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.
Conveyor unit for liquid media. The present invention relates to a delivery unit for liquid media, in which the rotor of an electric motor is assembled with the delivery element and is characterized in that the support shaft for the rotor and the delivery element is designed as a hollow shaft and part of the feed line of the to promoting medium forms. The delivery unit can, for. B. be used in central heating systems.
The drawing shows two exemplary embodiments of conveyor units according to the invention in axial sections.
According to FIG. 1, the laminated stator iron core 3 of an asynchronous motor with the windings 4 is installed in a stationary Ge housing 1 to which the end shield 2 is placed. A separating bushing 5 is fixedly installed in the housing with the help of the sealing rings 6 in such a way that it closes the stator and winding part from the interior in a liquid and gas-tight manner.
The ferromagnetic rotor 7 is seen with cage winding bars 8 ver, so that a squirrel cage rotor of known type is present.
Of course, a turkey-less rotor could also be provided.
The conveying element, designed here as a radial impeller 9, is built together with the rotor 7, 8, which, for example, can be achieved in that it is made of gray cast iron and part 7 is cast together with the ferromagnetic rotor. The impeller can also be made of cast aluminum and your magnetically active rotor part 7 can be cast together with the cage winding 8.
Likewise, the entire rotor and the cast-on impeller made of a ferromagnetic, electrically highly conductive sintered alloy, e.g. B. an iron-copper mixture exist, in which mixture copper rods can be pressed.
A stationary hollow shaft 10 serves as a carrier for the rotor and the impeller, which at the same time serves as a feed pipe for the liquid to be conveyed. For this purpose, the bearing sleeve 11 rotating with the rotor part 7 has the necessary bearing surfaces. An axial bearing 1.3 is installed between the rotating impeller 9 and the stationary housing end part 12. With a different arrangement of the bearing points, it is easily possible to rigidly connect the hollow shaft with the.
Assemble the rotor and the feed wheel so that it also turns.
So that the delivery unit can be unblocked in the event of exceptionally excessive contamination, the impeller 9 is provided with a ring gear 14 = and a bevel gear 15 at the end of a pin 16 inserted in the housing can thus be connected to the ring gear 14 mentioned be engaged.
that the pin 16 is pressed in against the restoring force of the spring 17 and is rotated from the square 18. With 19 is a closing and Füh .. rim nut and 19 'with a sealing ring.
When the engine is running, the medium to be för flows, which is assumed below; that it's water, up front. Inlet 20 in the direction of the arrow through the axial cavity 21 of the shaft 10 into the impeller channels 22 of the impeller 9 and is conveyed to the outlet 24 through the stator channels 23 of the housing end part 12.
Through the annular gaps 25 and 25 ', a part of the pumped water can get into the annular spaces 26 and 27 between the impeller 9 and the stationary machine parts.
From the annular space 26, the water between the rotor 7, 8 and the separating sleeve 5 is conveyed as a lubricant to the rear bearing surface 11a and from the annular space 27 through the axial bore 28 to the front bearing surface 11b and can. through the. Channel 11c flow back into the hollow shaft channel 21.
The axial bearing 13 is also supplied with lubricating water from the annular space 27. So that the impurities cannot 'get to the bearings' when pumping dirty water, filters 29, consisting of wire screens, metal mesh, textiles, fibrous materials, e.g. B. nylon, porous metal or ceramic bodies, installed interchangeably.
It is easily possible to connect the running wheel 9 in series with other running wheels of the delivery unit, or the diameter of the running wheel 9 is greater than that. To make rotor diameter.
The described embodiment results from the use of a hollow shaft designed as a support shaft for the rotating parts over other types of training form significant advantages.
1. The shaft diameters required for the water lubrication of the bearings 17.a, 11b and 13 are obtained without difficulty.
z. In the case of the radially acting impeller shown, the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the impeller blades is very large, since the inner diameter can assume very small values, with which a high delivery pressure can be achieved. The construction shown in FIG. 1 of the drawing also results in two further advantages that are extremely important for operation: 3.
