Motorpumpenaggregat Die Erfindung betrifft ein hermetisch ab gedichtetes 3vIotorpuinpenaggregat mit Flek- ironiotor.
In derartigen Vorrichtungen steht. das Fördermedium oft unabhängig von dem von der Pumpe erzeugten Druck unter hohem C\berdruek. Unter solchen Bedingungen wurde vorgeschlagen, den Motor in einem abgedich teten (-ehäuse anzuordnen, zu dem das unter dem vollen Systemdruck befindliche Förd:er- niedium Zutritt hat, so dass _V ellendichtungen zwischen Motor und Pumpe-überflüssig wer den.
Die bisher vorgeschlagenen Konstruk- tionen waren jedoch ziemlich kompliziert und daher schwieri-c@ in der Erzeugung und Var- timg.
Weitere Schwierigkeiten ergeben sich, wenn das Motorpumpenaggregat in einem hermetisch abgedichteten Fördersystem ein gebaut werden muss, das praktisch nicht. lecken darf; dies gilt insbesondere für die Förderung- von korrodierend wirkenden oder explosiven Medien bei erhöhten Temperatü- ren, bei denen jedes Lecken gefährlich ist.
In solchen Systemen ist die )V a.rtung schwierig und die Kühlung des Motors bedingt. weitere Probleme, insbesondere, wenn ein Aggregat von einfacher Konstruktion für den Betrieb bei den in Frage kommenden hohen Tempe raturen geeignet sein soll, Erfindungsgemäss ist nun ein hermetisch abgedichtetes Motorpumpenaggregat mit. einem umlaufenden Pumpenlaufrad, einem Pumpen gehäuse dafür, einem Elektromotor, dessen Läufer an beiden Enden Wellenstummel auf weist.
und mittels Lagern gelagert ist, wo bei das Laufrad auf einem der _Vellenstum- niel montiert ist, einem massiven rohrförmi- gen Motorgehäuse, das einen Stator enthält., in dessen Innenraum der Läufer angeordnet, ist, und Mitteln zum hermetischen Abdich ten des Ständers in dem Motorgehäuse und zur hermetischen Abdichtung des Motor gehäuses im Bereich des andern Wellenstum- inels, wobei das andere Ende des Motor gehäuses an dem Pumpengehäuse befestigt.
ist, gekennzeichnet durch Mittel zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem Innenraum des Ständers und dem Förder- mediumraum der Pumpe, so dass der Läufer in dem Fördermedium eingetaucht ist, einen das Motorgehäuse mit radialem Abstand um gebenden Aussenmantel, ein ausserhalb des Motorgehäuses, aber innerhalb des Aussen mantels angeordneter Kühlmittelweg, der mit dein Ständerinnenraum in Verbindung steht., und Mittel zur Umwälzung des Förder mediums durch den Ständerinnenraum und den Kühlmittelweg zwecks Kühlung des Mo tors und der Lager. Eine ausführliche Beschreibung der Er findung folgt an Hand verschiedener in den Zeichnungen beispielsweise dargestellter, be vorzugter Ausführungsformen.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt das obere Ende eines erfindungsgemäss ausgebildeten, hermetisch abgedichteten Motorpumpenaggre- gats.
Fig. 1,1 zeigt ebenfalls im Längsschnitt das untere Ende desselben.
Fig. \' ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt im Längsschnitt das obere Ende des hermetisch abgedichteten Motor- pumpenaggmegats der Fig. 1, wobei jedoch die dort gezeigte Lagerausbildung durch ein hydraulisch beaufschlagles Radiallager ersetzt. ist.
Fig. 3 < l zeigt im Längsschnitt das untere Ende des hermetisch abgedichteten Motor pumpenaggregats nach Fig. 1:1, wobei jedoch die dort gezeigte Lagerausbildung durch hy draulisch beaufschlagte Axial- und R.a:dial- lager ersetzt ist.
Fig. 4 zeigt im Längsschnitt das obere Ende eines hlotorpumpenaggregats nach einer andern Ausfühx7.tngsform der Erfindung, Fig. 4.4 ebenfalls im Längsschnitt das untere Ende desselben.
Fig. 5 zeigt im Längsschnitt. das obere Ende eines MotorpumpenaggTegats nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 < 1 ebenfalls im Längsschnitt das un tere Ende desselben.
Fig. 6 zeigt- in der Draufsicht in vergrö ssertem Massstab den in Fig. 5 dargestellten Anschlusskasten.bei abgenommenem Deckel.
Das in Fig. 1 und 1r1 dargestellte, herme tisch abgedichtete Motorpumpenaggregat ist. zum Einbau in einem Fördersystem bestimmt, das unabhängig von der Wirkung der Pumpe unter Überdruck steht.. Das Aggregat kann auch zur Förderung sehr gefährlicher Medien verwendet werden, weil infolge der Verwen dung des Fördermediums als Kühl- und Schmiermittel alle Aussenanschlüsse entfallen.
Der Motor hat. ein massives rohrförmiges Gehäuse 1 aus korrosionsfestem Material, z. B. korrosionsfestem Mahl, all dessen entgegen gesetzten Enden geeignete ringförmige End- platten 2 und 3 aus demselben Material ange schweisst. sind. Der Ständerkern -1 besteht aus einer Anzahl von ringförmigen Blechen aus geeignetem magnetischem Material, z. B. Eisen, die in dem Gehäuse 1 übereinander geschichtet sind und nach innen offene Nuten zur Aufnahme der Ständerw ieklungen 6 haben.
Die Ständerwicklungen 6 enden in Endwindungen 7, die von dickwandigen Zy lindern S bzw. 9 eingeschlossen sind, die vor zugsweise aus korrosionsfestem Material, z. B. korrosionsfestem Stahl, bestehen, und all ihren äussern Enden an die Endplatten '' bzw. 3 angeschweisst sind. All den innern Enden sind die Zylinder 8 und 9 in eine- Ringnut 10' je einen schweren ringförmigen Fingerscheibe 10 (Fi-. 1, 1A und 2) abge stützt, die an je einem der beiden Enden des Blechpaketes angeordnet sind.
Die Finger scheiben 10 dienen zur Festlegung der Stän- derbleche in dein. Gehäuse 1. Jede der Finger scheiben ist mit geeigneten, nach innen offe nen Nuten für die Durchführung der von dein Ständerkern -1 koninienden Ständerwieklun- gen 6 ausgebildet, wobei zwischen @,\ ieklungen und Nuten eine Isolierung 6' vorgesehen ist.
Am. Innenumfang der ringförmigen Finger scheiben 10 sind Ringe 1.1 vorgesehen, die die in den Fingerscheiheil ausgebildeten Nuten für den Durchtritt der Stä.nderwicklungen schliessen. Die Innenfliiche der Zylinder 8 und 9, die Ringe 11 und die Inlienfläehe des Ständerkernes 4 bilden daher für den Läufer eine den Motor durchsetzende kreisförmige Ausnehmung, die eine relativ glatte, unun terbrochene Umfangsfläche besitzt.
Ein dünn wandiger Zylinder 12, der vorzugsweise aus korrosionsfestem, unmagnetiseheni Material von hohem elektrischem Widerstand, z. B. aus korrosionsfestem Stahl, besteht, bewirkt , eine hermetische Abdiehtling des Ständer kernes 4 und seiner Wicklung 6 in dein Mo t.orgehä.use 1..
Der Zylinder 12 wird aal seiner Aussenfläche durch die vorstehend erwähnte ununterbrochene Umfangsfläche der kreis förmigen Ausnehinung, abgestützt und ist an f>eiden Enden an dünne Ringflansche 13 und 14 angeschweisst, die einstückig von den äusseren Enden der Zylinder 8 bzw. 9 vor stehen.
Die Verwendung der dünnen Ring flansche an den Zylindern 8 und 9 gestattet das Verschweissen des dünnwandigen Zylin ders 12 mit einem gleichartigen Material der fYleiehen Stärke, wodurch der Schweissvorgang vereinfacht. und die hermetische Abdichtung des Ständerkernes 1 und seiner Wicklung 6 in dem 3lotorgehä:use 1 gewährleistet wird.
Durch die vorstehend beschriebene Kon struktion wird ein massives, rohrförmiges Motorgehäuse geschaffen, das einen Ständer enthält, der mit Hilfe eines dünnwandigen Zylinders hermetisch in dem Motorgehäuse abgedichtet. ist. Der aus korrosionsbeständi gem unmaa etisehetn Material von hohem elektrischem Widerstand bestehende Zylinder hat nur einen vernachlässigbar kleinen Ein fluss auf die magnetischen Eigenschaften des Ständers. Da. der Zylinder dünnwandig ist, besteht zwischen Ständer und Läufer nur ein kleiner Spalt.
