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Schraubenpumpe, insbesondere Tauchpumpe, zur Förderung von Flüssigkeiten
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. In diesen zeigt : Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Tauchpumpe, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Universalgelenk und Fig. 3 den Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2.
Der Antrieb der Pumpe erfolgt durch einen ölgefüllten Elektromotor-l-über einen Protektor-2--, der zum Ausgleichen des überdruckes der Isolationsölschmierung des Elektromotors dient.
Eine Welle --3-- des Protektors --2-- ist mit einer Antriebswelle --4-- der Pumpe durch eine Kupplung --5-- verbunden, die aus zwei auf den Wellen-3 bzw. 4-befestigten Kupplungshälften --6 und 7-besteht.
Die Antriebswelle --4-- ist in einem Gleitlager --8-- und in einem Spurlager-9--, die in einem Pumpengehäuse --10-- angeordnet sind, gelagert. Das Spurlager --9-- enthält zwei Kugelschulterlager --1--, die miteinander verbunden und auf Federungskörpem (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angeordnet sind.
Zur Abdichtung der Welle --4-- ist im Pumpengehäuse --10-- eine Stopfbüche --12vorgesehen, die aus einem Satz von Blei-Graphit-Ringen und Gummimanschetten besteht. Diese
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und des Durchlassens von Förderflüssigkeit in das Innere des Antriebsmotors --1--.
Die Pumpe besitzt zwei aufeinanderfolgend angeordnete Arbeitsschrauben-13 und 13'--, welche untereinander und mit der Antriebswelle --4-- mittels Universlagelenken --14 und 14'-verbunden sind. Jede Arbeitsschraube --13 bzw. 13'--rotiert in einer Laufbuchse-15 bzw. 15'-aus elastomerem Werkstoff, z. B. Gummi, die in koaxial angeordneten Rohrgehäusen --16 und 16'-untergebracht sind, welche ein inneres Schraubengewinde aufweisen und miteinander über einen Teil des Pumpengehäuses-10-starr verbunden sind.
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und 16'-- angeordneten Laufbuchsen --15 bzw. 15'--zwei Arbeitspaare, wobei die Schrauben eingängig und die Schraubenfläche der Laufbuchsen doppelgängig ausgeführt sind.
Um beim Pumpenbetrieb entstehende axiale Kräfte ausgleichen zu können, ist das untere Arbeitspaar (nach Fig. 1), d. h. die Schraube --13-- und die Laufbuchse --15--, rechtsgängig, wogegen das obere Arbeitspaar, d. h. die Schraube --13'-- und die Luafbuchse --15'--, linksgängig ist. Diese Ausgestaltung kann auch umgekehrt sein.
Die dank der Universalgelenke-14 und 14'--bewegliche Verbindung der sich drehenden Arbeitsorgane ermöglicht eine Selbsteinstellung der Schrauben-13 und 13'-- in den Laufbuchsen - 15 und 15'--, wodurch die durch Herstellungs- und Montageungenauigkeiten der Pumpe bedingten Fehler ausgeglichen werden. Weil sich die Arbeitsschrauben-13 und 13'--exzentrisch in bezug auf die Pumpenachse um eigene Achsen drehen und da ausserdem diese Achsen auch noch eine Planetenbewegung in einer Richtung ausführen können, die der Drehung mit Exzentrizität zwischen den
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Das von dem Paar dieser in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Fliehkräfte verbleibende unausgeglichene Moment erzeugt eine gewisse Pumpenschwingung, die die Volumenfüllung (Ansaugen) der Arbeitsorgane, besonders bei zähen Flüssigkeiten, verbessert.
Die Saugfähigkeit der Pumpe erreicht 8, 5 m Ansaughöhe.
Die Universalgelenke-14 und 14'-- (Fig. 2), mit deren Hilfe die Arbeitsschrauben-13 und 13'--untereinander und mit der Welle --4-- verbunden sind, besitzen je zwei Gelenkköpfe - -17--, von denen jeder ein mit einem Innengewinde versehenes Anschlussende --18-- aufweist, Diese Gewinde dienen zur Verbindung mit andern Bauteilen der Pumpe, d. h. mit den Arbeitsschrauben - 13 und 13'-- bzw. mit der Antriebswelle-4-.
Die Köpfe --17-- jedes Gelenkes sind in einem sie umgebenden rohrförmigen Gehäuse - gelenkig angeordnet, wobei die gelenkige Verbindung jedes Kopfes --17-- mit dem Gehäuse --19-- durch das Vorhandensein eines Zentriervorsprunges--20--erreicht wird, der dadurch entsteht, dass die Aussenfläche jedes Gelenkkopfes --17-- die Form eines Doppelkonus aufweist, der aus zwei mit ihren Basen aufeinanderstehenden Kegelstümpfen gebildet ist. Die kreisförmige Verschneidungskante der beiden Kegelstümpfe stellt den Zentriervorsprung --20-- dar.
