DE1030441B

DE1030441B - Liquid cooling of the electric drive motor of a submersible motor pump

Info

Publication number: DE1030441B
Application number: DER18668A
Authority: DE
Inventors: Karl Ritz
Original assignee: Ritz & Schweizer Geb
Current assignee: Ritz & Schweizer Geb
Priority date: 1956-04-07
Filing date: 1956-04-07
Publication date: 1958-05-22

Description

Flüssigkeitskühlung des elektrischen Antriebsmotors einer Unterwassermotorpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einem Antriebselektromotor und einer auf der Motorwelle angeordneten Kreiselpumpe bestehende Unterwasser-oder Tauchmotorpumpe, wie sie vorzugsweise für Brunnen oder, in Spezialausführung, zum Wegpumpen des Wassers aus Baugruben oder Flachbrunnen verwendet wird. Der Elektromotor ist bei diesen Motorpumpen der vielen Vorteile wegen in der Regel als Kurzschlußläufermotor mit Wasserfüllung, als sogenannter Naßläufer oder Halbnaßläufer gebaut.Liquid cooling of the electric drive motor of a submersible motor pump The invention relates to one of a drive electric motor and to the centrifugal pump arranged on the motor shaft, existing underwater or submersible motor pump, as they are preferably used for wells or, in a special version, for pumping away the water from excavations or shallow wells is used. The electric motor is with these Motor pumps because of their many advantages, usually as squirrel cage motors Water filling, built as a so-called wet runner or semi-wet runner.

Bei bekannten Motorpumpen dieser Art ist dabei der Motor meist unterhalb der Pumpe angeordnet. Wenn diese Unterwasserpumpen in Steigrohrleitungen in Brunnenschächten eingeschaltet werden, so umgibt das Brunnenwasser stets den Motor und kühlt ihn.In known motor pumps of this type, the motor is usually below it the pump arranged. When these submersible pumps in riser pipes in well shafts are switched on, the well water always surrounds the motor and cools it.

In Baugruben und Flachbrunnen soll das Wasser meist bis auf den Grund. weggepumpt werden. Bekannte Unterwassermotorpumpen weisen zu diesem Zweck einen Saugmantel oder eine Selbstsaugeeinrichtung auf. Die bekannte Pumpe mit Saugmantel ist aber für Anlagen, bei denen verschmutztes Wasser gefördert wird:, nicht geeignet, weil sich innerhalb des Saugmantels um den Motor 'herum Schmutz ablagert, so daß der Motor von einer Schicht umgeben ist, die wärmeisolierend wirkt und so eine ausreichende Kühlung des Motors verhindert.In construction pits and shallow wells, the water should usually reach the bottom. be pumped away. Known submersible motor pumps have a for this purpose Suction jacket or a self-suction device. The well-known pump with suction jacket but is not suitable for systems in which polluted water is pumped :, because within the suction jacket around the engine 'around dirt is deposited, so that the motor is surrounded by a layer that has a heat-insulating effect and is therefore sufficient Prevents the motor from cooling.

Bei bekannten selbstansaugenden Pumpen führt ein an die Pumpe angeschlossenes Saugrohr am Motor vorbei nach unten. Mit diesen Motorpumpen können Brunnen tatsächlich bis zum Grund leergepumpt werden. Gegen Ende des Pumpvorganges ragt jedoch der Motor immer mehr aus dem Wasser heraus, er wird also gegen Ende des Pumpvorganges nicht mehr gekühlt, so daß der Motor durch die übermäßige Erwärmung gefährdet ist, wenn nicht dafür gesorgt wird, daß der Motor unter diesen Verhältnissen nur kurz in Betrieb ist.In known self-priming pumps, a leads connected to the pump Suction pipe down past the engine. Wells can actually be made with these motor pumps be pumped empty to the bottom. Towards the end of the pumping process, however, the motor protrudes more and more out of the water, so it will not be at the end of the pumping process more cooled, so that the engine is at risk from the excessive heating, if it is not ensured that the engine is only operated briefly under these conditions is.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Unterwassermotorpumpe, deren Motor durch ein in ihm befindliches flüssiges Kühlmittel gekühlt ist, der Motor ein abgeschlossenes Kreislaufsystem für das Kühlmittel aufweist und daß Teile dieses Kreislaufsystems außerhalb der den Ständer des Motors umgebenden Gehäusewand angeordnet und von dem geförderten Medium rückgekühlt sind.The invention consists in that in a submersible motor pump, whose engine is cooled by a liquid coolant located in it, the Engine has a closed circuit system for the coolant and that parts this circulatory system outside of the housing wall surrounding the stator of the motor are arranged and recooled by the conveyed medium.