Damit der dünne Zylinder 12 äusserst. hohen Drücken ohne Bruch ge wachsen ist, ist er in der beschriebenen Kon struktion in seiner ganzen Länge abgestützt.
Ein im allgemeinen zylindrischer Läufer 15, der vorzugsweise aus korrosionsfestem magnetischem Material, z. B. aus korrosions festem Chromstahl, besteht und an seiner Aussenfläche mit geeigneten Nuten für eine häfigwieklung 16 ausgebildet ist, besitzt zu seiner drehbaren Lagerung die an einander entgegengesetzten Enden des Läufers be festigten Wellenstummel 17 und 18.
Die je auf der gleichen Seite. befindlichen Enden der Wicklungsstäbe 16 sind durch Ringe 19 (von denen nur einer gezeigt ist) miteinander verbunden, die an den Innenrändern der @Vieklungsstäbe anliegen. Vorzugsweise aus korrosionsfestem Material wie korrosions festem Stahl, bestehende Lagerhülsen 20 und 21 sind auf die -#V ellenstumm:el 17 und 18 des Läufers aufgeschrumpft und bilden eine harte, glatte Gleitfläche für die Querlager.
Die Lagerhülsen 20 und 21 laufen in Lager buchsen 22 und 23, die, je nach Art. des För- d:ermediums, vorzugsweise aus gepresstem Graphit oder gepresstem keramischem Mate rial bestehen. Die Lagerbuchsen 22 und 23 sind in mit Flanschen versehenen zylindri schen Hülsen 24 und 25 eingesetzt., in denen die Lagerbuchsen von Kappen 26 und 27 ge halten werden. Die die Lagerbuchsen 22 und ?3 enthaltenden zylindrischen Hülsen 24 und 25 sind mit Hilfe von kugeligen Warzen 24' und 25', die an der Aussenfläche der Hülsen '_'h und 25 vorgesehen sind, schwenkbar gela gert. Die Hülsen 24 und 25 liegen an der Innenfläche von gehärteten Einsatzringen 28' der Lagergehäuse 30 bzw. 31 an.
In den La gergehäusen 30 und 31 sind je zwei Zapfen 28 und 29 montiert, die in einander gegen überliegende übergrosse Löcher in den Hülsen 24 und 25 eingreifen, um diese in ihrer Lage festzuhalten, ohne jedoch ihr automatisches Ausrichten zu beeinflussen. Das Lagergehäuse ,0 hat, einen Aussenflansch, der an einem c Absatz der Endplatte 2 befestigt, ist, während das Lagergehäuse 31 einen mit der Endplatte 3 verschraubten Flansch 31' besitzt.
Der Axialschub des Aggregats wird mit Hilfe eines Laufringes 32 aufgenommen, der an dem Wellenstummel 18 befestigt ist. und zwischen den Längslagern 33 und 34 läuft, die vorzugsweise aus dem gleichen Material bestehen, wie die Lagerbuchsen. 22 und 23. Das Längslager 33 besteht aus einem ununter brochenen Ringkörper, der zweckmässig radial genutet und geschabt sein kann, so dass ein Lager üblicher Art mit verjüngter tragender Fläche erhalten wird, das in einer in dem Lagergehäuse 31 ausgebildeten Rinne mon tiert ist.
Dagegen stellt der in Fig. 1f1 ge zeigte Längslagerkörper 34 eines von mehre ren Kippsegmenten dar, das auf dem Trag organ 35 gelagert ist. Das Tragorgan 35 ist in einer ringförmigen Lagerrinne 35' ange ordnet, die auf einem ringförmigen Lager stützorgan 36 ruht. Dieser kann an der End- platte 3 mit denselben Schrauben befestigt sein, die auch das Lagergehäuse 31 an der Endplatte 3 befestigen.
Der Läufer 15 ist hermetisch dicht in einem dünnwandigen Zylinder 37 (Fig. 1) eingeschlossen, der ähnlich wie der Zylinder 12 ausgebildet und an beiden Enden mit dünnen Flanschen 38 (von denen nur einer gezeigt ist) verschweisst ist, die von Ringen 39 vorstehen, die ebenfalls aus unmagineti- schem korrosionsfestem Material, z. B. korro sionsfestem Stahl, bestehen. Die Ringe 39 sind an beiden Enden des Läufers angebracht und haben je einen Ringflansch 40, der über die abgesetzten Endteile der Wicklungsstäbe 16 nach innen vorsteht um diese in ihrer Lage und gegen den Verbindungsring 19 zu halten.
Jeder Ring 39 hat. einen zweiten dünnen Flansch 38', der an seiner Innen fläche mit einem ähnlichen Flansch des Läufers 15 verschweisst. ist., so dass die I%äfig- wicklung hermetisch in dem Läufer abgedich tet ist.
Da der Zylinder 37 unmagnetisch ist und einen hohen elektrischen Widerstand hat, hat er nur einen verna.chlässigbar kleinen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des Läufers; infolge seiner geringen Wand stärke bewirkt. er keine beträchtliche VerYrö- sserung des Spaltes zwischen dein Läufer 15 und dem Ständer 4, so dass, der elektrische Widerstandsgrad des Motors im wesentlichen unverändert bleibt. Der Zylinder 37 wird in seiner ganzen Länge von dem Läufer 15 und dessen Wicklung 16 und an beiden Enden durch die Ringe 39 abgestützt, so dass er äusserst hohen Drücken ohne Bruch gewach sen ist.
Die Pumpe besitzt ein Kreisellaufrad 40, das auf dem Motorwellenstummel 18 freitra gend jenseits des Querlagers 23 und der Längslager 33 und 34 montiert ist. Das Lauf rad 40 saugt die Förderflüssigkeit durch den an seinem äussern Ende befindlichen axialen Saugeinla.ss 41 an und drückt sie radial aus wärts über in dem Laufrad ausgebildete Ka näle in einen spiralförmig ausgebildeten Hohlraum 42 des Pumpengehäuses 44. Aus dem Hohlraum 42 tritt. die Flüssigkeit. durch ,die Drucköffnung 43 des Pumpengehäuses 44 heraus.
Ein Rückfluss der in dem Hohlraum 42 befindlichen Flüssigkeit zu dem Saug einlass 41 wird durch eine Labyrinthdichtung verhindert, die aus mehreren ringförmigen Vorsprüngen 45 eines Führungsringes 45' besteht, der mit Hilfe von Zylinderkopf- sehrauben 46 in dein Einlass 41 des Pumpen gehäuses 44 montiert ist. Die Vorsprünge 45 liegen dicht am Aussenumfang des Eintrittes des Laufrades 40.
In dem Laufrad 40 sind mehrere Kanäle 40'vorgesehen (von denen nur einer gezeigt ist), die den Sau-di-tiek der Flüssigkeit. \auf die andere Seite des Lauf rades 40 übertragen, so dass sie teilweise den. hydraulischen Schub ausgleichen, der sieh infolge der Anordnung nur -eines einzigen Radeintrittes ergibt. An der andern bzw. obern Seite des Laufrades ist. zwischen die sem und dem Lagerstützorgan 36 ein Hohl raum 42' ausgebildet. Eine\ Strömung der in, dem Hohlraum. 42 befindlichen Flüssigkeit.
in den Hohlraum 422' wird durch eine Laby- rinthdiehtung 47 verhindert, die ähnlich wie die vorstehend beschriebene Labyrinthdich- tung 45 ausgebildet ist.
Eine freie Strömung der in dem Hohl raum 42' befindlichen Flüssigkeit in den Motor wird durch eine Labyrinthdiehtung 48 verhindert, die ähnlich wie die Labyrinth- dichtung 47 ausgebildet ist. Die Labyrinth dichtung 48 ist, an einem dein Wellenstummel 18 benachbarten hülsenartigen Ansatz des Lagerträgers 36 ausgebildet.
Flüssigkeit kann jedoch durch die Labyrintlidiehtung 48 hin durchsickern und den Ständerinnenrauni 49 lind den Rest: des Läuferraumes des Motors ini wesentlichen unter dein vollen System druck füllen. Obwohl die Flüssigkeit den Läuferraum völlig anfüllt, ist sie von den Motorwicklungen , durch die vorstehend be schriebenen dünnwandigen Zylinder 12 und 37 getrennt.
Die Laby,rinthdiehtung 48 ge stattet zwar das Ansammeln der Flüssigkeit in dem Motor unter dem vollen Systemdruck, beschränkt dagegen jede - Verbindung zwi schen der in dem Hohlraum 42 und der in dem Motor befindlichen Flüssigkeit auf jene. die: @dureh Undiehtigkeit der Laby rinthdieh- tung verursacht wird.