Die übertragung des von der Antriebswelle--4--abgegebenen Drehmomentes erfolgt mit Hilfe
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von Rollen-Schlitz-Verbindungen zwischen den Gelenkköpfen-17-und den Gehäusen-19-. Dazu sind die Umfangsflächen der Gelenkköpfe --17-- sowie die sie umgebenden Bereiche der Gehäuseinnenwandung mit halbzylindrischen parallelen Längsnuten --21,23-- (Fig.3) versehen, in welche mit Spiel Rollen --22-- hingelegt sind.
Die Köpfe --17-- jedes Gelenkes sind miteinander durch ein in ihnen befestigtes biegsames Zugorgan --24-- verbunden, welches die auftretenden Zugkräfte aufnimmt.
Zur übertragung der Druckkräfte befindet sich zwischen den Gelenkköpfen-17-jedes Universalgelenkes ein Hohlstab--25-- (Fig. 2), in dessen Längsbohrung das biegsame Zugorgan --24-- geführt ist und der sich mit seinen Enden gegen die inneren Stirnflächen der Gelenkköpfe --17-- gelenkig abstützt. Die gelenkige Abstützung des Hohlstabes --25-- gegen die Stirnflächen der Köpfe --17-- wird dank konvexer Kugelflächen --26-- an seinen Enden und konkaver etwa halbkugelförmiger Ausgestaltung --27-- der Stirnflächen der Gelenkköpfe --17-- erzielt.
Die Universalgelenke-14 und 14'-sind vor einem Eindringen von Verunreinigungen durch elastische Kappen --28-- geschützt, welche an den Anschlussenden --18-- der Köpfe --17-- und dem Gehäuse-19-umfänglich befestigt sind. Die Gelenke werden mittels Arbeitsflüssigkeit, die über mit einem Filter --30-- versehene Bohrungen --29-- zugefürt wird, gekühlt.
In der Druckleitung ist ein Rückschlagventil-31- (Fig. l) angeordnet, das die Förderflüssigkeit nur in einer Richtung durchlässt.
Im Oberteil des Pumpengehäuses --10-- ist eine Muffe --32-- vorgesehen, in die das Schlammrohr eingeschraubt ist, welches mit einer Druckrohrwand--34--einen Ringspalt bildet, der als Absetzraum dient. In diesem sammeln sich beim Betrieb der Pumpe alle grösseren Teilchen der Verunreinigungen an, die bei der Montage der Anlage von oben in die Rohre --34-- gelangen. Bei Stillstand der Pumpe, wenn also das Rückschlagventil --31-- geschlossen ist, setzen sich Verunreinigungen, welche sich im Schwebezustand befinden, in demselben Absatzraum des
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Bei Inbetriebsetzung des Elektromotors--l--wird das Drehmoment von ihm über die Welle - des Protektors-2--, die Anlauf-Klauenkupplung --5-- und die Antriebswelle --4-der Pumpe auf das Universalgelenk --14'-- übertragen, das die parallel arbeitenden Arbeitsschrauben - 13 und 13'-in Drehbewegung versetzt.
Die Flüssigkeit wird gleichzeitig durch beide Arbeitspaare über zwei Filter-36 und 37-- und
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Oberflächen der Schrauben und der Laufbuchsen gebildete Räume die Flüssigkeit in axialer Richtung und fördern sie über Druckkanäle --41--, das Rückschlagventil --31-- und das Schlammrohr --33-- in die Druckleitungsrohre --34-- und weiter an die Erdoberfläche.
Wie die praktische Anwendung der beschriebenen Pumpen gezeigt hat, gewährleisten sie einen stabilen Betrieb bei Förderung von Erdölflüssigkeiten hoher Zähigkeit und beträchtlichem Gas- und Fremdkörpergehalt. Ausserdem emulgieren solche Pumpen das geförderte Erdöl nicht mit Wasser.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schraubenpumpe, insbesondere Tauchpumpe, zur Förderung von Flüssigkeiten mittels zweier an einer Seite eines Motors hintereinander angeordneter und von dessen Antriebswelle in Drehung versetzbarer Arbeitsschrauben, von denen die eine rechts- und die andere linksgängig ist und die in Laufbuchsen aus elastomerem Werkstoff, z. B.
Gummi, rotieren, die in koaxial angeordneten und miteinander starr verbundenen Gehäusen untergebracht sind, wobei die Arbeitsschrauben mit der Antriebswelle sowie untereinander durch Universalgelenke verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, dass jedes der Universalgelenke (14, 14') ein rohrförmiges Gehäuse (19) sowie zwei in diesem gelenkig gelagerte Gelenkköpfe (17) besitzt, deren Anschlussenden (18) stirnseitig aus dem Gehäuse vorragen und die mittels eines schwenkbaren Hohlstabes (25), der sich gegen die inneren Stirnflächen der Gelenkköpfe (17) gelenkig abstützt, sowie ein im Hohlstab (25) geführtes biegsames Zugorgan (24) verbunden sind.
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