AT275U1

AT275U1 - SEPARATOR HOOD

Info

Publication number: AT275U1
Application number: AT0018794U
Authority: AT
Original assignee: Act Hochleistungskunststofftec
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1995-06-26
Also published as: DE29511269U1

Description

AT 000 275 UlAT 000 275 ul

Die Erfindung betrifft eine Trennhaube im kreiszylindrischen Bereich des Luftspaltes zwischen Rotor und Stator des Elektromotors zur hermetischen räumlichen Trennung eines Pumpen- und Rotorbereiches vom Statorbereich eirter elektrisch angetriebenen Pumpe, insbesondere eines Kältekompressors, unter Vemeidung von druckdichten Lagern der Antriebs- bzw. Pumpenwelle .The invention relates to a separating hood in the circular cylindrical region of the air gap between the rotor and stator of the electric motor for the hermetic spatial separation of a pump and rotor region from the stator region of an electrically driven pump, in particular a refrigeration compressor, while avoiding pressure-tight bearings of the drive or pump shaft.

Bei Fördereinrichtungen für kritische Medien muß für eine ausreichende Dichtung im Eintrittsbereich einer Antriebswelle gesorgt werden. So verwendet man beispielsweise Stopfbüchsendichtungen am Wellenstummel einer Pumpe, die jedoch einer ständigen Wartung bedürfen. Eine weitere bekannte Ausführung sieht vor, den Elektromotor unmittelbar mit der Pumpe zusammenzubauen und alle drehenden Teile, insbesondere aber deren Lager in einen gekapselten Bereich zu integrieren. Man hat daher den Rotor an einer Gehäusewand zwischen Pumpe und Elek- -tromotor bloß einseitig (fliegend) gelagert und diese Lagerung zusammen mit dem Rotor durch eine Trennhaube abgedeckt, wobei außerhalb der Trennhaube der Stator vorgesehen ist.A sufficient seal must be provided in the entry area of a drive shaft for conveyors for critical media. For example, stuffing box seals are used on the stub shaft of a pump, but they require constant maintenance. Another known embodiment provides for the electric motor to be assembled directly with the pump and for all rotating parts, but in particular their bearings, to be integrated into an encapsulated area. The rotor was therefore only mounted on one side (overhung) on a housing wall between the pump and the electric motor, and this bearing together with the rotor was covered by a separating hood, the stator being provided outside the separating hood.

Diese stillstehende Trennhaube wurde mittels eines fußseitigen Flansches dicht mit dem Pumpengehäuse, das Wellenlager und den Rotor einschließend, verbunden. Das gegenseitige Abdichten stationärer Bauteile bereitet keine Schwierigkeiten.This stationary separating hood was tightly connected to the pump housing, including the shaft bearing and the rotor, by means of a flange on the foot side. The mutual sealing of stationary components presents no difficulties.

Die Trennhauben der genannten Art wurden aus Metall gefertigt, da sie hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt sind und eine kleine Wandstärke infolge der Anordnung im Luftspalt des Elektromotors auf weisen müssen.' Zwangsläufig war damit eine Verschlechterung des Motorwirkungsgrades und eine Erhöhung der Innentemperatur durch Wirbelstromverluste in den Trennhauben verbunden.The separation hoods of the type mentioned were made of metal because they are exposed to high pressure and high temperatures and must have a small wall thickness due to the arrangement in the air gap of the electric motor. ' This inevitably entailed a deterioration in engine efficiency and an increase in the internal temperature due to eddy current losses in the separating hoods.

Aus der DE-PS 36 36 404 ist eine Trennhaube bekannt, die bei Kreiselpumpen zur Abdichtung herangezogen wird und sich * im Luftspalt des Antriebes befindet. Diese Trennhaube umfaßt einen inneren und einen äußeren Topf, wobei die beiden als Spalttöpfe bezeichneten ineinandergesteckten Töpfe aus unterschiedlichen Kunststoffen gebildet sind. 2 AT 000 275 UlFrom DE-PS 36 36 404 a separating hood is known which is used for sealing in centrifugal pumps and is located in the air gap of the drive. This separating hood comprises an inner and an outer pot, the two nested pots referred to as containment pots being formed from different plastics. 2 AT 000 275 ul