Die obern Endwindungen 7 der Ständer- wieklung sind an nffnungen der Endplatte 2 durchsetzende Hauptklemmbolzen 59 ange schlossen. Die Hauptklemmbolzen 59 haben einen Vierkantkopf 59', der in eine recht eckig geformte Isolierhülse 60 passt., die vor zugsweise aus Isolierpr essstoff, z. B. einem. Phenolharz, besteht.. Die Isolierhülse 60 wird in der Öffnung der Endplatte 2 mit Hilfe einer Stoffbüchsensehrau.be 60' festgehalten.
Die Hauptklemmbolzen 59 sind in der End platte 2 mit Hilfe einer U-Ringdichtung 61' abgedichtet, die vorzugsweise aus elastischem Material, z. B. bewehrtem hochtemperatur- beständigem Gummi, besteht. j'm eine Aus dehnung der 1Tansehette 61' unter Druck möglichst hintanzuhalten, ist eine festsitzende Beilagscheibe 62 vorgesehen. Eine kräftige Abstützung der Klemmen. 59 ist durch den Isolierblock 62' gegeben, der vorzugsweise aus Isolierpressstoff, z.
B. einem Phenolharz, besteht und mit. Zy linderkopfsehra.uben 63 an der Endplatte 2 befestigt ist. Jeder Ha-upt- klemmbolzen 59 ist, schliesslich in der End- platte 2 mit einer Spannmutter 63' befestigt, die die ganze Anordnung festhält, dabei aber eine freie Bewegung der Manschette 61' zwecks Abdichtung gegen den Innendruck gestattet.
Geeignete Starkstromkabel können an Hilfsklemmen 64 angeschlossen werden, die ihrerseits an die Hauptklemmbolzen 59 mit Hilfe einer Lasche 64' angeschlossen sind, die vorzugsweise aus einem elektrischen Lei termaterial, wie Kupfer, besteht und an dem Stützblock 62' .durch (nicht gezeigte) Zylin- derkopfsehra.uben befestigt sein kann.
Bei dieser Anordnung erfolgt der wiederholte An schluss der Starkstromkabel nur an den Hilfs klemmen 64, die leicht ersetzt werden kön nen, nicht aber an den Hauptklemmbolzen 59, die nur mit >rossen Schwierigkeiten und Kosten ersetzt werden können.
In dem Stützorgan 30 für das obere Quer- lager ist- eine Mittelöffnung zum Einsetzen eines Augenbolzens in einen gewindetragen- den Teil des Läuferwellenstummels 17 vor gesehen, damit. das Herausnehmen des Läufers aus dem Motor erleichtert wird.
Die Mittelöffnung der Motorendplatte \? wird mit Hilfe einer in sie hineingesehraub- ten Schraubkappe 67 und zweier vorzugsweise aus elastischem Material, wie Gtunmi, be stehender O-Ringe 66 und 65 abgedichtet, die in entsprechenden Aussparungen der End- platte 2 bzw. des Lagergehäuses 30 sitzen und an dem Lagerstützorgan 30 bzw. der Kappe 67 angreifen.
Die Kappe 67 greift, an einem vorspringenden Flansch des auf einem Ab satz der Motorendplatte 2 sitzenden Lager gehäuses 30 an, so dass dieses starr festgehal ten wird. Zwei kleine konvergierend vor springende Flansche 68 und 69 sind an der Kappe 67 bzw. der Motorendplatte 2 befestigt und an den äussern Enden mit einer kleinen Dichtungsschweissung 70 verschweisst, so dass zwischen der Motorendplatte 2 und der Kappe 67 eine hermetische Abdichtung erhalten wird.
Der Motor kann jedoch nach Zer störung der kleinen Dichtungsschw eissung 70 und Abnahme der Kappe 67 auseinander genommen werden. Die Lecksicherheit der Dichtungsschweissung 70 kann geprüft wer den, indem man Helium oder ein anderes Gas unter Druck durch den Kanal 72 der End- platte 2 in den Ringraum 71 einführt und den Gasaustritt mit Hilfe eines massen spekt.rographartigen Lecksuchers oder der gleichen feststellt.
Der Eintritt des Gases in die übrigen Teile des Aggregats wird durch die vorstehend beschriebenen O-Ringe 65 und 66 verhindert. Nach der Lecksicherheitsprä- fung der Dichtungsschweissung 70 wird der Kanal 72 mit. Hilfeeines Schraubstöpsels 73 und einer festgeschweissten Kappe 74 ver schlossen.
Der Motor mit Lagern und Pumpenlauf rad wird als eine Baueinheit an dein Pumpen gehäuse befestigt., das bereits vorher fix in der Förderanlage eingebaut. werden kann. Zur Befestigung der Motoreinheit dient ein Spannring 75, der mit einem von der Motor- endplatte 3 vorstehenden Flansch 76 zusam- inenwirkt; dabei wird der Motor drttekdieht gegen das Pumpengehäuse. 44 angezogen.
Zwi schen .dem äussern Ende des Flansches 76 und dem Pumpengehäuse 44 wird eine Dichtung 77, vorzugsweise aus bildsamem Material, wie Kupfer, eingesetzt, uni den Motor gegen das Pumpengehäuse abzudichten. Die Diehtuiig- 77 wird von Bolzen 78, die den Spannring 75 durchsetzen und in das Pumpengehäuse 44 eingeschraubt. sind, druckdicht. gegen das Pumpengehäuse 44 gepresst.
Ausserdem wird der Motor mit Hilfe einer Dichtungsschwei- ssung 79 hermetisch gegen das Pumpen gehäuse 44 abgedichtet. Diese Dichtungs- schweissung 79 ist ähnlich ausgeführt wie die vorstehend zum Verschluss der Öffnung der 2vIotorendplatte 2 beschriebene Dichtungs- schweissung 70 und kann nach dem für diese beschriebenen Verfahren auf Leeksieherheit geprüft. werden.
Die kreisförmige Ausneh- mung am obern Ende des Pumpengehäuses 44 ist, im Durchmesser grösser als das Lauf rad 40, so dass der Motor mit. dem Laufrad 40 und, den die nachstehend beschriebene Wärme sperre bildenden Teilen ohne Beschädigung des Pumpengehäuses 44 eingesetzt und herausgezogen werden kann.
Die obige Konstruktion schafft ein herme tisch abgedichtetes Motorpu.mpena,ggreg@at, dessen Pumpengehäuse fix in dem Förder- rohrsystem eingebaut werden kann, wobei der Motor mit. .den Lagern und dem Pumpenlauf rad aber zur Wartung aus dem System herausgenommen werden kann. Dies ist in jenen Fällen von Vorteil, in denen das Aggregat zur Förderung von gefährlichen Medien verwendet wird, weil nun .die War tung des Aggregats in einem von dem För- dersystem und der Gefahr des Förder- inediums entfernten Raum vorgenommen wer den kann.
Die Dichttuzgsschweissung 79 kann ohne weiteres nach dem Einbau des Motors in das Pumpengehäuse hergestellt werden, weil sie keine Konstruktionsschweissung ist, die Spannungen aufnehmen muss, sondern nur eine Sicherung gegen das Lecken des Systems bei Versagen der Dichtung 77 dar stellt.
Die Lecksicherheitsprüfung der Dich tungsschweissungen 70 und 79 ermöglicht die Prüfung des Motorpumpenaggregats auf Lecksicherheit auch nach dessen Einbau in dem System, ohne dass das Aggregat in Be- trieb und das ganze System unter Druck e setzt werden muss, was bei einem gefähr lichen Fördermedium im Falle eines Lecks beträchtliche Gefahren mit sich bringen würde.
Bis auf die Dichtungsschweissungen 70 und 79 werden. alle Elemente des Motor- pumpena;,gregats während dessen Herstel lung angefertigt und können daher einzeln unter einem Vielfachen des Kenndruckes auf Lecksieherheit ---eprüft werden. Das Medium kann daher höchstens durch die Diehtun,-s- schweissungen 70 und 79 aus dem Aggre; at austreten.
Die Verwendung der O-Ringe \65 und 66 im Bereich der Kappe 67 und die Dichtung 77 bewirken eine wirksame Abdieh- tung der Öffnung am obern Motorende und der Trennstelle zwischen dem Motor und dem Pumpengehäuse. Ein in den bei der Diehtungsschweissung eingeschlossenen Raum, z.
B. 71, eingeführtes Gas tritt daher nicht in das Fördersystem ein, sondern bleibt in diesem Raum bei der Dichtungsschweissung, deren Leeksicherheit mit einem massen- spektrograph- oder andersartigen Leeksueher geprüft, werden kann.
Zur Verhinderung eines Wärmeüberganges von dem. in dem Pumpengehäuse 44 befind- liehen Medium auf das in dem Ständerinnen raum 49 und weiteren damit verbundenen Räumen des Motors befindliche Medium ist eine neuartige Wärmesperre vorgesehen. Diese besitzt ein mit ,einem Ringflansch versehenes zusammengesetztes Organ 80, das mit. Hilfe von seinen Fla.nseh durchsetzenden Zvlinder- kopfschrauben 81 an der Endwand 3 des Mo tors befestigt ist.
