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Pumpe mit Motorantrieb, Spaltrohr und zwei außenliegenden Schaufelrädern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe mit Motorantrieb, welche zwei mit Flüssigkeitseinlaß-und
-auslaßstutzen versehene Gehäuse, in denen je ein Schaufelrad angeordnet ist, und
ein zwischen den Gehäusen liegendes, von der Förderflüssigkeit durchströmtes Motorgehäuse
aufweist, wobei Schaufelräder und Motorläufer auf einer durchgehenden Welle befestigt
sind.
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Durch die Erfindung soll die Lagerung und der Druckausgleich von Pumpenaggregaten
dieser Art verbessert und dem Aggregat unter baulich einfacher Abkapselung des Ständergehäuses
eine kleinstmögliche Baulänge gegeben werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter
Weise zwischen jedem der Gehäuse und dem Motorgehäuse Abschlußplatten vorgesehen
sind, die zur Halterung einer das Motorgehäuse in ein flüssigkeitsdichtes Ständergehäuse
und eine flüssigkeitsdurchströmte Läuferkammer unterteilenden Hülse dienen, und
daß die zur Abstützung einer durchgehenden Motor- und Schaufelradwelle dienenden,
in an sich bekannter Weise innerhalb des Motorgehäuses angeordneten Naben an zusätzlichen
Abschlußscheiben angebracht sind, die im Innern der im Abstand voneinander angeordneten
Gehäuse an den Abschlußplatten anliegen.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden
Teil der Beschreibung, in welchem Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der
Zeichnungen beschrieben sind.
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Fig. 1 ist eine Vorderansicht, teilweise entlang der in Fig. 2 angedeuteten
Linie 1-1 aufgeschnitten, und zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
mit parallel angeordneten Schaufelrädern; Fig. 2 ist eine Seitenansicht der in Fig.
1 gezeigten Pumpe mit Motorantrieb; Fig. 3 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig.
1 und zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schaufelräder
in Mehrstufenanordnung in Serie arbeiten.
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Selbstverständilch dienen die vorliegende Beschreibung und die Zeichnungen
nur der Erläuterung, so daß Abänderungen nicht außerhalb des Wesens der Erfindung
liegen.
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Gleiche Bezugszeichen beziehen sich bei allen Darstellungen auf die
gleichen Teile.
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In Fig. 1 und 2 sieht man zwei getrennte Pumpengehäuseteile 10 und
10a mit je einer Auslaßspirale 12, Ausflußstutzen 13 und 13a und axial angebrachten
Einlaßstutzen 14 und 14a. An jeden der beiden Einlaßstutzen 14 und 14a ist ein Flüssigkeitszuführungsrohr
15 angeschlossen.
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Die Gehäuseteile 10 und 10a besitzen, einander gegegenüber angeordnet,
je einen aus einem Stück bestehenden ringförmigen Flansch 16, dessen nach innen
gerichtete Auflagefläche 17 am äußeren Teil der Fläche 18 einer flachen, kreisrunden
Platte 19 anliegt. Die Flansche 16 und die Platten 19 werden am besten durch eine
Anzahl von gleichmäßig rund um den Umfang angeordneten Schrauben 20 miteinander
verbunden. In der Mitte jeder der Platten19 befindet sich auf gleicher Achse mit
dem Einlaßstutzen 14 des Gehäuseteils 10 eine kreisrunde Öffnung 21.
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In jedem der Gehäuseteile 10 und 10a befindet sich eine kreisrunde
Scheibe 22, die ringsherum in der ringförmigen Aussparung 23 befestigt ist. Die
Scheiben 22 liegen Fläche an Fläche mit den entsprechenden Flächenstücken der Platten
19 und haben je eine konzentrisch zu den Öffnungen 21 der Platten 19 liegende kreisrunde
Öffnung 24.
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In der Oberfläche 18 jeder der Platten 19 befindet sich genau über
dem äußeren Rand der Scheibe 22 eine ringförmige Hohlkehle 25. In dieser liegt ein
Dichtring 26, z. B. einer der gebräuchlichen O-Ringe, der einen Flüssigkeitsaustritt
an dieser Stelle verhindern soll.