Ein Vorteil des Motors gemäß der Erfindung liegt darin, daß .die außerhalb der den Stator umgebenden Wand liegenden Teile dies Kreislaufsystems, z. B. eine Rohrleitung oder eine Schlauchleitung, auf den Grund des Brunnens oder der Grube gelegt werden können, so daß diese Teile von dem zu fördernden Wasser umspült und gekühlt werden, bis der Brunnen oder die Grube leergepumpt ist. Der Motor wird daher unabhängig von dem Wasserstand in der Grube in immer gleichbleibendem Maße gekühlt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Anordnung und damit eine einwandfreie Kühlung des Motors mit einfachsten Mitteln bei jeder Pumpe verwirklicht werden kann.An advantage of the engine according to the invention is that .the outside the wall surrounding the stator parts of this circulatory system, e.g. Legs Pipeline or a hose line to the bottom of the well or the pit can be placed so that these parts were washed by the water to be pumped and be cooled until the well or the pit has been pumped empty. The engine will therefore cooled to a constant degree regardless of the water level in the pit. Another advantage of the invention is that the arrangement according to the invention and thus a perfect cooling of the engine with the simplest means for everyone Pump can be realized.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthalten die außerhalb der den Stator des Motors umgebenden Gehäusewand angeordneten Teile des Kreislaufsystems für das Kühlmittel ein Mantelrohr, das einen Abschnitt einer das zu fördernde Wasser führenden, außerhalb des Motors verlaufenden Leitung umgibt. Das durch das Mantelrohr umlaufende Kühlmittel des Motors wird durch das in der Leitung geförderte Wasser rückgekühlt.In one embodiment of the invention, the outside of the the housing wall surrounding the stator of the motor arranged parts of the circulatory system a jacket pipe for the coolant, which has a section of the water to be pumped leading, outside the engine running line surrounds. That through the jacket pipe The engine's circulating coolant is displaced by the water conveyed in the line re-cooled.