Das Organ 80 enthält dicht verschlossene Hohlräume 8? und 83. Der tote Luftraum der dicht verschlossenen Hohl räume 82 und 83 verhindert wirksam clen Übergang von Wärme von dem Pumpen gehäuse 44 auf das in dem Hohlraum 54 des Motors befindliche Medium. Zur Erhöhen- der Wirksamkeit der Wärmesperre können die Räume 82 und 83 mit einem bekannten Dä,mmstoff, z. B.
Glaswolle oder dergleichen, gefüllt. werden. Weiters wird der Wärme übergang von dem Pumpengehäuse 44 auf den Motor durch einen geschlossenen Hohl- f-ziuiii 84 in dem Lagerstützorgan 36 verhin dert.
Zur Abdichtung des Stützorganes 36 -gegenüber dem Organ 80 dient eine. im Quer sehnitt V-förmige Ringfeder 85, die einen Vnilauf des in dem Pumpengehäuse 44 be- findlielien Mediums unter Umgehung der La: liyi-inthdiehtung 48 durch die Längslager 3 3 inid 35 und durch die Trennstelle zwischen den Teilen 36 und 80 zurück in das Pumpen gehäuse 44 verhindert.
Wenn ein Kreislauf zwischen. dem in dem Pumpengehäuse 11 und dein in dem Ringraum 54 befindlichen Me dium möglich wäre, fände ein Temperatur ausgleich des Mediums statt und würde die Kühlwirkung des Mediums im Motor vermin- dert werden.
Zur Kühlung des Aggregats wird das im Motor befindliche Medium als Kühl- und Schmiermittel verwendet, und mit Hilfe eines Hilfslaufrades 50 (Fig. 1) umgewälzt, das vor der Lagerhülse 20 auf dein Wellenstu,in- inel 17 a.ufgepresst ist. _Das Hilfslaufrad 50 saugt. das Medium durch den Axialkanal 51 des Wellenstummels 17 und drückt es radial auswärts durch R.adialkanä.le des Stummels und des Laufrades 50. Der Hauptteil des Mediums fliesst. dann durch den Luftspalt zwischen.
Läufer 15 und Ständer 4. Der Rest fliesst durch das Lager 22 dieses schmierend und. kühlend hindurch nach oben in den Hohlraum 52 und kehrt. durch den Kanal :i1 zur Saugseite des Hilfslaufrades 50 z u- rück. Der Hauptteil des Mediums fliesst, nach clem Durehfluss durch den Luftspalt zum Teil durch einen Ringraum 53 zwischen dem La gerstützorgan 31 und dem dünnwandigen Zy linder 12 (Fig. lA) und dann durch einen Kanal des Organs 31 in den Hohlraum 54,
während der Rest an der Lagerbuchse 23 vorbei und durch Axiallöcher des Laufringes 32 au den Längslagern 33 und 34 vorbei in den. Hohlraum 54 fliesst, so dass das Quer lager 23 und die Längslager 33 und 34 ge schmiert. und gekühlt werden. Aus dein Hohl raum 51 fliesst das Medium in der Gegen- rieht.ung durch mehrere in der Umfangrieh- tung im Abstand stehende Kanäle 55 der Endplatte 3 in. eine entsprechende Anzahl von Rohrschlangen 56, die parallel zueinander wendelförmig um das Motorgehäuse 1 herum laufen.
Dann fliesst das Medium :durch Ka näle 57 der Motorendplatte 2 und des Lager stützorganes 30 in den Hohlraum 52 zurück:. Die Rohrschlangen 56 liegen satt am Motor gehäuse 1 an, so dass die in den Ständer bleehen erzeugte Wärme infolge der satten Anlage des Aussenumfanges derselben an der Tnnenflä.ehe des Motorgehäuses 1 und des Innenumfanges derselben am Zylinder 12 di rekt über einen aus massivem Metall. beste henden Leitweg in das Kühlmittel eintreten kann, das durch den Luftspalt des Motors und die Rohrschlangen umläuft.
Durch diese Anordnung wird die Wärmeabfuhr von dem Ständerkern 4 weit über jenen Wert hinaus gesteigert, der bei Kühlung des Motorgehäu ses 1 nur durch an seinem Aussenumfang umgewälzte Luft möglich ist. Ausserdem bil det das ganze Kühlsystem einen dicht abge schlossenen Teil des Motors und erfordert nach Einbau des hlotorpumpenaggregates keine Aussenanschlüsse.
Die Rohrschlangen 56 sind von einem mehrteiligen rohrförmigen Aussenmantel 58 umgeben, der an seinen Enden an die End platten 2 bzw. 3 .des Motors angeschweisst ist, so dass durch die obere Öffnung 58' ein Au ssenkühlmittel eingeführt, werden, in dem Ringraum zwischen Motorgehäuse 1 und Au ssenmantel. 58 umlaufen und durch eine un- tere Öffnung 56' (Fig. kA) austreten kann. Dadurch wird das in den Rohrschlangen 56 umlaufende Medium gekühlt, wenn das För- dermedium eine hohe Temperatur hat.
Die satt an dem Motorgehäuse 1 und dem Aussen mantel. 58 anliegenden Rohrschlangen 56 bil den einen natürlichen wendelförmigen Leit weg für dieses Aussenkühlmittel. Dieser Leit- weg bewirkt eine beträchtliche Beschleun.i- gung des Wärmeüberganges von dem in den Rohrschlangen 56 umlaufenden Kühlmittel auf das Aussenkühlmittel. Der wendelförmige Leitweg für das Aussenkühlmittel.
kann noch besser durch einen wendelföulnig gewickelten Streifen 85 bestimmt werden, der nach je vier Schlangen eingeschaltet ist und fest an dem Motorgehäuse 1 und dem Aussenmantel 58 anliegt..
Fig. 3 Lind <B>1</B>1 zeigen die Anordnung von liy draulisch bea.ufschlagten Lagern an Stelle der Quer- und Längslager des in Fig. 1 und 1A dargestellten Motorpumpenaggregats. Zum Ersatz des in Fig. 1 gezeigten obern Querlagers durch ein druckbeaufschla.gtes La ger wird das Lagerstützorgan 30 durch einen dxatckbeaufschlagt,en rohrförmigen Lagerkör per 30' ersetzt.
Der Lagerkörper 30' wird mit Hilfe eines daran ausgebildeten vorspringen den Flansches 34' und einer abgeänderten Endscheibe 67' festgehalten, die den Flansch 34' gegen den gleichen Absatz der Endplatte! 2 spannt, der in Fig. 1 zur Festlegung des Lagerstützorganes 30 dient. Die Endscheibe 67' ist in die Endplatte 2 eingeschraubt und durch zwei O-Ringe 65 und 66 gegen diese druckfest abgedichtet. Zum hermetischen Ab schluss des Aggregats dient eine Dichtungs- schweissung 70'.
An der Endplatte 2 ist auf geeignete Weise, zum Beispiel durch Verschraubung, ein Verteiler 20' befestigt, der zur Verteilung der Druckflüssigkeit dient, die von einer ex ternen Druckquelle über die Leitung 32' zu geführt und von dem Verteiler 20' auf meh rere Leitungen 21' (von denen eine gezeigt ist) verteilt wird. Jede der gekröpften Lei tungen 21' liefert die Druckflüssigkeit an Ka näle 23' und 27' der Endplatte 2 bzw. des Lagerkörpers 30'. Die Schnittebene der Fig. 3 ist gegenüber der Schnittebene der Fig. 1 verdreht, so dass der Kanal 23' der Endplatte 2 in Fig, 1 nicht sichtbar ist.
Beim Einbau gewöhnlicher Lager wird der Kanal 23' durch geeignete Mittel, zum Beispiel einen kleinen eingeschweissten Stöpsel, ausser Betrieb ge setzt. Der Kanal 27' führt die Druckflüssi;- keit in eine Druckkammer 22' ein, die: am Innenumfang des Lagerkörpers 30' mit Hilfe von Ringen 35' ausgebildet. ist, die auf geeig nete Weise, z. B. durch Schweissen an dem La gerkörper 30' befestigt sind.
In dem Kanal 23' ist. eine Zumessdüse 28' befestigt, die die dem Lagerkörper 30' zugeführte Flüssigkeitsmenge regelt. Der obere Lagerkörper 20 wird daher durch einen aus einer beste llenden Puffer abgestützt. Die Drnekflüssig- keit tritt.
am untern Ende der Dialekkammer 22' in das obere Ende des Stä.nderinnenrau- mes 49 ein, von wo es über die Kanäle 29' und 31' und die Leitung 36' zu der Druck quelle zurückfliesst. Von dem andern Ende der Druckkammer \'2' tritt die Flüssigkeit direkt. über die Leitung 36' zu der Druck quelle zurück. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Eintritt 51 des Hilfs laufrades 50 der Fiy. 1 mit Hilfe eines Stöpsels 37' ausser Betrieb gesetzt, der durch eine Zylinderkopfschraube 39' festgehalten wird.
