CH304137A - Förderaggregat für flüssige Medien. - Google Patents

Description

  Förderaggregat für flüssige     Medien.       Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf  ein Förderaggregat für flüssige Medien, bei  welchem der Rotor eines Elektromotors mit  dem Förderorgan zusammengebaut ist und  kennzeichnet sich dadurch, dass die Tragwelle  für den Rotor und das Förderorgan als Hohl  welle ausgebildet ist und einen Teil der Zu  fühxleitung des zu fördernden Mediums bildet.  Das Förderaggregat kann z. B. in Zentralhei  zungsanlagen verwendet werden.  



  Die Zeichnung zeigt in     Axialschnitten    zwei  Ausführungsbeispiele von     erfindungsgemässen     Förderaggregaten.  



  Nach     Fig.    1 ist in einem feststehenden Ge  häuse 1, dem das Lagerschild 2 aufgesetzt ist,  der     geblechte        Statoreisenkern    3 eines     Asyn-          chronmotors    mit den Wicklungen 4 eingebaut.  Eine Trennbuchse 5 ist mit Hilfe der Dich  tungsringe 6 feststehend in der Weise in das  Gehäuse eingebaut, dass     -sie    den     Stator-        und          Wicklungsteil        flüssigkeits-    und gasdicht vom  Innenraum abschliesst.

   Der     ferromagnetische     Rotor 7 ist mit     Käfigwicklungsstäben    8 ver  sehen, so dass ein     Kurzschlussläufer    bekannter  Bauart vorhanden ist.  



  Natürlich könnte auch ein putenloser Rotor  vorgesehen sein.  



  Das hier als     Radiallaufrad    9     ausgebildete     Förderorgan ist mit dem Rotor 7, 8 zusam  mengebaut, was beispielsweise dadurch er  reicht werden kann, dass es aus     Grauguss    be  steht und mit dem     ferromagnetischen    Rotor  teil 7 zusammengegossen wird. Das Laufrad  kann aber auch aus     Aluminiumguss    bestehen    und dein magnetisch aktiven     Rotorteil    7 zu  sammen mit der     Käfigwicklung    8 angegossen  werden.

   Ebenso kann der ganze Rotor und  das     mitangegossene    Laufrad aus einer     ferro-          magnetischen,    elektrisch gut leitfähigen     Sin-'          terlegierung,    z. B. einem     Eisen-Kupfer-Ge-          misch,    bestehen, in welchem Gemisch Kupfer  stäbe     eingepresst    sein können.  



  Als Träger für den Rotor und das Laufrad  dient eine feststehende Hohlwelle 10, die zu-'  gleich als Zuleitungsrohr für die zu fördernde  Flüssigkeit dient. Zu diesem Zweck     weist    die  sich     mit    dem     Rotorteil    7     mitdrehende    Lager  büchse 11 die notwendigen Lagerflächen auf.  Zwischen dem     sich    drehenden Laufrad 9 und  dem     feststehenden        Gehäuseendteil    12 ist ein       Axiallager    1.3 eingebaut. Bei andersartiger  Anordnung der     Lagerstellen    ist es     ohne-wei-          teres    möglich, die Hohlwelle starr mit dem.

    Rotor und dem Förderrad zusammenzubauen,  so dass. auch sie sich dreht.  



       Damit        das    Förderaggregat im Falle     einer          ausnahmsweise    übergrossen     Verschmutzung          deblockiert    werden kann, ist das Laufrad 9  mit einem     Zahnkranz        14=    versehen und ein  Kegelrad 15 am Ende eines in das     Gehäuse     eingesetzten Zapfens<B>16</B> kann dadurch mit  dem genannten Zahnkranz 14 in Eingriff  gebracht werden.

   dass der Zapfen 16 gegen  die     Rückstellkraft    der Feder 17 hin     einge-          drückt    und vom     Vierkant    18     aus    gedreht  wird. Mit 19 ist eine     Abschluss-    und     Füh..          rimgsmutter    und mit 19' ein Dichtungsring  bezeichnet.

