Zahnradpum
pe 19 Öl aus dem Motorraum 9 an und drückt es über die Öllei
tung 23 in den Schmierraum 12, aus dem es über die angedeutete
Ölrücklaufleitung 25 in den Motorraum 9 zurückströmt. Das Öl be
aufschlagt die motorseitige Dichtungen 17 motorseitig über Ka
näle 26 und die der Antriebseinheit 2 abgewandten Dichtungen 18
von dem Schmierraum 12 her über Kanäle 27. Auf der gegenüber
liegenden Seite werden die Dichtungen 17, 18 jeweils von dem im
Saugraum 6 befindlichen Fördermedium beaufschlagt. Das Öl dient
somit zur Schmierung der Lager 13, 14 sowie der Zahnräder 19, zur
Beaufschlagung der Dichtungen 17, 18 sowie zur Wärmeabfuhr, wobei
die Wärme über das Motorgehäuse 8 an dessen Umgebung abgegeben
wird.
Das dargestellte Förderaggregat ist insbesondere geeignet zum
Einsatz unter Wasser und zwar auch in großen Tiefen, wobei die
Ansaugöffnung 7 dann an eine Ölbohrung o. dergl. angeschlossen
werden kann. Das Fördermedium ist dann ein Multiphasen-Gemisch
aus Erdöl, Sedimenten, Seewasser und Erdgas und wird unter ent
sprechender Druckerhöhung aus der Auslaßöffnung 28 in eine För
derleitung o. dergl. gedrückt. Das Fördermedium kann somit be
reits im Saugraum 6 einen hohen Druck aufweisen, der dann auch
im Druckausgleichsraum 22 der Blase 21 herrscht, die sich unter
Einwirkung ihres Innendrucks nach außen zu verformen bzw. aus
zudehnen versucht. Dadurch erfolgt eine Druckbeaufschlagung der
Ölfüllung innerhalb des Motorraumes 9 bzw. des Schmierraumes 12,
so daß sich an den Dichtungen 17, 18 nur sehr geringe Druckdif
ferenzen zwischen Saugraum 6 und Motorraum 9 bzw. Schmierraum 12
einstellen. Diese Dichtungen, die z.B. Gleitringringdichtungen
sein können, sind somit nur einem geringen Druckgefälle unter
worfen, so daß sich einerseits eine hohe Standfestigkeit der
Dichtungen ergibt und andererseits ein Eindringen des Förder
mediums in die Ölfüllung verhindert wird.
Das erfindungsgemäße Förderaggregat kann, wie die Zeichnung er
kennen läßt, in einem kompakten Gehäuse untergebracht werden,
das mittig geteilt ist und einen oberen sowie einen unteren Ab
schlußdeckel aufweist, wobei diese Gehäuseteile gegeneinander
geflanscht sein können. Der erste und zweite Trennwandbe
reich 10, 11 können in das Gehäuse eingeschweißt sein. Das Ge
häuse kann an seinem oberen Ende mit einer Aufhängeeinrichtung
und an seinem unteren Ende mit Standfüßen o. dergl. versehen
sein. Der obere Deckel kann in vorteilhafter Weise das Schmier
raumgehäuse 29 bilden.
Der mit der Auslaßöffnung 28 in Verbindung stehende Pumpendruck
raum ist mit 30 bezeichnet und bildet bei Drehrichtungsumkehr
den Saugraum, wobei dann der mit 6 bezeichnete Raum den Druck
raum, die Öffnung 28 die Ansaugöffnung und die Öffnung 7 die
Auslaßöffnung bilden.
In einer abgewandelten, in der Zeichnung nicht näher dargestell
ten Ausführungsform könnte die Antriebseinrichtung 2 auch außer
halb des Motorgehäuses 8 angeordnet sein. Das Gehäuse der An
triebseinrichtung könnte dann z.B. anstelle des in Fig. 1 ge
zeigten unteren Gehäusedeckels an das Motorgehäuse 8 ange
flanscht sein, wobei dann das in Fig. 1 dargestellte Motorge
häuse 8 sehr viel kleiner ausgebildet werden könnte.
Claims (6)
1. Förderaggregat bestehend aus einer Pumpe (1) mit einer An
triebseinrichtung (2), insbesondere einem Elektromotor, wo
bei die Pumpe (1) allseits von einem Pumpengehäuse (5) um
schlossen ist, das einen Saugraum (6) mit einer Ansaugöff
nung (7) und einen Druckraum (30) mit einer Auslaßöffnung
(28) aufweist, gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
- a) Das wasserdicht ausgebildete Pumpengehäuse (5) ist mit einem ebenfalls wasserdicht ausgebildeten, die An triebseinrichtung (2) aufnehmenden Motorgehäuse (8) verbunden, das einen die gekapselte Antriebseinheit (2) umgebenden Motorraum (9) einschließt, der gegenüber dem genannten Saugraum (6) über einen ersten Trennwandbe reich (10) flüssigkeitsdicht abgeteilt ist;
- b) im ersten Trennwandbereich (10) sind die motorseitigen Lager (13) der Pumpenwelle bzw. -spindel (15, 16) sowie deren Dichtungen (17) zur Abdichtung zwischen Motor- und Saugraum (9, 6) angeordnet, wobei diese Dichtun gen (17) pumpenseitig mit dem genannten Saugraum (6) in Verbindung stehen und somit vom Fördermedium beauf schlagt werden;
- c) der genannte Motorraum (9) ist mit Öl gefüllt, das zur Schmierung der Lager (13, 14), etwaiger Zahnräder (19) o.dergl. dient, die Dichtungen (17, 18) beaufschlagt und die Wärme über das genannte Motorgehäuse (8) an dessen Umgebung abgibt;
- d) der genannte Saugraum (6) steht in flüssigkeitsaus tauschender Verbindung mit einem Druckausgleichs raum (22), der zumindest eine sich bei zunehmender Druckbeaufschlagung in den mit Öl gefüllten Motor raum (9) hinein verformbare Wandung aufweist.
2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die der Antriebseinheit (2) abgewandten Lager (14) der Pum
penwelle bzw. -spindel (15, 16) sowie deren Dichtungen (18)
in einem zweiten Trennwandbereich (11) angeordnet sind, der
den genannten Saugraum (6) flüssigkeitsdicht abteilt gegen
über einem wasserdicht ausgebildeten, mit Öl gefüllten
Schmierraum (12), der mit dem Motorraum (9) in ölaus
tauschender Verbindung steht, wobei diese Dichtungen (18)
pumpenseitig mit dem Saugraum (6) in Verbindung stehen und
somit vom Fördermedium beaufschlagt werden, während das Öl
zur Schmierung der Lager (14) dient, die Dichtungen (18) be
aufschlagt und die Wärme über das Schmierraumgehäuse (29)
abgibt.
3. Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erzielung einer Ölzirkulation (24) motorseitig vom
ersten Trennwandbereich (10) eine Zahnradpumpe (19) angeord
net ist.
4. Förderaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß die den genannten Schmierraum (12) mit dem Motor
raum (9) verbindende Ölleitung (23) durch den genannten
Saugraum (6) geführt ist.
5. Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der genannte Druckausgleichs
raum (22) durch eine im Motorraum (9) angeordnete gummi
elastische Blase (21) o.dergl. gebildet ist.
6. Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die genannten Dichtungen (17, 18)
mechanische Dichtungen, vorzugsweise Gleitringdichtungen
sind.
Priority Applications (4)
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