Die in Fig. 1 gezeigten Kanäle 57 der Endplatte 2, die zu den Rohrschlangen 56 führen, werden durch geeignete Mittel, z. B. eingeschweisste kleine Stöpsel, ausser Betrieb gesetzt.
Die Rohrschlangen 56 sind in (in Fig. 3) nicht gezeigter \'eise an dem Verteiler 20' angeschlossen und dienen zur Zuführung von Dra ekflüssigkeit zu dem untern Quer lager und dem Längslager der Fig. 3t1, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Fig. 3A zeigt den Einbau eines hy draulisch beaufsehlagten Längs- und Quer lagers in dem in Fig. 1.1 dargestellten untern Teil des Motorpumpenaggregats. Zum Einbau dieser hydraulisch bea.ufsehlagten Lager wer den das Lagergehäuse 31 und das Lagerstütz organ 36 der Fig. 13 durch abgeänderte ring förmige Lagerstützorgane 87 und 88 ersetzt, die mit. der Motorendplatte 3 versehraübt werden.
Zu diesem Zweck verwendet man die gleichen Gewindebohrungen der Motorend- platte 3, die auch zur Befestigung der Teile 31 und 36 verwendet -erden. Der druck- bea.ufschlagte Lagerkörper 87' wird mit, nicht gezeigten Schrauben an dem Stützorgan 88 festgeschraubt..
Aus den Rohrschlangen.<B>56</B> wird Druckflüssigkeit über Kanäle 55 der Endplatte 3 in einen in dieser ausgebildeten Ringraum 55' voll rechteckigem Querschnitt geführt, der die: Flüssigkeit auf die versehic- denen Stellen der hi-dra.ilisch beaufschlagten Lager verteilt. Der Austritt, der Flüssigkeit aus dem Ringraum 55' in den Raum 94 wird durch ein Ringorgan 98 verhindert, das mit äeei'-zieten Mitteln, z.
B. durch Versehrau- bun- eines an seinem Aussenumfang vorge sehenen Gewindes mit einem entsprechenden. Gewinde der Endplatte 3 in letzterer liefesti;t wird. Das Stützorgan 88 hat. wenigstens einen Kanal 89, der über eine Bohrring der End- platte 3 mit dein Ringraum 55' in Verbin dung steht und aus diesem Driiekflüssigkeit dein Ringraum 90 zuführt, der an der Unter seite des Organes 88 im Bereich der .einen Fläche des Laufringes 92 für das Längslager ausgebildet ist.
In der Bohrung der Erid- platte 3 ist eine Zumessdüse 99 zur Regelung der dein Raum 90 zugeführten Flüssigkeits- nienge vorgesehen. Eine weitere Bohrung der Endplatte 3 dient zur Zuführung von Flüs sigkeit. aus dein Ringraum 55' über einen Ka nal 89' der Lagerstützorga.ne 87 und 88 in einen Ringraum 91, der in der der andern Seite des Laufringes 9\? benachbarten Fläche des Organes 87 ausgebildet ist.
In der Bohrung der zweiten Endplatte 3 befindet. sieh ebenfalls eine Zuin.essdüse 99 zur Rege lung der dem Raum 91 zugeführten Flüssig- keitsinengre. Der Lagerring 92 wird also von hydraulischen Puffern abgestützt, die durch die den Hohlräumen 90 und 91 zugeführte Flüssigkeit. gebildet werden.
Die an entgegen- (Mresetzten Seiten des Hohlraumes 90 austre tende Flüssigkeit. gelangt in die Ringräume 90' und 92' und weiter über die Kanäle '.)7' und 88' in den untern Teil. 97 des Ständer innenraumes.
Von der einen Seite des Raumes 91 tritt die Flüssigkeit in. den Raum 90' und von dort. über den Kanal 97' in den Rauin <B>9,7.</B> Von der entgegengeseizten Seite des Raumes 91 tritt die Flüssigkeit in den Raum 93' und weiter über den Kanal 93 in den Raum \)1. Aus dem das untere Ende des Lagerstütz organes 87 unigebenden Ringraum 9.1 fliesst die Flüssigkeit über einen Kanal.. 91' des obern Lager.stützorganes 88 in den. untern Teil f) 7 des Stä.nderinnenraumes. Mit.
dein Ringraum 55' der Endplatte 3 ist. ein wei terer Kanal (nicht gezeigt) verbunden, der jedoch keine Düse enthält und Flüssigkeit irt einen Ringrauer 95 von reeliteekigem Quer- schnitt in dein Organ 88 abgibt. Aus dein Raum 95 wird die Flüssigkeit. über mehrere Kanäle 95' mehreren am Innenumfang des Organes 87' um die Querlagerhülse 21 herum ausgebildeten Druckkammern 96 zugeführt.
Die um die Lagerhülse 21 des Wellenstuiu- niels 18 herum angeordneten Druckkammern 96 bewirken daher eine Abstützung der La: gerhülse 21 durch einen Druckflüssigkeits puffer. Jeder Kanal 95' enthält eine Zumess- düse 96' zur Regelung der der betreffenden Druckkammer 96 zufliessenden Flüssigkeit. Von den Druckkammern 96 fliesst die Flüssig keit einerseits direkt und anderseits über den Raum 92' und den Kanal 88' in den Raum 97.
Von dein Raum 97 fliesst die Flüssigkeit in den Stä.nderinnenra,um 49, wo sie den Läufer 15 und den Ständer kühlt, und weiter über die Kanäle 29' und 34' (Fug. 3) und den Kanal 36' zu der Druckquelle. Im übrigen entspricht das Motorpumpenaggregat und seine Wirkungsweise der an Hand der Fig. 1 und<B>1,1</B> gegebenen Beschreibung.
Auf diese Weise wird ein abgedichtetes llotorpumpenaggregat mit zwei verschiede nen Lagertypen geschaffen, die untereinan der ausgetauscht. werden können. Bei Ver wendung von druekbea-iifschlagten Lagern in dem Motorpumpenaggrega.t. wird das durch die Labyrinthdiehtung austretende und. den Ständerraum füllende Medium als von aussen unter Druck gesetzte Druckflüssigkeit ver wendet.
Vorzugsweise wird eine externe Druckerzeugungsvor riehtung verwendet, so dass die Druckflüssigkeit auch während des Anlaufens des Motorpumpenaggregats den Lagern zugeführt. werden. kann.
Ausserdem ist die externe Druekerzeugungsvorrichtung 2n die Leitungen 36' und 32' der Fig. 3 her- inetisch angeschlossen, um die Gefahr eines Austrittes von Flüssigkeit aus dein Förder- systein auf ein Minimum zu verringern und ein hermetisch abgedichtetes Aggregat zu er- .halten.
Fig.1 und 1r1 stellen eine andere Ausfüh rungsform der Erfindung dar, die bis auf bestimmte Merkmale der Kühlung derjenigen ()-einäss Fig. 1 und 1A entspricht. Da dieses Aggregat ähnlich wie das in Fig. 1 und 1_1 dargestellte konstruiert ist, wird mit Aus nahme der wesentlichen Änderungen nur eine allgemeine Beschreibung gegeben.
Das Aggregat. besteht. aus einem massiven rohrförmigen Motorgehäuse 101, an dessen entgegengesetzten Enden ringförmige End platten 102 und 103 angeschweisst sind. Mit Hilfe eines dünnwandigen Zylinders 112 sind die mit Nuten für geeignete Wicklungen 106 versehenen Ständerbleehe 101 in dem Motor gehäuse 101 hermetisch abgedichtet. Der Z-,-- linder 112 wird von den Ständerblechen, den Endzylindern 108 und 109, Fingerscheiben 110 und Ringen 111 ähnlich wie gemäss Fig. 1 und 1A abgestützt..
Am einen Ende des Stän ders sind die Endwindungen 107 (Fig. 4) von einem Aussenzylinder 105 umgeben, der am einen Ende in einer Ringnut. 110' der Finger scheibe<B>110</B> abgestützt und am andern Ende an dem Ring 105' angeschweisst. ist, der sei nerseits an seinem Innenumfang an dem Stützzylinder 108 angeschweisst ist.