Auch diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß eine einwandfreie Kühlung des Motors mit einfachsten Mitteln bei jeder Pumpe verwirklicht werden kann, bei der das Wasser in einer zugänglich verlegten Leitung gefördert wird.This embodiment of the invention has the advantage that a perfect cooling of the motor realized with the simplest means for each pump in which the water is conveyed in an accessible pipe will.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. In der Zeichnung ist ein Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pumpe schematisch dargestellt.Further features emerge from the following description of a Embodiment of the invention in connection with the claims and the drawing. In the drawing is a longitudinal section of an embodiment of the invention Pump shown schematically.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Antriebsmotor unter einer ein- oder mehrstufigen Kreiselpumpe angeordnet. In einem nach außen flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Gehäuse 1 ist der Ständer 2 des Motors befestigt. Eine im Bereich des Ständers 2 einen Kurzsch;lußläufer 3 tragende Motorwelle 4 ist im Gehäuse 1 drehbar :gelagert und trägt an einem aus dem Gehäuse 1 herausragenden und in ein mit dem Motorgehäuse 1 verbundenes Pumpengehäuse 5 cintr@etend,en Ende 4' mindestens ein Laufrad 6 einer über dem Motor 2, 3 angeordneten Kreiselpumpe. Oberhalb des Laufrades 6 befindet sich ein erweiterter Pumpenraum 7, in den ein Saugrohr 8 mündet. Dieses Saugrohr 8 verläuft neben dem Motor, entlang dem Gehäuse 1 nach unten und reicht bis zur Unterkante des Motors, so daß das zu fördernde Wässer bis zum Grund. weggepumpt werden kann.In the embodiment of the invention shown in the drawing the drive motor is arranged under a single or multi-stage centrifugal pump. The stand is located in a housing 1 which is sealed off from the outside in a liquid-tight manner 2 of the motor attached. One in the area of the stator 2 has a short-circuit rotor 3 supporting motor shaft 4 is rotatable in the housing 1: mounted and carries out on one the housing 1 protruding and into a connected to the motor housing 1 pump housing 5 cintr @ etend, en End 4 'at least one impeller 6 one above Motor 2, 3 arranged centrifugal pump. Above the impeller 6 there is a enlarged pump chamber 7 into which a suction pipe 8 opens. This suction pipe 8 runs next to the motor, along the housing 1 down and extends to the lower edge of the engine, so that the water to be pumped to the bottom. can be pumped away.

Das Saugrohr 8 ist auf dem Abschnitt, in dem es seitlich des Motors verläuft, von einem dicht abschließenden. Mantelrohr 9 umgeben. Der Zwischenraum 10 zwischen dem Saugrohr 8 und dem Mantelrohr 9 ist mit dem Innern des Motors durch Verbindungsrohre 11 und 12 verbunden. Das Innere des Motorgehäuses 1 ist mit einem Kühlmittel gefüllt, das bei der dargestellten Ausführungsform sauberes, reines Wasser ist, das mit dem zu fördernden Wasser keine Verbindung hat. An dem unteren Ende der Motorwelle 4 ist eine Scheibe 13 angeordnet, die im Gehäuse 1 gelagert ist und den Schub des gesamten Läufers aufnimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Scheibe 13 zugleich als Pumpenrad ausgebildet, die das Kühlmittel in das Verbindungsrohr 11 drückt.The intake manifold 8 is on the section in which it is on the side of the engine runs from a tightly fitting. Jacket tube 9 surrounded. The gap 10 between the suction pipe 8 and the jacket pipe 9 is through to the interior of the engine Connecting pipes 11 and 12 connected. The inside of the motor housing 1 is with a Filled with coolant, which in the illustrated embodiment is clean, pure water is that has no connection with the water to be pumped. At the bottom the motor shaft 4 is a disk 13 which is mounted in the housing 1 and absorbs the thrust of the entire runner. In the present embodiment is this disc 13 is also designed as an impeller, which the coolant in the connecting pipe 11 presses.

Im Betrieb kühlt das durch das Saugrohr 8 strömende Förderwasser fortwährend das Kühlmittel in dem Mantelrohr 9. Das von der als Pumpenrad ausgebildeten Scheibe 13 umgewälzte Kühlmittel steigt während des Abkühlens in dem Mantelrohr 9 hoch, tritt durch das Verbindungsrohr 12 oben in den Motor wieder ein und durchläuft den Motor unter gleichzeitiger Kühlung der an das Kabel 14 angeschlossenen Wicklungen 15 und des Läufers 3 von oben nach unten.During operation, the conveyed water flowing through the suction pipe 8 cools continuously the coolant in the jacket tube 9. That of the disk designed as a pump wheel 13 circulated coolant rises during the cooling in the jacket tube 9, enters the engine again through the connecting pipe 12 and passes through the Motor with simultaneous cooling of the windings connected to the cable 14 15 and the rotor 3 from top to bottom.