        Bei laufendem Motor strömt das zu för  dernde Medium, von dem im folgenden       angenommen    wird;     dass    es sich um Wasser  handelt,     vorn.    Eingang 20 in     Pfeilrichtung     durch den     Axialhohlraum    21 der Welle 10 in  die     Laufradkanäle    22 des Laufrades 9 und  wird durch die     Leitradkanäle    23     des        Gehäuse-          endteilss    12 zum Ausgang 24 gefördert.

   Durch  die     Ringspalte    25 und 25' kann ein     Teil    des  geförderten Wassers in die     Ringräume    26  bzw. 27     zwischen    dem Laufrad 9 und den       feststehenden        Maschinenteilen    gelangen.  



  Aus dem Ringraum 26 wird das     Wasser          zwischen    dem Rotor 7, 8 und der Trenn  büchse 5 als Schmiermittel zur     hintern    Lager  fläche     lla    und vom Ringraum 27- durch die       Axialbohrung    28 zur vordern Lagerfläche 11b       gefördert        und        kann.        durch    den. Kanal 11c in  den     Hohlwellenkanal    21 zurückfliessen.

   Eben  falls wird     das        Axiallager    13 vom Ringraum  27 aus     mit    Schmierwasser     versorgt.    Damit bei  der     Förderung    von     Schmutzwasser    die     Ver-          unreinigungen,    nicht zu den Lagern gelangen       'können,    sind in den Zuleitungswegen Filter  29, bestehend aus     Drahtsieben,    Metallgewebe,  Textilien,     Faserstoffen,    z. B. Nylon, porösen  Metall- oder Keramikkörpern, auswechselbar       eingebaut.     



  Es ist ohne     weiteres    möglich, das Lauf  rad 9 mit weiteren Laufrädern     des        Förder-          aggregates    in Serie zu schalten, oder den  Durchmesser     des    Laufrades 9     grösser    als den.       Rotordurchmesser    zu machen.  



  Die beschriebene     Ausführungsform    ergibt  infolge der     Verwendung    einer als Hohlwelle       ausgebildeten    Tragwelle für     die    rotierenden       Teile    gegenüber andersartigen Ausbildungs  formen     wesentliche    Vorteile.  



  1. Es werden ohne Schwierigkeiten die für  die     Wasserschmierung    der Lager     17.a,    11b und  13 notwendigen genügenden Wellendurchmes  ser erhalten.  



  z. Bei dem gezeigten radial wirkenden  Laufrad ist das Verhältnis von     Aussendurch-          messer        zu    Innendurchmesser der     Laufrad-          schaufeln    sehr gross, da der Innendurchmesser  ganz kleine Werte     annehmen    kann, womit  ein hoher     Förderdruck    erreicht werden kann.    Aus der     dargestellten        Konstruktion    laut       Fig.1    der     Zeichnung    ergeben sich ausserdem  noch zwei weitere, für den Betrieb äusserst  wesentliche Vorteile:  3.

   Es treten praktisch keine  Spaltver  luste  für das     Fördermedium    auf, weil das  durch den     Laufradspalt        hindurchgehende          Wasser    noch durch die Lager hindurch muss,  wo. nur das     Lagerspiel    von z. B.<B>11100</B> mm für  den Durchgang zur     Verfügung    steht. Es ist  daher nicht notwendig, dass ein sehr kleines  Spiel zwischen     Laufradaussendurchmesser    und       Gehäuseinnendurchmesser    gewahrt bleibt, wel  ches     erfahrungsgemäss    leicht zu     Bloekierun-          gen    durch Eindringen von Fremdkörpern  führt.

   Bei der vorliegenden Konstruktion darf  das Spiel ohne Schaden für die hydraulische  Leistung so gross gewählt werden, dass keine  Störungen     mehr    durch Verunreinigungen im       Fördermedium    befürchtet werden müssen.  



