DE69206082T2 - Motorkühlungsvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Ausgestaltung des internen Kühlsystems in einer Zentrifugalpumpe zum Pumpen von Feststoffverunreinigungen enthaltenden Flüssigkeiten.
• Ein üblicher Pumpentyp ist die sogenannte Tauchpumpe, wobei die Pumpe und ein Elektromotor als eine Einheit in dem Pumpmittel eingetaucht sind und der Motor normalerweise seine Kühlung direkt von dem umgebenden Pumpmedium bezieht. Wenn allerdings der Pegel der Flüssigkeit abnimmt, so daß der Motor von Luft umgeben ist, ist die Kühlung möglicherweise unzureichend, und daher ist der Motor häufig mit einem internen Kühlsystem ausgestattet, in welchem das gepumpte Medium eingesetzt wird. Ein Beispiel für eine solche Lösung ist in dem schwedischen Patent Nr.367 465 gezeigt.
• Da das Pumpmedium häufig Verunreinigungen enthält, schlägt das Patent einen schmalen Schlitz vor, der zwischen Pumpenrad und dem Pumpengehäuse angeordnet ist, durch welches vergleichsweise reines Wasser in den Kühlwasserraum zwischen der Pumpe und dem Motor geführt wird, wobei das Wasser mit Hilfe von Leitflächen auf der Rückseite des Pumpenrads zirkuliert wird. Der Schlitz verhindert, daß Verunreinigungen in den Kühlwasserraum gelangen, wodurch das Risiko einer Verstopfung der Kühlkanäle um den Motor herum verringert wird.
• Gemäß einer Weiterentwicklung des genannten Patents sind Leitflügel innerhalb des Kühlmantels angeordnet, die die Kühlflüssigkeit ein Stück nach oben transportieren und dadurch eine Kühlung des gesamten Motors erreichen.
• Aufgrund der Entwicklung immer größerer und stärkerer Motoren hat die Nachfrage an guter Kühlung zugenommen, wobei aber die mit heute bekannten Mitteln erzielte Kühlung nicht immer zufriedenstellend ist.
• Dies hängt ab von dem Umstand, daß es für die Kühlflüssigkeit schwierig ist, den oberen Teil des Motors zu erreichen, weil sich Verunreinigungen in den Kanälen ablagern. Darüber hinaus wird von dem Motor häufig erwartet, daß er bei relativ niedrigen Drehzahlen arbeiten kann, was bedeutet, daß es schwierig werden könnte, eine ausreichende Zirkulationsgeschwindigkeit für die Kühlflüssigkeit zu erhalten, ohne daß starke und energieschluckende Gegenleitflächen vorhanden sind. Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, Kühlflüssigkeit zur Oberseite des Motors hin in außen angeordneten Rohren zu transportieren, damit die Flüssigkeit dann zwischen dem Stator und einem umgebenden Kühlmantel nach unten strömt. Der Hauptnachteil dieser Lösung ist der, daß die außen gelegenen Rohre teuer sind und leicht beschädigt werden, wenn die Pumpe unter rauhen Bedingungen eingesetzt wird.
• Eine weitere Lösung, die getestet wurde, besteht darin, die Rohre für die Kühlflüssigkeit in dem Motorgehäuse zu integrieren. Um zu gewährleisten, daß die Rohre dann auch den zirkulierenden Strom um den Stator herum nicht stören, ist eine Bedingung die, daß das Statorgehäuse mit Längsrippen für die Rohre versehen wird. Solche Rippen stören allerdings die Symmetrie und bedingen, daß ein beträchtlich dickeres Material in dem Motorgehäuse verwendet wird, um der Druckbeanspruchung standzuhalten. Tests haben gezeigt, daß ein auf diese Weise ausgebildetes Gehäuse ein dreifach dickeres Material im Vergleich zu einem kreisförmigen Gehäuse verlangt, um einem gleichgroßen Innen-Überdruck standzuhalten.
• Erfindungsgemaß wurde eine Lösung erhalten, gemäß der ein Raum für Rohre für Kühlflüssigkeit sowie Abluft innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, ohne den Strom um den Motor herum zu stören. Die Vorrichtung ist in den Ansprüchen angegeben und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
• Fig. 1 zeigt das Prinzip eines Kühlsystems gemaß der Erfindung, während Fig. 2 bis 5 einen Schnitt durch einen Elektromotor und das ihn umgebende Gehäuse zeigen.
