DE1149805B

DE1149805B - Liquid cooling for the electric drive motor of a centrifugal pump

Info

Publication number: DE1149805B
Application number: DEH42483A
Authority: DE
Inventors: Ernst Hauenstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-05-03
Filing date: 1961-05-03
Publication date: 1963-06-06

Description

Flüssigkeitskühlung für den elektrischen Antriebsmotor einer Kreiselpumpe Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitskühlung für einen eine Kreiselpumpe antreibenden Elektromotor, bei welchem der Motorläufer mit vertikaler Achse oberhalb des Pumpenlaufrades in einem mit der Pumpe kommunizierenden Raum angeordnet ist und sich innerhalb des ringförmigen Magneteisens des Motorständers befindet.Liquid cooling for the electric drive motor of a centrifugal pump The invention relates to a liquid cooling system for a centrifugal pump driving Electric motor, in which the motor rotor with a vertical axis above the pump impeller Is arranged in a communicating space with the pump and within the ring-shaped magnetic iron of the motor stand is located.

Elektrische Antriebsmotoren der erwähnten Art sind bisher nicht mit einer besonderen Kühleinrichtung versehen worden. Obwohl der das Pumpenlaufrad enthaltende Raum des Motors mit der Pumpe kommuniziert, kann die mit der Pumpe zu fördernde Flüssigkeit nicht unmittelbar als Kühlmittel für den Motor benutzt werden, weil man durch eine gasdichte Motorkonstruktion danach trachtet, im Innenraum des Motors ein. Gaspolster oberhalb des Spiegels der Förderflüssigkeit zu schaffen, damit diese nicht in, den Luftspalt zwischen den Magneteisenteilen des Ständers und des Läufers eindringt. Dies ist wegen der in der Förderflüssigkeit allenfalls vorhandenen Verunreinigungen in Form von Feststoffen nötig, die unter keinen Umständen in den engen Luftspalt des Motors eintreten dürfen. Bei Verwendung moderner Isolationsmittel sind heute zwar beträchtlich höhere Temperaturen zulässig als früher. Dennoch ist vielfach eine spezielle Kühlung erwünscht, weil sie eine höhere Belastung des Motors bei unveränderten Dimensionen ermöglicht.Electric drive motors of the type mentioned have not yet been included a special cooling device has been provided. Although the one containing the pump impeller The space of the motor communicates with the pump, which can be conveyed with the pump Liquid cannot be used directly as a coolant for the engine because one strives for it through a gas-tight engine construction, in the interior of the engine a. To create gas cushions above the level of the conveyed liquid, so that this not in, the air gap between the magnetic iron parts of the stator and the rotor penetrates. This is because of any impurities that may be present in the delivery liquid in the form of solids, which under no circumstances enter the narrow air gap of the engine. When using modern insulation materials are today considerably higher temperatures than before. Still is multiple a special cooling is desirable because it places a higher load on the engine allows unchanged dimensions.