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Die aus einem Stück mit den Scheiben 22 bestehenden hohlzylinderförmigen
Lagerbuchsen 30 sind auf ihrer Außenseite mit einem ringförmigen Absatz 31,
an ihrer Innenseite mit einer Bohrung 33 zur Aufnahme einer hohlzylinderfärmigen
metallenen Lagerbüchse 34 versehen, in der sich eine weitere zylindrische Lagerbüchse
35 aus Kohle oder einem ähnlichen Werkstoff befindet, die nach innen zu etwas über
die Lagerbüchse 34 hinausragt.
Durch jede der Scheiben 22 geht eine
Öffnung 36, deren eine aus später zu erläuternden Gründen mit einer womöglich veränderlich
einstellbaren Drosselvorrichtung 37 versehen ist.
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Zwischen den Platten 19 liegt ein zylinderförmiges Motorgehäuse 40.
Es wird etwas innerhalb des Randes der Platten 19 in dort angebrachten Schlitzen
41 gehalten und mit einer Schweißnaht 42 befestigt. Konzentrisch dazu liegt im Innern
des Gehäuses 40 zwischen den Scheiben 22 und an diese anschließend eine dünnwandige,
zylinderförmige Hülse 43 aus rostfreiem Stahl oder einem unmagnetischen und korrosionsfesten
Werkstoff. Die Enden dieser Hülse 43 liegen zwischen den Außenflächen der Lagerbüchsen
30 und den Innenkanten der Platten 19. Die Hülse 43 ist an beiden Enden mit den
Platten 19 verschweißt, zu welchem Zweck Schweißnuten 44 angebracht sind. Dadurch
wird an dieser Stelle eine Abdichtung gegen Flüssigkeitseintritt erreicht.
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Durch Verschweißen des Motorgehäuses 40 und der Hülse 43 mit den Platten
19 entsteht ein flüssigkeitsdichtes Ständergehäuse45, das die Wicklungen46 und das
Lamellenpaket 47 des Ständers dicht abschließt. Die Wicklungen 46 werden über hier
nicht gezeigte Kabel an. eine Wechselstromquelle angeschlossen.
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Der Innenraum der Hülse 43 bildet eine Kammer 48 für den Läufer 51.
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Auf einer Welle 50, die im Mittelteil 49 ihren größten Durchmesser
hat, sitzt eingeschlossen in ein Gehäuse 52 aus korrosionsfestem Werkstoff ein Läufer
51, wobei am besten ein Kurzschlußläufer verwendet wird.
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Die auf beiden Seiten über das Mittelteil49 hinausragenden Enden der
Welle 50 sind von geringerem Durchmesser als dieses und erstrecken sich in die Lagerbüchsen
35. Zwischen den Stirnflächen der Lagerbüchsen 35 und dem Wellenmittelteil 49 sind
Stützringe 53 auf die Welle 50 geschoben.
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Innerhalb der in den Gehäuseteilen 10 und 10a liegenden Kammern sitzen
auf der Welle 50 Schaufelräder 55 und werden durch Keile 56 und Muttern 57 auf den
Enden der Welle 50 festgehalten.
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Die Schaufelräder 55 sollen innerhalb üblicher Toleranzen gleiche
Arbeitscharakteristiken haben. Die Einlaßstutzen 15 werden am besten durch ein T-Glied
115 a zu einer gemeinsamen Zuflußleitung 115 verbunden. Ebenso werden die Ausflußstutzen
13 und 13 a über die Rohre 13 c mit Hilfe eines T-Gliedes 113a zu einer gemeinsamen
Ausflußleitung 113 vereinigt.
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Die in Fig.3 gezeigte Konstruktion gleicht mit Ausnahme der Schaufelräder
und der Zu- und Abflußleitungen im wesentlichen der in Fig.1 dargestellten Ausführungsform.