Das Saugrohr 8 kann, statt unten mit dem Motor abzuschließen, auch über das untere Ende des Motors hinaus verlängert sein, und dementsprechend kann die Motorpumpe noch Mittel aufweisen, um die Öffnung des Saugrohres so zu legen, daß möglichst wenig Bodensatz mitangesaugt wird.The intake manifold 8 can, instead of terminating at the bottom with the engine, also can be extended beyond the lower end of the engine, and accordingly the motor pump still have means to place the opening of the suction pipe in such a way that that as little sediment as possible is sucked in.

Die Erfindung soll nicht darauf beschränkt sein, daß das in den Kühlmittelkreislauf eingeschaltete Mantelrohr um ein in den Pumpensaugraum 7 führendes Saugrohr 8 angeordnet ist; bei anderen Ausführungsformen. der Erfindung kann das Mantelrohr um irgendeinen anderen beliebigen Abschnitt des das zu fördernde Wasser führenden Leitungszuges angeordnet sein, z. B., vorzugsweise bei Aggregaten mit oberhalb der Pumpe angeordnetem Antriebsmotor, um die von der Pumpe nach oben führende Druckleitung od. dgl. Auch kann das Mantelrohr um Leitungsabschnitte gelegt sein, die nicht unmittelbar neben dem Motorgehäuse vorbeiführen.The invention is not intended to be limited to that in the coolant circuit switched-on jacket pipe is arranged around a suction pipe 8 leading into the pump suction chamber 7 is; in other embodiments. of the invention, the jacket pipe around any any other section of the pipeline leading to the water to be pumped be arranged, e.g. B., preferably for units with arranged above the pump Drive motor to od the pressure line leading upwards from the pump. Like. Also the jacket pipe can be placed around line sections that are not immediately adjacent pass the motor housing.

Das Pumpenrad 13 für das Kühlmittel braucht nicht auf der dem Hauptpumpenrad entgegengesetzten Seite des Läufers auf der Welle 4 befestigt zu sein; es kann bei anderen Ausführungsformen der Erfindung auch zwischen dem Läufer 3 und' dem Hauptpumpenrad 6 angeordnet sein.The pump wheel 13 for the coolant does not need to be on the main pump wheel opposite side of the rotor to be fixed on the shaft 4; it can with other embodiments of the invention also between the rotor 3 and 'the main pump wheel 6 be arranged.

Auch gehören Ausführungsformen zu der Erfindung, bei denen in den Kühlmittelkreislauf kein Pumpenrad 13 eingeschaltet ist.Embodiments also belong to the invention in which in the Coolant circuit no pump impeller 13 is switched on.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid cooling of the electric drive motor of a submersible motor pump, the motor of which is cooled by a liquid coolant located in it, characterized; that the motor has a closed circuit system for the coolant and that parts of this circuit system are arranged outside the housing wall surrounding the stator of the motor and are recooled by the medium being conveyed.

2. Liquid cooling according to claim 1, characterized characterized in that a portion of a leading the water to be pumped, outside of the engine running line is surrounded by a jacket tube, which is a part of the circulation system for the engine coolant.

3. Liquid cooling according to claim 1 and 2 for a submersible motor pump with a suction pipe to the pump suction chamber, characterized in that the jacket pipe is arranged around the suction pipe.

4. Liquid cooling according to one of the preceding claims, characterized in that on the axis of the motor apart from the pump impeller of the main pump that delivers the water another pump wheel switched on in the coolant circuit is arranged.

5. Liquid cooling according to claim 3 for a submersible motor pump with vertical Motor shaft, characterized in that the pump wheel for the main pump is above of the motor rotor and the impeller for the coolant circuit below the motor rotor is attached to the motor shaft.

6. liquid cooling according to claim 2 and 3, characterized characterized in that the jacket tube is connected to the interior of the engine by two pipelines connected is. Considered publications: German Patent Specifications No. 259 116, 516 474, 597 527, 720 551, 762 080; Swiss patent specification No. 268 275; British Patent No. 618 111.