Erwin Brenner, 7335 Salach
Beschrei bung
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine zum Einsatz
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, beispielsweise
zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Umwälzströmung
in Belebungsbecken von Abwasser-Reinigungsanlagen und
derglei chen.
Für derartige Fälle werden bekanntlich als Tauchmotorrührwerke,
Umwälzbeschleuniger, Propelleraggregate etc.
bezeichnete Geräte verwendet, die im allgemeinen aus einem Tauchmotor -also einem Elektromotor für Naßaufstellung-
einem nachgeordneten Getriebe und einem wiederum nachgeordneten Lagerungs- und Dichtungsgehäuse bestehen.
Als Strömungselement werden unterschiedlichste
Ausführungen von Propellern verwendet.
Zwischen den einzelnen Komponenten des Gerätes, beispielsweise zwischen Motor, Getriebe und zwischen Getriebe
und Lagergehäuse sind statische Abdichtungen nötig, darüberhinaus sind die einzelnen Komponenten
ebenfalls konstruktiv bedingt mehrteilig ausgeführt
und müssen auch mehrteilig statisch abgedichtet werden.
Jede einzelne Dichtstelle erhöht nun das bei üblicher
sorgfältiger Arbeit sehr geringe, aber doch vorhandene Risiko einer bei Betrieb, beispielsweise durch dynamische
Kräfte hervorgerufenen Leckage der Maschine an einer Dichtstelle.
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Als weiterer und nicht unerheblicher Nachteil ist auch
anzumerken, daß bei Servicearbeiten aufwendige Abdichtarbeiten
und Kontrollen zur Wiederinstandsetzung des
flüssigkeitsdichten Zustandes der Maschine erforderlich
sind.
Beispielsweise in Abwasser-Reinigungsanlagen sind die
vorgenannten Geräte vielfach in sauerstoffreichem Wasser im Einsatz. Verständlicherweise werden deshalb von Seiten
der Betreiber hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit
der Werkstoffe gestellt. Insbesondere natürlich dann, wenn durch mögliche Beschichtungen nicht die gewünschten
Standzeiten erreicht werden können.
Bei den bekannten Ausführungen müssen nun sämtliche flüssigkeitsberührten
Teile von Motor, Getriebe, Lagergehäuse etc. korrosionsfest, d.h. im allgemeinen aus Edelstahl,
ausgeführt werden.
Darüberhinaus werden je nach Anforderung unterschiedliche
Edelstahle verlangt. So genügt im einfachsten Fall ein leicht als Guß- bzw. Formstahl erhältlicher Edelstahl A2,
bei höheren Chloridanteilen im Wasser muß jedoch auf speziallegierte Edelstahle zurückgegriffen werden.
Für alle Anwendungsfälle nur diese spezial 1egierten Stähle
einzusetzen, lassen die hohen Werkstoff kosten aufgrund der nicht unbedeutenden Stückgewichte der Lagerschilde, Gehäuseteile,
Flansche etc. nicht zu. Diese Sachlage bedingt neben einem erheblichen organisatorischen Beschaffungsaufwand
lange Lieferzeiten und/oder hohe Bereithaltungskosten
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Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen ein Elektrostandardmotor
für flüssigkeitsfreien Einsatz ohne
wasserdichtes Gehäuse in einem flüssigkeitsdichten
Schutzmantelgehäuse angeordnet ist, wobei über Kühlmediumzulaufrohr
und Kühlmediumrückl aufrohr das für die
Kühlung des Elektromotors benötigte Kühlmittel strömt.
Diese Ausführungen sind jedoch aufgrund des mitführens
von Zu- und Rücklaufrohr für das Kühlmittel viel zu umständlich und zu störungsanfällig, da auch die Enden des
Zu- und Rücklaufrohres gegen das Eindringen von Flüssigkeit
mitabgedichtet werden müssen. Eine Reduzierung der
Dichtstellen insgesamt gegenüber den anfangs beispielsweise erwähnten Tauchmotorrührwerken wird auch nicht
erzielt. Aufgrund der komplizierten Gestaltung des Schutzmantel gehäuses weist diese Ausführung schon gegenüber
üblichen Tauchmotorrührwerken keine erkennbaren Vortei1e auf .
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der statischen Dichtstellen auf ein Minimum
herabzusetzen, nämlich vorteilhafterweise eine einzige
Dichtstelle zwischen Lagergehäuse und der flüssigkeitsdichten
Haube sowie eine Dichtstelle an der Kabeldurchführung.
Die Abdichtung der Drehdurchführung der Propellerwelle
wird im allgemeinen durch eine Gleitringdichtung vorgenommen
.
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Im Servicefall muß bei der vorliegenden Erfindung zur
freien Zugänglichkeit der Antriebseinheit nur die Haube
und somit nur eine Abdichtstelle demontiert und anschließend
wieder in den flüssigkeitsdichten Zustand
gebracht werden.
Ein weiterer wesentlicher erfindungsgemäßer Vorteil ist,
daß die Haube und der f 1 lissi gkei tsberührte Teil des Lagergehäuses mit geringstmöglichem Gewicht und somit
mit deutlich niedrigeren Kosten ausgeführt werden können. Eine einzige speziallegierte Ausführung ist deshalb auch
für alle Anwendungsfälle möglich.
Erfindungswesentlich ist auch die strömungsgünstige Gestaltung
der Strömungsmaschine, da nicht wie bei bisher
bekannten Maschinen die weitestgehend funktionsbedingte
Form vor Getriebe und Motor angeströmt wird, sondern nur die ausschließlich nach strömungsgünstigen Kriterien
konstruierte flüssigkeitsdichte Haube.