There are practically no Spaltver losses for the pumped medium, because the water passing through the impeller gap still has to pass through the bearings where. only the bearing play of z. B. <B> 11100 </B> mm is available for the passage. It is therefore not necessary for a very small clearance to be maintained between the outer diameter of the impeller and the inner diameter of the housing, which experience has shown can easily lead to blockages due to the ingress of foreign bodies.
In the case of the present construction, the play can be chosen so large that there is no longer any risk of interference from contamination in the pumped medium, without damage to the hydraulic power.
The embodiment according to FIG. 2 differs from the first-described example game initially in that the hollow shaft is connected to the rotor and the conveying element test and is rotatably arranged and stored ge eats.
In the housing, which consists of the parts 101 and 102 connected by screws 100, the sheeted stator iron core 103 of an asynchronous motor with windings 104 is built. A separating sleeve 105 is fixedly built into the housing with the aid of the sealing rings 106 in such a way that it seals off the stator and winding part from the interior in a liquid and gas-tight manner.
The ferromagnetic rotor 107 provided with short-circuit rings 108 and an inserted cage bars, the electromagnetically active part of which z.
B. consists of an iron-containing sintered alloy, which conducts both the magnetic flux and the torque-generating induction currents, is pressed onto a hollow support shaft 110, which at its end also forms the conveyor wheel 109 with the impeller channels 122, with a closing sleeve 109a in its end face is used.
A support bushing 111a is pressed into the hollow shaft 110 and is rotatably mounted in the output channel 120 of the housing part 102 with the aid of a graphite or nylon bearing ring 111.
The end of the impeller 109 carries a bearing bush 109b which is supported against the core 17.2 of the housing part 101 by the graphite or nylon bearing ring 113.
During operation, liquid is sucked in through the channel 120 and the axial cavity of the shaft 110, driven out through the impeller channels 122 of the impeller 109 and passes through the stationary Leitradka.näle 123 of the housing part 101 to the outflow channel 124.
Through the annular gaps 125a and 125b between the end of the impeller and the housing part 101, conveying fluid under pressure can reach the bearing ring 113 or into the annular space 127.
From the annular space 127, liquid can enter the annular gap between the rotor and the sleeve 105 through a filter 129 in order to reach an annular space 111b, from where it is returned to the bearing ring 111 and via the channels 111c to the low pressure channel 121.
The liquid used to lubricate the bearing ring 113 enters a central space 126 through channels 126a and is returned through the Kaxiäle 126b into the low-pressure channel 121.
In this exemplary embodiment, compensation for the hydraulic axial thrust forces on the rotor block formed by the rotor and the conveying element is provided. The entire pressure gradient occurs practically on the radial bearings whose diameters d and d2 are equal to each other. Within the circular cross section described by the radial bearing diameter, the same low pressure acts from both sides of the rotor block, which is thus compensated for.
Outside the same circular cross-section, the high pressure, which is also compensated for, acts from both sides of the block. This results in a practically complete compensation of the hydraulic axial forces. Due to a small difference in the bearing radii, however, it is easily possible to compensate for the hydraulic axial forces only to the extent that the remaining difference largely compensates for the weight of the rotor block and any magnetic axial pull that may be present.
The end sleeve 109a carries a ring gear 114 with which a bevel gear 115 at the end of a pin 116 can be brought into engagement by pressing the pin 116 against the force of the spring 117 into the housing, after which the pin 116 is rotated on the head 118 can be. The pin 116 is slidable in a sleeve 116a and could also be inserted at an angle to the axis of the shaft 110.
A union nut 119 normally covers the head 118 of this deblocking device and, in conjunction with the sealing ring 119b, prevents the delivery liquid from escaping.
The impeller 109 and the shaft 110, which are integrally connected to one another, can also be cast together with parts of the rotor 107, 108 here.