Ein ähnlich wie der Läufer 15 der Fig. 1 und 1A ausgebildeter Läufer 115 ist. ähnlich wie jener mit. einem dünnwandigen Zylinder <B>137</B> abgedichtet und hat an entgegengesetzten Enden Wellenstummel 117 und 118, auf denen je eine Querlagerhülse 120 und 121 aufgeschrumpft ist, die in einer Lagerbuchse 122 bzw.123 läuft. Die Anordnung der Lager buchsen 122 und 123 ist ähnlich wie die der Lagerbuehsen 22 und 23 der Fig. 1 und<B>1.1;</B> sie werden von Stützorganen 130 und 131 ab gestützt. Das Stützorgan 130 ist mit. geeigne ten Mitteln, z.
B. einen Auswärtsflansch des Stützorganes 130 durchsetzenden Schrauben, an der Motorendplatte 102 befestigt. Das Stützorgan 130 dient- ausserdem zum Ver- schluss der Öffnung der Motorendplatte 102 und kann mit einer kleinen Schweissnaht 170 abgedichtet werden, die jedes Lecken durch die Öffnung der Endplatte 102 verhindert. Der Axialschub wird durch den Laufring 132 des Wellenstummels 118 und die mit ihm zu sammenwirkenden Längslager 133 und 13-1 aufgenommen, die ihrerseits von den Organen 131 bzw. 136 abgestützt werden.
Diese :Xn- Ordnung entspricht der an Hand der Fig 1.1 beschriebenen Anordnung des Laufringes 32 und der Lager 33 und 31.
Ein auf dem Wellenstummel 118 montier tes umlaufendes Kreiselpumpenlaufrad 110 arbeitet. in der gleichen Weise wie das Lauf rad 40 der Fig. 1.1: Es saugt Flüssigkeit durch den Eintritt. 141 in das Pumpen gehäuse 111 und gibt sie durch den Austritt 113 ab. In dem Laufrad 110 sind mehrere Kanäle 110' (von denen mir einer gezeigt ist) vorgesehen, die den Saugdruek der Flüs sigkeit auf den Hohlraum 112' auf der an der Seite des Laufrades 110 übertragen, so dass der hydraulische Sehub des Laufrades 110 teilweise ausgeglichen wird.
Die Laby- rinthdichtung 117 verhindert die freie Strö mung der Flüssigkeit aus dem Pumpenhohl.- ra.um 112 in den Hohlraum 14?'. Die Flüssig keit in dem Hohlraum 112' ist. an der freien Strömung in den Motor hinein durch die La byrinthdichtung 148 gehindert, kann jedoch hindurchsickern, so dass der Ständerraum 149 und weitere damit verbundene Räume des Motors mit Flüssigkeit gefüllt. wird, die praktisch unter dem Systemdruck steht.
Das Motorgehäuse 101 ist mit Radialabsta.nd von einem massiven Aussenrohr 156 umgeben, das am einen Ende an dein Pumpengehäuse 141 angeschweisst ist (Fig. 4-1).
Das Motoraggregat mit dem Gehäuse 101, den Lagern, dem eigentlichen Motor und dein Pumpenlaufrad wird an dem vorher in dein Fördersystem eingebauten Pumpengehäuse 156 befestigt. Zu diesem Zweck dient ein Spannring 175 (Fig. 4), der mit einem schweren Ring 158 verschraxibt ist, der auf geeignete Weise, z. B. durch Schweissung, an dem Mantelrohr 156 befestigt ist.
Der Spann ring 175 wirkt mit einem Flanseh 176 der Motorendplatte 102 derart zusammen, dass das Motoraggregat. druekdicht gegen das be- na:ehba.rte Ende des Mantelrohres 1:56 ange zogen wird. Eine vorzugsweise aus bildsamem. Metall z.
B. Kupfer, bestehende Diehtung 177 ist, zwischen dein Flanseh 176 und dem obern Ende des Mantelrohres 156 eingesetzt und ergibt eine di-itekfeste@ Abdichtung. Zur hermetischen Abdichtung des Motoraggregats an dem Mantelrohr<B>156</B> dient eine kleine Diehtungsschweissung 179, die der Abdich- tungsschweissung 70 der Fig. 1 entspricht, und ähnlich wie für diese an Hand der Fug-. 1 beschrieben,
auf Lecksicherheit ge- prüft. werden kann. Der Einführungskanal für das Helium ist jedoch in Fig. 4 nicht ge zeigt.
Die Kühlung und Schmierung des in Fig. 4 und 4A dargestellten Aggregats ist ähnlich wie gemäss Fig. 1 und 1A vorgesehen, jedoch zwecks Verbesserung ihrer Funktion abgeändert. Ein Hilfslaufrad 150, das vor der Querlagerhülse 120 auf dem W ,ellen- stummel 117 aufgeschrumpft ist, fördert den Hauptteil der Flüssigkeit durch den Ring raum zwiselien Ständer und Läufer, während der Rest an dem Lager 122 vorbei aufwärts fliesst und zur Saugseite des Hilfslaufrades 150 zurückkehrt.
Nach dem Durchfluss durch den Ringraum zwischen Läufer und Ständer fliesst der Hauptteil der Flüssigkeit an dem. Lager 123 und den Lagern 133 und 134 vor bei in den Hohlraum 93 und weiter durch den Ringraum 155 zwischen Motorgehäuse<B>101</B> und Mantelrohr 156 und durch Kanäle 157 der Motorendplatte 102 und des Lagerträgers 130 zur Saugseite des Hilfslaufrades 150 zu rück. Die Konstruktion der Fig. 1 und 111 wurde also etwas vereinfacht., indem die Rohr schlangen 56 der Fig. 1 und 1A durch den Ringraum 155 ersetzt wurden.
Eine wirksame Kühlung ist trotzdem gewährleistet, weil der Querschnitt des Ringraumes 155 nur klein ist, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der an dem Motorgehäuse 101 entlangfliessenden Flüssigkeit und daher auch die Wärme abfuhr von dem Motorgehäuse 101 an die Flüssigkeit erhöht wird.
Für den Ständer 104 kann ein Aussen kühlmittel, vorzugsweise ein Isolieröl, vor gesehen werden, das in den Ständerringraum 161 durch einen Einlass<B>160</B> eingeführt wird, der die Endplatte 102 und den Ring 105' durchsetzt. In dem Ständerringraum 161 läuft das Kühlmittel um die darin angeord neten Endwindungen 107 herum und fliesst weiter durch eine Anzahl von Längsschlitzen <B>162,</B> die, an dem Innenumfang des Ständers 104 ausgebildet und von dem Zylinder 112 abgedichtet sind, zum entgegengesetzten Ende des Ständers.
Darauf tritt das Kühlmittel in einen Ringraum 163, in dem es um die Endwindungen 107 am andern Ende der Ständerwicklung 106 heriuufliesst und ge langt dann auswärts um das freie Ende des anderseits an der Fingerscheibe 110 (Fug. 411) angeschweissten Leitrohres 163' und durch die in den Ständerblechen 104 und auf der Seite des Motorgehäuses 101 ausgebildeten Längsschlitze 16.1 sowie durch den Austritt 165 der Motorendplatte 102 zu der externen Quelle zurück.
Das vorstehend beschriebene Ständer kühlsystem bewirkt eine gute Kühlung des Ständers und seiner Wicklungen, ist aber dabei relativ einfach und leicht herstellbar. Beim Durchfluss durch viele kleine Längs schlitze am Innenumfang des Ständers be streicht das Kühlmittel eine grosse Fläche des Ständers, wobei der kleine Querschnitt dieser Schlitze eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels erzwingt, so dass eine wirk same Kühlung des Ständers erzielt wird, ohne dass das Aggregat als Ganzes grösser oder komplizierter gestaltet wird. Ausserdem steht Blas Kühlmittel mit der Aussenfläche des dünnwandigen Zylinders 112 in Berührung, der den Ständer in dem Motorgehäuse ab dichtet.
Auf diese Weise trägt das Kühlmittel auch zur Kühlung des übrigen Teils des Aggregats bei, indem es von der im Ständer raum umlaufenden Flüssigkeit Wärme ab führt. Durch die Rückführung der Flüssig keit zu der externen Quelle über die am Aussenumfang des Ständers vorgesehenen Längsschlitze wird eine zusätzliche Berüh rungsfläche zwischen Flüssigkeit und Stän der erhalten, über die weitere Wärmemengen von dem Motoraggregat. abgeführt werden.
Fig. 5 und 5,1 zeigen eine weitere Aus führungsform der Erfindung, die der der Fig.1 und 1A. ähnelt, jedoch eine druckfest abgedichtete Klemme für die Ständerwicklung und eine besonders einfach konstruierte Wärmesperre aufweist. Im allgemeinen ist die Konstruktion die gleiche wie in Fig. 1 und 1,1, und es werden nur jene Elemente beschrieben, die wesentliche Unterschiede aufweisen. An beiden Enden eines massiven rohrförmigen Motorgehäuses 201 sind ring förmige Endplatten 202 und 203 ange schweisst.