• In den Zeichnungen steht 1 für ein Pumpengehäuse, 2 für den Stator in einem Elektromotor mit einem umgebenden, zylinderförmigen Mantel 3. 4 steht für ein Pumpenrad mit Hauptflügeln 5 und Gegenflügeln 6. 7 steht für ein Förderrohr für Kühfflüssigkeit, und 8 für ein Abführrohr. Weiter steht 9 für einen Schlitz zwischen dem Stator 2 und dem Mantel 3, und mit 10 ist schließlich ein seitlicher Raum bezeichnet, der durch eine nicht-druckabsorbierende Wand 11 abgetrennt ist.
• Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird Kühlflüssigkeit aus dem Pumpengehäuse am unteren Ende des Motors durch ein oder mehrere Rohre 7 am Umfang nach oben gepumpt. Dann wird die Flüssigkeit so zwangsgelenkt, daß sie eine kreisförmige Bewegung in dem Schlitz 9 auf ihrem Weg zurück zu dem Pumpenrad 4 beschreibt, wodurch eine effektive Kühlung erreicht wird. In der Zeichnung ist außerdem ein Ablaßrohr zum Abtransport von Luftblasen dargestellt, die möglicherweise beim Pumpenstart in der Kühlflüssigkeit entstehen.
• Um eine effektive Kühlung zu erreichen, ist es wichtig, daß der Schlitz zwischen dem Stator 2 und dem Gehäuse 3 frei von vorstehenden Teilen ist, die möglicherweise ein Hindernis für den Strom bilden und das Risiko einer Ablagerung möglicher Verunreinigungen bergen. Um einen Raum zu schaffen in der Nachbarschaft des Stroms, wo die Förderrohre und Ableitrohre angeordnet werden können, sieht die Erfindung für den Stator vor, exzentrisch bezüglich des Gehäuses 3 angeordnet zu werden.
• Wie in Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, sind ein oder mehrere Förderrohre 7 und Ableitrohre 8 im Inneren des Raums 10 angeordnet, der durch die exzentrische Anordnung des Stators geschaffen wird, was bedeutet, daß der kreisförmige Strom nicht gestört wird. Ein Metallbiech 11 trennt den Raum 10 ab und erzeugt einen gleichmäßigen Schlitz 9 um den Stator 2 herum. Die Auslässe der Förderrohre 7 verlaufen vorzugsweise tangential, um den zirkulierenden Rücklaufstrom einnuleiten.
• Mit Hilfe der Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die die Kühleffizienz eines wasserdicht eingekapselten Tauch-Motors wesentlich verbessert. Die Erfindung bedeutet, daß beträchtlich stärkere Motoren gebaut werden können, ohne daß das Risiko von Kühlproblemen entsteht. In einigen Fällen kann es geeignet sein, daß mehrere Förderrohre 7 für die Kühlflüssigkeit in unterschiedlichen Höhen enden. Die Ausgestaltung mit dem exzentrisch angeordneten Stator bezüglich des Gehäuses ermöglicht mehrere derartige Rohre ohne irgendwelche Behinderung der Zirkulation.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Kühlen eines wasserdicht umschlossenen Elektromotors, beispielsweise eines Pumpenmotors, der normalerweise arbeitet, während seine Antriebswelle vertikal orientiert ist, wobei Kühlflüssigkeit von einem am unteren Ende des Motors gelegenen Pumpenrad (4) in Richtung des oberen Endes des Motors transportiert wird, die Flüssigkeit anschließend zum unteren Ende während der Zirkulation um den Motor im Inneren eines Schlitzes zwischen dessen Stator (2) und dem umgebenden Gehäuse (3) zurückgeffihrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) exzentrisch bezüglich des umgebenden Gehäuses (3) entlang des größten Teils seiner Erstreckung angeordnet ist, um dadurch entlang eines Teils des Umfangs einen breiteren Schlitz zwischen dem Stator (2) und dem Gehäuse (3) zu erhalten, wobei der Raum genutzt wird zur Unterbringung von Förderrohren (7) für die Kühlllüssigkeit und möglichen Abführrohren (8), wobei die Rohre dann keinerlei Störung für den kreisförmigen Rückstrom um den Stator (2) herum darstellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kreissegmentäläliche Wand (11) angeordnet ist, die den Raum (10) für die Rohre (7, 8) begrenzt, wodurch ein Schlitz um den Stator (2) herum erhalten wird, der über die gesamte Wendung eine im wesentlichen gleiche Breite aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kühlflüssigkeitsrohre so angeordnet sind, daß sie in verschiedenen Höhen enden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß eines Kühlflüssigkeitsrohrs (7) tangential gerichtet ist.