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Trennhaube für den einleitend beschriebenen Einsatz, insbesondere in Verbindung mit einem Kältekompressor, zu verbessern und im Luftspalt elektrisch neutral sowie mit besonders dünner Wandstärke auszu-5 führen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Trennhaube mindestens im Bereich des Luftspaltes aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgebaut und in den glasfaserverstärkten Kunststoff ein Polyesterfilm eingebaut bzw. auf den glasfaserverstärkten Kunststoff aufgebracht ist. Im glasfaserverstärkten 10 Kunststoff treten keine die Trennhaube aufheizenden Wirbelstromverluste auf. Dieser verhält sich im Gegensatz zu Kunststoff mit leitenden Kohlefasem elektrisch neutral. Ferner kann die Wandstärke im Kreiszylindrischen Bereich sehr klein gehalten werden, ohne daß eine Verformung unter Druck zu be-15 fürchten ist. Der Aufbau wirkt schwingungsdämpfend. Dies ist gerade im Hinblick auf die Verwendung zusammen mit einem Kältekompressor von Bedeutung. Im Gegensatz zu einer Metallausführung bedeuten unterschiedliche Wandstärken etwa im Bereich der Flansche und des Kreiszylindermantels hier keine Schwie-20 rigkeiten hinsichtlich eventuell entstehender Spannungen, üm die Gasdichtheit zu erhöhen, ist in den glasfaserverstärkten Kunststoff ein Polyesterfilm eingebaut bzw. auf den glasfaserverstärkten Kunststoff aufgebracht.The invention aims to improve a separating hood for the application described in the introduction, in particular in connection with a refrigeration compressor, and to make it electrically neutral in the air gap and with a particularly thin wall thickness. This is achieved in that the separating hood is made of glass fiber reinforced plastic at least in the area of the air gap and a polyester film is built into the glass fiber reinforced plastic or applied to the glass fiber reinforced plastic. There are no eddy current losses heating the separating hood in the glass fiber reinforced plastic. In contrast to plastic with conductive carbon fibers, this is electrically neutral. Furthermore, the wall thickness in the circular cylindrical area can be kept very small without fear of deformation under pressure. The structure has a vibration-damping effect. This is particularly important when it is used with a refrigeration compressor. In contrast to a metal version, different wall thicknesses, for example in the area of the flanges and the circular cylinder jacket, do not mean any difficulties with regard to the stresses that may arise.To increase gas tightness, a polyester film is built into the glass fiber reinforced plastic or applied to the glass fiber reinforced plastic.

Es ist zweckmäßig, wenn der glasfaserverstärkte Kunststoff 25 ein Epoxidharz, welches einen Glasübergangspunkt zwischen 180°C und 200°C gewährleistet und gewebte bzw. unidirektional ausrichtete Glasfasern, insbesondere der Type E-Glas, ümfaßt. Diese Zusammensetzung mit einem Epoxidharz als Matrixsystem, welches den Glasübergangspunkt bei den genannten Temperaturen 30 gewährleistet und den Glasfasern allenfalls in Orientierung in Umfangsrichtung, ergibt maximale Festigkeit für den besonderen Zweck.It is expedient if the glass-fiber-reinforced plastic 25 comprises an epoxy resin, which ensures a glass transition point between 180 ° C. and 200 ° C. and comprises woven or unidirectionally oriented glass fibers, in particular of the type E glass. This composition with an epoxy resin as a matrix system, which ensures the glass transition point at the temperatures mentioned 30 and the glass fibers at most in the circumferential direction, results in maximum strength for the special purpose.

Die Trennhaube kann nur in ihrem kreiszylindrischen Teil oder zur Gänze aus glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebil-35 det sein. Für den Fall, daß die Haube zur Gänze aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht, ist es zweckmäßig, wenn sie im kreiszylindrischen Bereich eine Wandstärke von etwa 3 AT 000 275 Ul 0,5 mm und im Bodenbereich eine Wandstärke von. etwa 2 mm aufweist. . Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figur zeigt einen Kältekompressor mit Elekromotor bei ge-5 öffneten Gehäuseschalen in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt.The separating hood can only be formed in its circular cylindrical part or entirely from glass fiber reinforced plastic. In the event that the hood consists entirely of glass fiber reinforced plastic, it is expedient if it has a wall thickness of about 3 AT 000 275 ul 0.5 mm in the circular cylindrical area and a wall thickness of in the bottom area. has about 2 mm. . An embodiment is shown in the drawing. The figure shows a refrigeration compressor with an electric motor with ge-5 opened housing shells in a schematic representation, partly in section.

Auf einer Kurbelwelle 1 in einem Gehäuse 2 eines Kältekompressors ist eine Kolbenstange 3 mit einem Kolben 4 gelagert. Die Kurbelwelle 1 ist einseitig kugelgelagert und greift 10 durch ein Gleitlager 5, auf dessen gegenüberliegenden Seite ein Rotor 6 eines Elektromotors 7 fliegend montiert ist. Im Motorgehäuse 8 sind die Wicklungen des Stators 9 vorgesehen. 15 20 4 AT 000 275 UlA piston rod 3 with a piston 4 is mounted on a crankshaft 1 in a housing 2 of a refrigeration compressor. The crankshaft 1 has ball bearings on one side and engages 10 through a slide bearing 5, on the opposite side of which a rotor 6 of an electric motor 7 is mounted on the fly. The windings of the stator 9 are provided in the motor housing 8. 15 20 4 AT 000 275 ul