  Das     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    2 un  terscheidet sich vom erstbeschriebenen Bei  spiel     zunächst    dadurch, dass die hohle Welle  mit dem Rotor und dem Förderorgan Test  verbunden und drehbar angeordnet und ge  lagert     isst.     



  Im Gehäuse, das aus den durch Schrauben  100 verbundenen Teilen 101 und 102 besteht,  ist der     gebleehte        Statoreisenkern    103 eines       Asynchronmotors        mit    Wicklungen 104 einge  baut. Eine Trennbüchse 105 ist mit Hilfe der  Dichtungsringe 106 feststehend in der Weise  in das Gehäuse     cingebäut,    dass sie den     Stator     und Wicklungsteil     flüssigkeits-    und gasdicht  vom Innenraum abschliesst.  



  Der mit     Kurzschlussringen    108 und ein  gelegten     Käfigstäben    versehene     ferromagne-          tische    Rotor 107, dessen     elektromagnetisch     aktiver Teil z.

   B. aus einer eisenhaltigen       Sinterlegierung        besteht,    welche sowohl den       magnetischen    Fluss     als    auch die     drehmoment-          bildenden    Induktionsströme leitet,     ist    auf  eine     Trägerhohlwelle    110     aufgepresst,    die an  ihrem Ende zugleich das Förderrad 109 mit  den     Laufradkanälen    122 bildet, wobei in ihre       Stirnseite    eine     Abschlussbüchse        109a    einge  setzt ist.

   In     die        Hohlwelle    110 ist eine Trag  büchse     111a        eingepresst,    die mit     Hife    eines      Graphit- oder     Nylonlagerringes    111 im Aus  gangskanal 120 des Gehäuseteils 102 .drehbar  gelagert ist.  



  Das Ende des Laufrades 109 trägt eine  Lagerbüchse 109b, die gegen den Kern 17.2  des     Gehäuseteils    101 durch den Graphit- oder       Nylonlagerring    113     abgestützt        ist.     



  Im Betrieb wird also     Flüssigkeit    durch  den Kanal 120 und den     Axialhohlraum    der  Welle 110 angesaugt, durch die     Laufrad-          kanäle    122 des Laufrades 109 nach aussen ge  trieben und     gelangt    durch die     feststehenden          Leitradka.näle    123 des     Gehäuseteils    101 zum       Ausflusskanal    124.  



  Durch die Ringspalte     125a    und     125b    zwi  schen dem     Laufradende        und    dem     Gehäuseteil     101 kann unter Druck stehende     Förderflüs-          sigkeit    zum Lagerring 113     bzw.    in den Ring  raum 127 gelangen.

       Aus    dem Ringraum 127  kann Flüssigkeit durch ein Filter 129 in den       Ringspalt        zwischen        Rotor        und        Büchse    105  eintreten, um in einen Ringraum 111b zu ge  langen, von wo aus es     zum    Lagerring 111 und  über die Kanäle 111c     ziun        Niederdruekkanal     121     zurückgeführt        wird.     



  Die zum Schmieren     des        Lagerringes    113  dienende     Flüssigkeit    tritt durch Kanäle 126a  in einen Zentralraum 126 ein und wird durch  die     Kaxiäle    126b in den     Niederdruckkanal    121       zurückgeführt.     



  Bei diesem Ausführungsbeispiel ist     eine          Kompensation    der hydraulischen     Axialschub-          kräfte    auf den-von Rotor und Förderorgan       gebildeten        Rotorblock    vorgesehen. Das     ganze     Druckgefälle tritt praktisch an den Radial  lagern auf, deren Durchmesser     d,    und     d2     einander gleich sind. Innerhalb des vom Ra  diallagerdurchmesser     beschriebenen    Kreisquer  schnittes wirkt von beiden Seiten des Rotor  blockes her derselbe Niederdruck, der sich so  mit kompensiert.