In dem Motorgehäuse sind mit einer geeigneten Ständerwicklung 206 ver sehene Ständerbleche 204 mit Hilfe eines dünnwandigen Zylinders 212 hermetisch ab gedichtet, der von den ringförmigen Anord nungen abgestützt wird, die aus den Zylin dern 208 bzw. 209 und den Ringen 211 an der Innenseite de=r Fingerscheiben 210 bestehen. Diese Abdichtung des Ständers 104 entspricht der an Hand der Fig. 1 und MA beschriebe nen Abdichtung des Ständers 4 im Motor- gehäuse 1.
Ein Läufer 215 enthält eine e eignete Käfigwicklung 216 und weist an ent gegengesetzten Enden Wellenstummel 217 und 218 auf; er ist mit Hilfe eines dünn wandigen Zylinders 237 hermetisch abgedich tet, der seinerseits gegen schwere Ringe 239 abgedichtet. ist, die an beiden Enden des Läufers 215 angeordnet sind. Diese Konstruk tion entspricht der an Hand der Fig. 1 und 1f1 für die hermetische Abdichtung des Läu- f ers<B>15</B> in dein dünnwandigen Zylinder 37 beschriebenen Ausführung.
Auf den Wellen- stummeln 217 und 218 sind geeignete Quer lagerhülsen 220 und 221 aufgeschrumpft und drehbar in Lagerbuchsen 222 bzw. 223 gela gert. Diese sind in geeigneten Gehäusen ein geschlossen, die von den Organen 230 bzw. 231 abgestützt werden, die ihrerseits, wie an Hand der Fig. 1 und 1 < 1 beschrieben, an. den entsprechenden Endplatten 202 und 203 mon tiert sind.
Der Axialsehub des Aggregats wird mit Hilfe eines Laufringes 232 und mit ihm zu sammenwirkender Kippsegmente 233 und 234 aufgenommen. Diese werden von den Orga nen 231 bzw. 236 abgestützt, wobei das Organ 236 starr mit der Motorendplatte 203 ver schraubt ist.
Die vorstehend beschriebene Anordnung zur Aufnahme :des Axialsehubes des Aggregats entspricht der an Hand der Fi-. 1 und 1.1 beschriebenen Ausführum, , wobei jedoch der ortsfeste Lagerring 33 der Fig. 1A durch ein Kippsegnientlängslager 233 ersetzt wurde, das dem Längslager 34 der Fig. 1A ähnelt.
Ein Kreiselpunipenlaufrad 240 saugt die Flüssigkeit. an seinem Eintritt. 241 im Pum pengehäuse 244 an und drückt sie radial aus wärts durch den Ringrau.in 2.12 und aus der Austrittsöffnung 243 des Pumpengehäuses 244 hinaus. In dem Laufrad 240 sind mehrere Öffnungen 240' (von denen nur eine gezeigt ist) vorgesehen, die den Saugdruck der Flüs sigkeit auf den Ringraum 242' an der andern Seite des Laufrades 240 übertragen, so dass der -hydraulische Schub des Laufrades 2-10 teilweise ausgeglichen wird.
Die im Raum 242 befindlielie Flüssigkeit wird durch die La-by rinthcliehtung 2-17 am -C beitritt in den Hohlraum 242' gehindert.
Die in dem Hohlraum 242' befindliche Flüssigkeit. wird durch die La.by rinthdichtung 248 an der freien Strö- inung in den -Motor _-gehindert, kann jedoch durch diese Drehtun - hindurehsiekern, so dass der Ständerinnenraum 219 und weitere Räume des Motors mit Flüssigkeit gefüllt wird, die im, w esentliehen unter \ dem gleichen Dritek steht, wie die Flüssigkeit in dem Raum 242.
Die den 3lotor anfüllende Flüssigkeit ist. von den -Motorwicklungen durch die dünnwandigen Zylinder 212 und 237 isoliert, die die Motorwicklung dicht ab- schliessen.
Die Öffnung der ;1-lotoreiidplatte 202 ist mit einer Sehra.ubkappe 266 und dem v or- zugsweise aus elastiseheni Material z. B. Neopreis (11arkenprodukt ), bestehenden O-Ring 265 abgedichtet. Die Kappe 266 hält auch das Lagerstützorg an 230 an Ort und Stelle.
Die Kappe 266 und die Motorendplatte '202 sind mit Hilfe einer Diehtungsseh\vei- ssung <B>270</B> hernietiseh. abgedichtet, die der Dich tungssehweissung 70 der Fig. 1. und 1A ent spricht und iiaeli dem gleichen Zerfahren wie diese auf Leeksieherheit geprüft \-erden kann.
Das Motoraggregat mit den Lagern und dein Pumpenlaufrad ist mit Hilfe des Spann- ringes 275 und des mit ihm zusammenwirken den, von der Motorendplatte 203 vorstehen den Flansches 276 an dem Pumpengehäuse 244 befestigt. Die Schrauben 278 dienen zum druckdichten Anziehen des Motoraggregats gegen das Pumpengehäuse 244, wobei zwi- sehen beiden Teilen eine Dichtung<B>277</B> aus Kupfer oder dergleichen angeordnet ist.
Das Motoraggregat und das Pumpengehäuse 244 sind mit einer kleinen Diehtungssehweissung \?79 hermetisch abgedichtet, die in ihrer Aus führung der Diehtungssehweissung 79 der Fig. 1 < 1 eiitsprieht und nach dem gleichen Verfahren wie die Diehtungssehweisstmg 70 der Fig. 1 auf Leeksieherheit geprüft werden kann. ,
Das Hilfslaufrad 250 wälzt die in dein Ständerinnenratini 249 befindliche Flüssig keit durch den Luftspalt zwischen Läufer 215 und Ständer 204 um. Ein Teil der von dein Laufrad 250 abgegebenen Flüssigkeit. fliesst, durch das Lager 222 vorbei, während der grössere Teil durch den Luftspalt und weiter an der I,agerhülse 221 und den Längs lagern 233 und 234 vorbeifliesst. Die Flüssig keit. fliesst. dann weiter in. den Ringraum 286 und tritt. von dort durch Kanäle 255 der I',ndplatte 203 in die Rohrschlangen 256 ein.
Die in den Rohrschlangen 256 umlaufendes Flüssigkeit kühlt den Ständer 204 und kehrt darin über die Kanäle 257 der Endplatte 202 und des Stützorganes 230 in den Eintritt 251 des Hilfslaufrades 250 zurück.
Die Rohrschlangen 256 sind von einem, mehrteiligen rohrförmigen Aussenmantel 258 umgeben und liegen einerseits an dem Motor gehäuse 201, anderseits an dem Aussen- nianteI 258 satt. an.
Somit stehen die Rohr- schIangen mit dem --#lotorgehäuse. und dein Aussenmantel in fester metallischer Be- i@ülirtin--, so dass für die in dem Ständer er zeugte Wärine durch die metallischen Teile ein direkter Leitweg zti dem Kühlmittel vor handen. ist. und die Wärme nicht. an dem Se- Izunulärldililmittel vorbeifliessen kann, das die hohrsehlangen 256 an der Aussenseite be streicht.
Durch die satte Berührung zwischen den Rohrschlangen 256 einerseits und dein Motorgehäuse 201 und dem Aussenmantel 258 anderseits wird ausserdem ein wendelförmi- ger Leitweg für ein Aussen- oder Sekundär kühlmittel geschaffen, das durch eine am einen Ende des mehrteiligen Gehäuses :?58 im Bereich der Endplatte 202 vorgesehene Eintrittsöffnung 228 eingeführt und durch eine am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 258 befindliche Austrittsöffnung 238 zu der externen Quelle zurückgeführt wird.
Das Se ktindärkühlmittel bestreicht. daher die Rohr schlangen 256 im Gegenstrom zu der darin fliessenden Flüssigkeit, so dass eine wirksame Kühlung der in dein :Kühlsystem umlaufen den Flüssigkeit erzielt. wird, wenn das Mo torpumpenaggregat in einem System einge baut wird, das heisst Flüssigkeiten fördert. Ein weiteres Merkmal dieses Kühlsystems besteht darin, da.ss die gesamte dem Förder- system entnommene Flüssigkeit, die sieh .in dem Kühlsystem befindet, innerhalb des Aussenmantels 258 verbleibt und keine Aussenanschlüsse für die Förderflüssigkeit erforderlich sind.
Dies ist. besonders wichtig, wenn die Förderflüssigkeit. sehr gefährlich ist und jedes Lecken vermieden werden muss.. Alle Elemente des Kühlsystems des Motor aggregats werden während der Herstellung desselben montiert und können daher einzeln unter einem Vielfachen des Systemsdrtickes geprüft werden.