Um den Aufwand und die Problematik einer druckdichten Lagerung 5 zu vermeiden, ist der Bereich des Kompressors und des Rotors vom Statorbereich hermetisch getrennt. Dazu ist eine Trennhaube 10 vorgesehen, die an der Wand 11 des Kompressors dichtend angeflanscht ist und die den Rotor 6 haubenartig umgibt. Alle drehenden Teile, Motor- einschließlich des Lagers 5, sind innerhalb der Haube 10, der Stator ist zur Gänze außerhalb der Haube 10. Dadurch bleibt die kritische Wellendurchführung zwischen Kompressor und Antriebsmotor 7 innerhalb eines hermetisch dichten Raumes, der im Bereich des Motors 7 von der Trennhaube 10 umschlossen wird.In order to avoid the effort and the problems of pressure-tight mounting 5, the area of the compressor and the rotor is hermetically separated from the stator area. For this purpose, a separating hood 10 is provided, which is flanged to the wall 11 of the compressor and which surrounds the rotor 6 like a hood. All rotating parts, including the motor 5, are inside the hood 10, the stator is entirely outside the hood 10. This keeps the critical shaft passage between the compressor and the drive motor 7 within a hermetically sealed space, in the area of the motor 7 from the separating hood 10 is enclosed.

Die Trennhaube 10 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel ein ein- «r teiliger Baukörper und inklusive des Flansches 12 aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Die Dauertemperaturbeständigkeit dieses Werkstoffes liegt zwischen 180°C und 200°C. Das Matrixsystem ist ein Epoxidharz, welches einen Glasübergangs-punkt zwischen 180°C und 200°C gewährleistet. Die Glasfasern sind vom Typ E-Glas, gewebt oder unidirektional (z.B. in Um-fangsfrichtung der Trennhaube) orientiert. Die Dichtheit wird durch einen Polyesterfilm verbessert, der mit dem Epoxidharz eine gute Bindung eingeht. Der Bauteil kann im Betrieb einer Druckbelastung bis zu 18 bar ausgesetzt werden. Die Leckrate beträgt 3g pro Jahr bei einer Beaufschlagung mit Helium bei 3 bar.The separating hood 10 is, according to the exemplary embodiment, a one-piece structure and including the flange 12 made of glass fiber reinforced plastic. The permanent temperature resistance of this material is between 180 ° C and 200 ° C. The matrix system is an epoxy resin, which ensures a glass transition point between 180 ° C and 200 ° C. The glass fibers are of the E-glass type, woven or unidirectional (e.g. in the circumferential direction of the separation hood). The tightness is improved by a polyester film, which forms a good bond with the epoxy resin. The component can be subjected to a pressure load of up to 18 bar during operation. The leak rate is 3 g per year when helium is applied at 3 bar.

Die Trennhaube 10 ist vorzugsweise - so wie im Ausführungs-beispiel dargestellt - einstückig ausgebildet. Sie kann auch als zylindrische Manschette mit stirnseitigem und bodenseitigem Flansch gefertigt werden, wobei stirnseitig, so wie im Ausführungsbeispiel, der Anschluß an das Pumpen- oder Kältekompressorgehäuse erfolgt während bodenseitig der Anschluß an den Gehäusekopf des Elektromotors 7 vorgesehen sein kann.The separating hood 10 is preferably - as shown in the exemplary embodiment - formed in one piece. It can also be manufactured as a cylindrical sleeve with a front-side and bottom-side flange, the front side, as in the exemplary embodiment, being connected to the pump or refrigeration compressor housing, while the bottom side can be provided to the housing head of the electric motor 7.

Der Gehäusekopf oder Deckel kann im Inneren ein Wellenlager für die Welle 1 aufweisen, sodaß auch eine Rotdrlagerung zu beiden Seiten desselben möglich ist. 5The housing head or cover can have a shaft bearing for the shaft 1 inside, so that a red bearing on both sides of the same is also possible. 5

Claims

5 10 15 20 AT 000 275 Ul CLAIMS: 1. Separation hood in the circular cylindrical area of the air gap between the rotor and stator of the electric motor for the hermetic spatial separation of a pump and rotor area from the stator area of an electrically driven pump, in particular a refrigeration compressor, while avoiding pressure densities Bearing the drive or pump shaft, characterized in that the separating hood (10) is constructed at least in the area of the air gap from glass fiber reinforced plastic and a polyester film is built into the glass fiber reinforced plastic or applied to the glass fiber reinforced plastic. 2. Separating hood according to claim 1, characterized in that the glass fiber reinforced plastic is an epoxy resin which ensures a glass transition point between 180 ° C and 200 ° C and comprises woven or unidirectionally oriented glass fibers, in particular the type E glass. 3. Separating hood according to claims 1 or 2, characterized in that the separating hood (10) consists entirely of glass fiber reinforced plastic, in the circular cylindrical area a wall thickness of about 0.5 mm and in the floor area a wall thickness of about 2 mm or greater having. 6