   Ausserhalb desselben Kreis  querschnittes wirkt von beiden Seiten des  Blockes her der sich ebenfalls kompensierende  Hochdruck. Es ergibt sich     somit    eine prak  tisch vollständige Kompensation der hydrau  lischen     Axialkräfte.    Durch einen kleinen Un  terschied in den Lagerradien     ist    es aber leicht  möglich, die Kompensation der hydraulischen         Axialkräfte    nur so weit vorzunehmen, dass die  verbleibende Differenz das Gewicht des Rotor  blockes und den     evtl.    vorhandenen magneti  schen     Axialzug        grösstenteils    kompensiert.  



  Die     Abschlussbüchse        109a        trägt    einen Zahn  kranz 114, mit welchem     ein    Kegelrad 115 am  Ende eines Zapfens 116 dadurch in Eingriff  gebracht werden kann, dass der Zapfen 116  gegen die Kraft der Feder 117 in das Gehäuse  hineingedrückt wird, wonach der Zapfen 116  am Kopf 118 gedreht werden kann. Der Zap  fen 116 ist gleitbar in einer Hülse     116a    und  könnte auch schräg zur Achse der Welle 110  eingesetzt sein.  



  Eine     Überwurfmutter    119 deckt normaler  weise den Kopf 118 dieser     Deblockierungsvor-          richtung    ab und verhindert im Zusammen  wirken mit dem Dichtungsring 119b ein Aus  treten von     Förderflüssigkeit.     



  Das Laufrad 109 und die Welle 110, die       einstückig    miteinander verbunden sind, kön  nen auch hier zusammen mit Teilen des Rotors  107, 108 zusammengegossen sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Förderaggregat für flüssige Medien, bei welchem der Rotor eines Elektromotors mit dem Förderorgan zusammengebaut ist, da durch gekennzeichnet, dass die Tragwelle für den Rotor und das Förderorgan als Hohlwelle ausgebildet ist und einen Teil der Zuführ- leitung des zu fördernden Mediums bildet. UNTERANSPRÜCHE: 1. Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Welle feststehend ist und dass sich der Rotor und das damit verbundene Förderorgan auf der selben drehen (Fig.1). 2.

   Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Welle mit dem Rotor und dem Förderorgan fest ver bunden und drehbar angeordnet und gelagert ist (Fig.2). 3. Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderorgan zusammen mit dem magnetisch aktiven Teil des Rotors aus einem Stück hergestellt ist. 4. Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderorgan zusammen mit der gegossenen Käfigwicklung des Rotors aus einem Stück hergestellt ist.

   5, Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deblockie- rungsvorrichtung mit einer einrückbaren Kupplung vorgesehen ist, wobei die Antriebs achse der Deblockierungsvorrichtung und die angetriebene Wellenachse nicht parallel zuein ander stehen. 6.

   Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung und die Durchmesser der Stirnlager solche sind, dass sich die Axialschübe, welche das Fördermedium auf der Hoch- und auf der Niederdruckseite auf den von Rotor und För- derorgan gebildeten Rotorblock ausübt, min destens zum Teil kompensieren, wobei der ganze Druckunterschied an diesen Lagern auf tritt. 7. Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das als Schmier mittel für die Lager wirkende Fördermedium durch eine Filteranordnung von Fremdkör pern gereinigt wird. B.

   Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der elektroma gnetisch aktive Teil des Rotors aus einer Sin- terlegierung besteht, welche sowohl den ma gnetischen Fluss als auch die drehmomentbil- denden Induktionsströme leitet. 9. Förderaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderorgan aus mehreren Einzelförderorganen besteht, welche hydraulisch in Serie geschaltet sind. 10.

   Förderaggregat nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Differenz zwischen den sich teilweise kompen sierenden, hydraulischen Axialschüben die ma gnetischen und die durch die Schwerkraft be dingten Axialschubkräfte grösstenteils kom pensiert.