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Entlastungsvorrichtung an in einer Flüssigkeit stehend arbeitenden Elektromotoren.
Bei in einer Flüssigkeit stehend arbeitenden Elektromotoren muss das Eigengewicht des Läufers und, wenn der Motor zum Antrieb einer Schleuderpumpe dient, auch das Eigengewicht der rotierenden Teile dieser Pumpe aufgenommen werden. Im letztgenannten Fall ist es bekannt, die Pumpe so einzurichten, dass sie einen dem Gewicht ungefähr entsprechenden, aber entgegengesetzt gerichteten hydraulischen Axialschub erzeugt. Dieser Axialschub ist jedoch bei verschiedenen Förderhöhen der Pumpe verschieden. Es ist ferner bekannt, an der Pumpe eine Entlastungsseheibe anzuordnen, unterhalb welcher ein Teil der Förderflüssigkeit mit dem ganzen oder verminderten Pumpendruck zur Wirkung gebracht wird.
Diese Entlastungseinrichtung ist jedoch nur bei reiner Förderflüssigkeit anwendbar, weil andernfalls das durch einen kleinen Spalt unterhalb der Entlastungsscheibe austretende unreine z. B. sandhaltige Wasser die Scheibe abnutzen oder sonst nachteilig beeinflussen würde.
Demgegenüber ist Gegenstand der Erfindung eine Entlastungseinrichtung an in einer beliebigen Flüssigkeit stehend arbeitenden Elektromotoren, die zum Antrieb von beliebigen Vorrichtungen, z. B. auch Schleuderpumpen, dienen. Die Erfindung besteht darin, dass die an sich bekannte Entlastungsscheibe in einer von der äusseren Flüssigkeit möglichst dicht abgeschlossenen Flüssigkeit rotiert, die insbesondere die häufig im Läuferraum eingeschlossene Flüssigkeit, z. B. eine Schmierflüssigkeit, sein kann bzw. mit dieser in Verbindung stehen kann.
Die Entlastungsscheibe wird unter-oder oberhalb des Läufers des Elektromotors, u. zw. unabhängig von einer von diesem etwa angetriebenen Schleuder- pumpe, angeordnet und die sie umgebende Flüssigkeit wird von einer eigenen, vom Elektromotor ange- triebenen Pumpe unterhalb der Entlastungsscheibe zur Druckwirkung gebracht.
Die vom Elektromotor angetriebene Pumpe kann verschiedener Art sein ; sie kann z. B. eine rotierende Kolbenpumpe, eine Schleuderpumpe oder eine selbstsaugende Pumpe, insbesondere eine sogenannte Wasserringpumpe, sein.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt.
Auf der Welle 1 sitzt der Läufer 2, dem gegenüber der Ständer 3 mit dazwischen befindlichem
Spalt 4 angeordnet ist. Der Ständer ist in bekannter Weise innerhalb des Gehäuses 5 dicht eingekapselt, welchem Zweck auch die Druckhiilsen 6 dienen. Im Läuferraum und durch den Spalt 4 hindurch zirkuliert eine die Metallteile nicht angreifende (innere) Flüssigkeit, die insbesondere eine Schmierflüssigkeit, z. B. eine Emulsion, ist und gegen die den Elektromotor umgebende (äussere) Flüssigkeit möglichst dicht abgeschlossen ist.
Der Erfindung gemäss ist die auf der Welle 1 unterhalb des Läufers 2 befestigte Entlastungsscheibe 7 in einem Raum 8 angeordnet, der mit dem Läuferraum 9 in später beschriebener Weise in Verbindung steht, so dass diese innere, reine Flüssigkeit die Entlastungsscheibe umgibt.
Unterhalb der Entlastungsscheibe ist auf der Welle 1 das Laufrad 10 einer Pumpe angeordnet, dem die Flüssigkeit von unten zufliesst, die gegen die Unterfläche der Entlastungsscheibe 7 gedrückt wird, wo sie durch einen sehr engen Spalt 11 am Umfang der Scheibe zwischen dieser und einem Gegenring 12 austritt. Dieser Druck wird derart bemessen, dass die Entlastungsscheibe samt den mit ihr verbundenen Teilen, wie Welle 1, Läufer 2 und gegebenenfalls auch die Laufräder einer Schleuderpumpe, schwebend erhalten wird.
Treibt der Elektromotor eine Schleuderpumpe an, dann wird der mit der veränderlichen Förderhöhe veränderliche Axialschub durch Veränderung der Spaltweite und damit des Spaltdruckes am Umfang der Entlastungsscheibe 7 ausgeglichen.
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Um diese Wirkung zu verbessern, schliesst die Entlastungsseheibe Y einen von einem Gehäuse J. 3 gebildeten Raum 14 oben ab, der mit einem ihn umgebenden Raum 15 durch eine untere Öffnung 16 in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung gelangt die Flüssigkeit durch die Öffnung 16 aus dem Raum 15 in den Raum 14 und wird vom Laufrad 10 durch den engen Spalt 11 wieder in den Raum 15 gedrückt, so dass die Flüssigkeit innerhalb der Räume 14, 15 einen Kreislauf ausführt.