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Auf einem Ende der We11e50, in dem hier gezeigten Fall auf dem linken,
ist ein 1\Tiederdruck- bzw. Erststufen-Schaufelrad 55a, auf dem anderen Ende derselben
ein Hochdruck- bzw. Zweitstufen-Schaufelrad 55 b montiert. Um den durch die Flüssigkeit
auf die Schaufelräder 55a und 55b ausgeübten Axialdruck auszugleichen,
ist der Durchmesser und damit die Fläche des Schaufelrades 55 b so viel kleiner
gehalten, daß sein auf die Welle 50 wirkender Axialdruck praktisch gleich oder fast
gleich dem des Schaufelrades 55a ist.
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An den Einlaßstutzen 14 ist ein Zuflußrohr 15 angeschlossen, während
der Ausflußstutzen 13 über ein Rohr 15a mit dem Einlaßstutzen 14a in Verbindung
steht. Der Ausflußstutzen 13a mündet in das Ausflußrohr 113. Die Gehäuseteile
10 und 10a, die Scheiben 22 und deren Lagerbüchsen 30 können ebenso
wie das Röhrensystem aus einem gegenüber der zu fördernden Flüssigkeit korrosionsbeständigen
Werkstoff, wie rostfreien Schmiedestahl, Bronze od. ä., gefertigt werden. Die Platten
19 werden am besten aus rostfreiem Schmiedestahl hergestellt, damit man sie mit
der Hülse 43 verschweißen kann.
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Erläuterung der Arbeitsweise: Durch Erregung der Ständerwicklungen
46 wird in den Lamellen des Feldpaketes 47 ein Magnetfeld aufgebaut, das den auf
der Achse 50 angebrachten Läufer 51 in Drehung versetzt.
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Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, verzweigt sich der aus dem Zuflußrohr
115 austretende Flüssigkeitsstrom in die Rohre 15 und gelangt durch die Einlaßstutzen
14 und 14a zu den Schaufelrädern 55. Von diesen wird die Flüssigkeit durch die Ausflußstutzen
13 und 13a, die Rohre 13 c und das T-Glied 113 a. in das Ausflußrohr 113 gedrückt.
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Die Verteilung der Arbeitslast auf die beiden Schaufelräder 55 hat
einen Ausgleich der auf die Lager wirkenden Radialkräfte und ebenso der Axialdrücke
zur Folge, so daß der auf die Druckringe 53 wirkende Druck auf ein Minimum herabgemindert
wird.
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Zwischen den beiden Kammern für die Schaufelräder 55 stellt sich ein
leichter Druckunterschied ein, der eine Flüssigkeitsströmung von der Region höheren
zu der niedrigeren Druckes durch eine der Öffnungen 36, die Läuferkammern 48 und
eine gegenüberliegende Öffnung 36 zur Folge hat. Sollten die Drücke in den Schaufelradkammern
zufällig gleich sein, was im allgemeinen nur bei sehr eng gehaltenen Toleranzen
der Schaufelräder 55 vorkommt, muß eines der Schaufelräder 55 ausgetauscht oder
geringfügig verändert werden, um den gewünschten Druckunterschied herzustellen.
Die so in Umlauf gebrachte Flüssigkeit kühlt den Läufer 51.
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In der Ausführungsart nach Fig.3 gelangt die Flüssigkeit vom Zuflußrohr
15 durch den Einlaßstutzen 14 zum Schaufelrad 55a, fließt über den Ausflußstutzen
13 durch das Rohr 15a und weiter durch den Einlaßstutzen 14a zum Schaufelrad 55b.
Von diesem wird sie durch den Ausflußstutzen 13a in die Rohrleitung 113 gedrückt.
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Die Verteilung der Arbeitslast auf die Schaufelräder 55 a und 55b
bewirkt auch hier eine gleichmäßige Verteilung der Radialdrücke auf die Auflager
und führt zu einem Ausgleich des Axialdruckes.
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Auf Grund des Druckunterschiedes zwischen den Kammern für die Schaufelräder
55 a und 55 b strömt kühlende Flüssigkeit durch die Läuferkammer 48.
Ihr Durchstrom wird durch die Einstellung der Drosselvorrichtung 37 geregelt.
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Der dichte Abschluß des Läufers 51 und des Ständergehäuses 45 gegenüber
der zu fördernden Flüssigkeit macht diese Pumpe besonders geeignet auf dem Gebiet
der Chemie für ätzende Flüssigkeiten und solche mit geringer Oberflächenspannung.