Die obern Ständerendwieklungen <B>207</B> (Fig. 5) sind an konische Klemmbolzen 259 angeschlossen, von denen in dein dargestell ten Drehstrommotor drei vorgesehen sind. Die Bolzen 259 durchsetzen Öffnungen der Motorendplatte 202. In jeder .dieser öffnun- gen ist. eine konische Hülse 261 mit. einem Auswärtsflansch eingesetzt, der an einem entsprechenden Absatz der Öffnung der End- platte 202 angreift. Die Hülse 261 ist in der Öffnung mit.
Hilfe eines kleinen, vorzugs weise, aus elastischem Material, wie Neo- pren , bestehenden O-Ringes 264 und einer Stopfbuchsenschraube 271. abgedichtet. Jeder der konischen Klemmbolzen 259 ist. in seiner Kegelhülse 261 mit Hilfe einer konischen Diehtungs- und Isolierhülse 260 abgedichtet, die vorzugsweise aus elastischem Isolierinate- ria.l, z. B. Nylon, besteht, und wird mit Hilfe eines brückenförmigen Teils 262, der vor zugsweise aus Isolierstoff, z.
B. einem Kunst- barzpressstoff, besteht, und einer auf dem Klemmbolzen 259 (Feg. 5 und 6) befindlichen Mutter 263 druekdieht gegen die Kegelhülse 261 angezogen. Auf der andern Seite der Endplatte 202 ist für jeden Klemmbolzen (Feg. 5 und 6) eine Platte 272 vorgesehen, die vorzugsweise aus elektrischem Leiter material, z. B. Kupfer, besteht und starr auf einem geeigneten Isolierblock 273, z. B. aus Kunstharzpressstoff, montiert ist, der seiner seits auf beliebige Weise, z.
B. durch (nicht gezeigte) Schrauben, starr an der Motorend- platte 202 befestigt ist. Jeder Kegelbolzen 259 ist an die entsprechende Platte 272 über einen flexiblen Leiter 274 aus verletztem oder lamelliertem, elektrischem Leitermate rial, z. B. Kupferlitze, angeschlossen, der seinerseits an einem Stift 245 auf der Platte 272 befestigt ist. Auf jeder Platte 272 ist ein Hilfskleinmbolzen 246 vorgesehen, an dem .ein Speiseleiter 290 befestigt werden kann. Die Klemmen sind von einem mehr teiligen Gehäuse 291 umschlossen, das mit einem abnehmbaren Deckel '392 versehen ist, der :den Zugang zu den Klemmen ermöglicht.
Bei dieser Anordnung wird die zur Befesti gung des Speiseleiters verwendete Kraft nicht. auf die Klemmbolzen 259 übertragen, da der Speiseleiter an einem eigenen Hili'a- klemmbolzen befestigt wird, der seinerseits über einen flexiblen Leiter an .den eigent lichen Klemmbolzen angeschlossen ist. In den bekannten Konstruktionen ergaben sieh Schwierigkeiten, weil die Abdichtung bei jedem Anschluss und jeder Abnahme der Speiseleiter betroffen wurde, so dass beim Bruch der den Ständer einschliessenden dünnwandigen Zylinder ein Flüssigkeitsaus- tritt an den Klemmen möglich war.
Ferner sind Mittel vorgesehen, die einen Austausch der den Klemmbolzen in der lIo- torendplatte abdichtenden Dichtungshülse 260 ermöglichen, ohne dass der Klemmbolzen 259 betroffen wird. Dies ist in einem Motor mit liernietiseli dielet im Üehäuse sitzenden Ständer von Bedeutung-. Zum _#ustauseli der Bolzendiehtung brauchen nur der flexible Leiter '74,
die Mutter ''63 und der brüekeri- förniige Teil 262 von der Klemme entfernt zti werden. Nach Abnahme der ',#,'topfbuehsen- schraube 271 und der Hülse 'r61 kann die konische Dichtung '360 entfernt erden.
In den bekannten Kori sti@ttkt ion(,n muss man wegen der Kegelform des Klemmbolzens zuerst die sen von der Innenseite des Motorgehäuses her entfernen, ehe der 1)ielitilngsi-in- ausze- tauselit. werden kann.
Dazu ist .es notwendi'-, die hermetiselie Abdielituii-- des Ständers ;,n zerstören, zu welehent Zweck das Aggregat auseinandergenommen -erden muss, damit die Dichtungsorgane zur herenetisehen Ab dichtung des Ständers zu--än;-lich werden.
Die vereinfachte Wärmesperre besteht. in dieser Ausführungsfoirn der Erfindung aus dem Lagerstützor;gan 236 mit seinen @Hohl- räumen 283 und 284, deren dichter Abschluss durch die Ringscheibe 236' bewirkt wird, die über den Ilohlräumen ein dein Organ 236 an geschweisst ist.
Die in den Hohlräumen 283 und 284 enthaltenen toten Lufträume wirken als Sperre für den -N%'ärmeüberan;- von der in dem Pumpengehäuse auf die, in dem Stä-n- derinnenraum befindliche Flüssigkeit. Zu sammen finit einem Teil des Pumpengehäuses 2.1:
I umschliesst das Lagerstützorgan '-? 36 einen Ringratten 282, zu dein die in dem ring förmigen Pumpenratten 242 befindliche Flüs sigkeit über die Fuge 280 beschränkten Zu tritt hat, während der Ringraum 282 dureli die dicht verschraubte Fuge 286' gegen deti Hohlraum 286 des Motoraggregats abgeschlos sen ist.
Dieser mit stehender , Flüssigkeit ge füllte Hohlraum 282 wirkt ebenfalls als Wärmesperre gegen den Übergang von _NVä.rme aus der in dem Ringraum 242 zu der in dem Raum 286 befindlichen Flüssigkeit. Durch die dichte Verbindung des Lager:
stütz- organes 236 mit der Motorendplatte 203 wird die Flüssigkeit. am Umlauf von dem Hohl raum \?42' an der Labyrintlidiehtung 248 vor bei durch die Längslager 233 und 234 und den Hohlrauen 286 und zurück zu dem rin @,,- t\tii-nii,#en Pumpenranni 4'2 verhindert. Dureh die Beseitigung jedes derartigen Umlaufes in diesem Raum wird die Flüssigkeit.
im Motor aiif einer wesentlieh niedrigeren Temperatur -elfalten als die Flüssigkeit in der Pumpe, da Wärme mittels Flüssigkeit nur bei Leeken der L abyi-inthdiehtirnr ?48 durch diese hin durch übertragen werden kann.
Dadureh, dass ein Teil der Wärmesperre, eiiistücki- mit dein Lagerstüt.zorgan \?36 aus- ,-ebildet \und das Pumpengehäuse ?44 und das Lamer:stützorgan ?36 zur Bildung des restliehen Teils der Wärmesperre verwendet wird, dient dieses eine Organ dem gleichen Zweck, für den in 11g. 1.1 die beiden Organe :;
6 und 80 verwendet werden, so da.ss die Kon struktion vereinfacht wird. Durch den dich ten Anschluss des Lagerstützorganes \?36 an die Endplatte .\303 wird die Ringfeder 85 (Fig-. 1z1) überflüssig, die in der Herstellung schwierig ist und im Betrieb versagen kann.
In Fig. 1, 1:1, 4 4d, 5 und 5.1 wurden einfach herstellbare Motorpumpenaggregate dargestellt, die vol=lständig a.bgediehtet sind, so dass sie in Fördersystemen arbeiten kön nen, in denen praktisch kein Lecken zulässig ist.
Die Aggregate sind für einen Betrieb be stimmt, in dein der Motor in dem Förder- inedium eintaucht, wobei die Motorwieklun- gen durch eine einzigartige hermetische Ab- niehtLin- von dem Fördermedium isoliert sind. Zur Schmierung des Aggregats und zur Kühlung- seiner Lager wird das Medium in dem Motor finit Hilfe eines Hilfslaufrades durch. ein geschlossenes Kühlsystem umge wälzt.
Dureh die Verwendung des Förder- niediums als Kühlmittel werden Aussen- a nsehlüsse überflüssig, so dass die Möglichkeit eines Flüssigkeitsaustrittes aus dem System vermindert wird. Neuartige Wärmesperren sind vorgesehen, die die Wärmeübertragung zwisehen Pumpe und Motor verzögern, so class das -Medium im Motor auf einer für seine Verwendtln,- als Kühlmittel genügend niedri gen Temperatur gehalten wird.
In dem in Fig. 5 und 5t1 gezeigten Aggregat. ist diese Wärmesperre so vereinfacht worden, dass ein mehrteiliges Organ sowohl als Stütze für das Längslager als auch als Wärmesperre dient. Ferner ist. in dem Aggregat gemäss Fig. 5 und 5.z1 eine neuartige und lecksichere Mo- torklemme. vorgesehen, so dass selbst. beim Bruch des die Ständerwicklungen einsehlie- ssenden dünnwandigen Zylinders kein För- dermedium aus dem System austreten kann.