Darüberhinaus bietet die Erfindung den Vorteil, verschiedene
Sensoren beispielsweise zur Überwachung des Ölstandes,
der Ölquaiität, der Dichtungs-, Lager-, Getriebe- und
Motortemperatur an den einzelnen trocken aufgestellten
Elementen anzubringen und innerhalb der flüssigkeitsdichten
Haube zu verschalten. Erforderlichenfalls kann zusätzlich
auch eine Steuerelektronik innerhalb der flüssigkeitsdichten
Haube untergebracht werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch
7 kann die konzentrische Zwischenwandung bespielsweise
mit einer Elastomer-Membrane an den Außendurchmesser
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der Lüfterhaube anschließen. Dadurch wird die Kühlluft
zwangsweise im Bereich zwischen flüssigkeitsdichter
Haube und Zwischenwandung durch die Saugwirkung des
Lüfters geführt. 5
Die Ausführung nach Anspruch 8, ermöglicht die Verwendung von standardmäßigen Antriebseinheiten in einfachster
Werkstoffquälitat. Die Korrosionsbeständigkeit der
Maschine wird durch die übergesetzte flussigkeitsdichte
Haube erzielt.
Im Nachfolgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen
erläutert werden:
Fi gur 1 Strömungsmaschine in erfindungsgemäßer Ausführung mit
tragender Konsole in der Hauptansicht.
Figur 2 Darstellung einer Ausführungsform der Strömungsmaschine
im Nabenbereich in erfindungsgemäßer Ausführung.
Fi gur 3 Darstellung einer Ausführungsform nach Anspruch 7, mit
Lüfter, Lüfterhaube und daran dicht anschließender Zwischenwandung zur Führung der Kühlmittelluft.
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Figur 1 zeigt schematisch eine Hauptansciht der Strömungsmaschine,
mit der aus Motor (1) und Getriebe (2) bestehenden Antriebseinheit, dem Lagergehäuse (3), der
Abdichtung der Drehdurchführung (12), der Propellerwelle
(13) und dem Propeller. Die flüssigkeitsdichte Haube (6) ist in der dargestellten Ausführungsform
an das Lagergehäuse (3) dicht verschraubt. Das Kabel (7) wird flüssigkeitsdicht durch die Haube (6) geführt
und schließt beispielsweise am Klemmenkasten des
Motors (1) an.
Die Maschine ist am Lagergehäuse (3) mit der Konsole
verbunden.
Da das Zuleitungskabel (7) erfindungsgemäß zwischen
der flüssigkeitsdicht gestalteten Haubendurchführung
und dem Klemmenkasten des Motors (1) entsprechend lang ausgeführt ist, kann die Haube (6) auf einfachste
Art durch Demontage der dichten Verbindung zum Lagergehäuse hin abgenommen werden.
Auch wäre es ohne weiteres denkbar, zur Verhinderung von bei derartigen Strömungsmaschinen üblichen
Schwingungen eine elastische Kupplung zwischen der Propellerwelle am Lagergehäuse und der aus dem Getriebe
austretenden Abtriebswelle vorzusehen.
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Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Strömungsmaschine
nach Anspruch 1 in schematischer Darstellung. Dabei ist das Lagergehäuse (3) so gestaltet, daß
der flüssigkei;ts berührte Teil «j ure Ii eine dünnwandige
5l Blechscheibe von der Abdichtung der Drehdurchführung
bis zum dichten Haubenanschluß ausgestaltet ist.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Bereiches der Antriebseinheit mit dem Elektromotor (1),
dem Getriebe (2), der Lüfterhaube (10), mit dem Lüfter (9) auf dem Elektromotor sowie mit der in dieser
Ausführungsform konzentrisch angenommenen Zwischenwand
(11) und der flüssigkeitsdichten Haube (6).
Die Kühlluft tritt dabei bei A aus der Lüfterhaube, umströmt die Antriebseinheit und strömt zwischen
konzentrischer Zwischenwand und flüssigkeitsdichter
Haube zur Ansaugöffnung der Lüfterhaube zurück.
Die Abdichtung von der Zwischenwand, zur Lüfterhaube
kann beispielsweise durch eine temperaturbeständige
Gummimembrane (14) erfolgen die wiederum eine sehr einfache Montage und Demontage der Haube (6) ermögli
cht.
Allen in den Ansprüchen, den Beschreibungen und in den Zeichnungen beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen
können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zueinander erfindungswesentlich
sein.
Erwin Brenner
Goethestrasse 33
Salach
Strömungsmaschine
Schutzrechtsansprüche
1. Strömungsmaschine zum Einsatz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels,
beispielsweise zur Erzeugung und Aufrechterhai
tung einer Umwälzströmung in Belebungsbecken von Abwasser-Reinigungsanlagen und dergleichen,
mit einer wahlweise für Trocken- und Naßaufstellung
geeigneten Antriebseinheit (bestehend aus einem
Elektromotor (1) mit oder ohne nachgeordnetem Getriebe (2)), mit einem Lagergehäuse (3), welches die
Propellerwelle (13) und die Abdichtung .(12) ihrer
Drehdurchführung gegenüber der Flüssigkeit aufnimmt, mit einem Propeller (4) sowie mit einer die Gesamtvorrichtung
tragenden Konsole (5), dadurch gekennzei chnet, daß die Antriebseinheit
innerhalb einer flüssigkeitsdichten Haube (6)
angeordnet ist, deren offene Seite ebenfalls flüssigkeitsdicht
an das Lagergehäuse (3) anschließt.