Die Öffnung 16 kann von einem Ventil 17 verschlossen sein, das verhindert, dass beim Anlauf des z. B. mit Drehstrom betriebenen Elektromotors und dabei eintretender verkehrter (übrigens bald erkennbarer) Drehrichtung des Motors und des Laufrades 10 aus irgendeinem Grunde unterhalb der Entlastungsscheibe eine Saugspannung entsteht ; dadurch wurde sich die Entlastungsscheibe 7 auf den Gegenring 12 aufsetzen und Reibung erzeugen sowie Abnutzung hervorrufen. Die Anordnung des Rück- schlagvem. iles 77 verhindert nun das Entstehen dieser Saugspannung, weil es sodann als Druckventil wirkt.
Um aber auch bei undichtem Ventil das Entstehen einer solchen Saugspannung zu verhindern, können auch an der Entlastungsscheibe 7 und an deren Druckscheibe 18 Löcher 19 bzw. 20 vorgesehen sein, durch die Flüssigkeit aus dem Raum 8 in den Raum 14 eintreten kann. Die Löcher dienen auch zur Entlüftung beim Anfüllen der Räume mit Flüssigkeit.
Die Entlastungsscheibe 7 setzt sich auf den Gegenring 12 nur beim Stillstand des Elektromotors und damit der Pumpe 10 auf. Da der Anlauf des Elektromotors nur sehr kurze Zeit dauert, tritt keine in Betracht kommende Abnützung der Entlastungsseheibe ein. Wenn aber bei grösseren und grossen Motorleistungen und grossen Gewichten auch bei Motorstillstand ein Aufsetzen der Entlastungsscheibe auf den Gegenring 12 vermieden werden soll, dann kann ein Kugellager 21 aus nicht rostendem Stahl eingebaut werden, das bei Stillstand von Motor und Pumpe 10 einen sehr schmalen Spalt 11 etwa bis zu 0'1 mm sichert und während des Betriebes ein geringes Anheben der Entlastungsseheibe samt Welle
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ein Aufsetzen der Entlastungsseheibe 7 auf den Gegenring 12,
so dass diesbezüglich das Kugellager und das Rückschlagventil 17 gleichartig wirkende bzw. sich ergänzende Mittel darstellen.
Die Kühlung der inneren Umlaufflüssigkeit ist sowohl für die Wirkung der Entlastungsscheibe 7 und des etwa angeordneten Kugellagers als auch des Elektromotors sehr vorteilhaft. Diese Kühlung wird dadurch bewirkt, dass das den Raum 15 einschliessende Gehäuse 31 von Kühlflüssigkeit seitlich und unten umgeben ist, das ist jene Flüssigkeit, in der der Elektromotor arbeitet. Zur Verstärkung dieser Kühlwirkung wird die Flüssigkeit aus dem Läuferraum 9 durch Kanal 22 in ein Kühlrohren- system 23 geleitet, das den Raum 15 zweckmässig stehend umgibt und von der äusseren Flüssigkeit umspült wird. In diesen Kühlröhren geht die Flüssigkeit auf und ab und gelangt schliesslich durch Rohr 23'und Kanal 24 in den Raum 8.
Die Räume 9, 8 sind durch ein in den Rotorraum eingebautes
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im Raum 8 enthaltene Flüssigkeit kommuniziert einerseits durch die obere Spaltöffnung 28 der Entlastungsscheibe 7 und gegebenenfalls durch Öffnungen 29 mit dem Raum 15 und wird anderseits durch axiale Wellennuten 30 in den oberen Teil des Läuferraumes gesaugt, z. B. durch ein im Läuferraum auf der Welle sitzendes Laufrad.
Die Abdichtung einer inneren Flüssigkeit oder der Läuferraumflüssigkeit gegen die äussere Flüssig-
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Abschluss durch sehr enge Durchlässe so erfolgt, dass eine Mischung der beiden Flüssigkeiten möglichst lange Zeit vermieden (sehr verlangsamt) wird, so dass die innere Flüssigkeit möglichst lang rein erhalten bleibt.
Wird von dieser zweckmässigen Einrichtung bei vorliegender Erfindung für die Läuferraumflüssigkeit Gebrauch gemacht, dann ergibt sich, dass die durch die Entlastungsscheibe 7 bewirkte Entlastung auch dann einwandfrei wirksam ist, wenn bei längerer Betriebsdauer eine Anreicherung der inneren Flüssigkeit mit äusserer Flüssigkeit eingetreten ist, weil die Entlastungsscheibe (zum Unterschied von einem den Druck aufnehmenden Kugellager) keiner Schmierflüssigkeit bedarf.
Das Kugellager 21 ist jedoch nur zu dem vorne erwähnten Zweck vorgesehen und kann auch ganz entfallen.
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1, Entlastungsvorrichtung an in einer Flüssigkeit stehend arbeitenden Elektromotoren mit Entlastungsscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsscheibe (7) in einer von der äusseren Flüssigkeit möglichst dicht abgeschlossenen Flüssigkeit, insbesondere in der Läuferraumflüssigkeit oder in einer mit dieser kommunizierenden Flüssigkeit, rotiert, die von einer eigenen, vom Elektromotor angetriebenen Pumpe (10) unterhalb der Entlastungsscheibe zur Druckwirkung gebracht wird.