In elektrischen Antriebsmotoren von Kreiselpumpen zur Förderung von chemisch aggressiven Medien, wie Säuren und'' Basen, ist es: bekannt, die Ständer-und Läuferblechpakete mit einem widerstandsfähigen Überzug aus Kunststoff oder Emaille zu versehen. Diese Schutzüberzüge haben jedoch nur eine begrenzte Temperaturbeständigkeit, wenn sie bei den Wechseln von Erwärmung und Abkühlung vollkommen dicht bleiben sollen. Eine Flüssigkeitskühlung der mit den Schutzüberzügen versehenen Motorteile drängt sich daher auf, namentlich zwecks Kühlung des Motorläufers, von dem die entstehende Wärme ohnehin nur schwer abgeführt werden kann.In electric drive motors of centrifugal pumps for conveying chemically aggressive media, such as acids and '' bases, it is known: the stand-and Laminated rotor cores with a resistant coating made of plastic or enamel to provide. However, these protective coatings only have a limited temperature resistance, if you want them to remain completely tight when alternating between heating and cooling. A liquid cooling of the motor parts provided with the protective coatings is urgent therefore on, especially for the purpose of cooling the motor rotor, from which the resulting Heat is difficult to dissipate anyway.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Flüssigkeitskühlung für den eine Kreiselpumpe antreibenden Elektromotor der eingangs genannten Gattung. Die gefundene Lösung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Motorläufer die Form einer nach oben offenen Glocke hat, deren Innenseite von der Kühlflüssigkeit bespült wird', daß die Glocke an ihrem oberen Rand einen radial einwärts vorstehenden Umfangswulst aufweist, der das Austreten der Flüssigkeit behindert, daß an dem Boden der Glocke wenigstens eine Abflußöffnung vorgesehen ist und daß oberhalb des Elektromotors Mittel zum dosierten Zuführen der Kühlflüssigkeit in den Innenraum der Glocke vorhanden sind.The object of the invention is therefore to create a liquid cooling system for the electric motor of the aforementioned type driving a centrifugal pump. The solution found is essentially characterized in that the motor rotor has the shape of an upwardly open bell, the inside of which is exposed to the cooling liquid is flushed 'that the bell protrudes radially inward at its upper edge Has circumferential bead that hinders the escape of the liquid that on the bottom the bell is provided at least one drainage opening and that above the electric motor Means for metered supply of the cooling liquid into the interior of the bell are provided are.

Diese Ausbildung erlaubt eine wirksame Flüssigkeitskühlung des Motorläufers, so daß seine Temperatur konstant etwa auf dem Wert der Verdampfungstemperatur der Kühlflüssigkeit bleibt, während der übrige Innenraum des Motors mit Gas gefüllt sein kann.This design allows effective liquid cooling of the motor rotor, so that its temperature is constant approximately at the value of the evaporation temperature The coolant remains while the rest of the interior of the engine is filled with gas can be.

Eine zusätzliche Kühlung des Magneteisens des Motorständers erzielt man., wenn gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung unmittelbar über der oberen Stirnfläche des Motorläufers im Lageiflansch ein Kühler zur Rückkondensation des verdampften Läuferkühlmittels angeordnet ist. Die kondensierte Flüssigkeit tropft dann auf die obere Stirnfläche des Läufers, wobei dieser weiterhin gekühlt und die Flüssigkeit an das Magneteisen des Ständers geschleudert wird, um auch dort eine Kühlwirkung herbeizuführen. Von besonderem Vorteil ist, daß nur destillierte und somit von Verunreinigungen freie Kühlflüssigkeit in den Luftspalt zwischen Ständer und "Läufer des Motors gelangt.An additional cooling of the magnetic iron of the motor stand is achieved man. If, according to a further embodiment of the invention, immediately above the upper Front surface of the motor rotor in the position flange a cooler for recondensation of the evaporated rotor coolant is arranged. The condensed liquid drips then on the upper face of the runner, which continues to be cooled and the Liquid is thrown against the magnetic iron of the stand, in order to get a Bring about cooling effect. It is of particular advantage that only distilled and Thus, coolant free of impurities into the air gap between the stator and "runner of the motor arrives.

Glockenförmige Motorläufer sind zwar für verschiedene Zwecke bekanntgeworden, insbesondere bei Außenläufermotoren. Die bekannten Ausführungen wurden jedoch nicht mit nach oben offenere Glocke benutzt, und zudem war kein nach innen vorstehender Umfangswulst am Rand der Glocke vorhanden, so d'aß die erfindungsgemäße Flüssigkeits, kühlung nicht möglich war. Bei einem bekannten Motor ist zwar eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen, indem der ganze Innenraum des Motorgehäuses mit Flüssigkeit gefüllt wird. Dies steht im Gegensatz zur Erfindung und bedingt, daß die Flüssigkeit völlig frei von Verunreinigungen ist, welche den Spalt zwischen Motorläufer und Ständer verstopfen könnten. Ferner kann bei der bekannten Kühlung nicht von der Verdampfung der Kühlflüssigkeit Gebrauch gemacht werden; bei der Verdampfung wird von der Flüssigkeit bekanntlich viel Wärme aufgenommen, während die Temperatur konstant bleibt.Bell-shaped motor rotors have become known for various purposes, especially with external rotor motors. The known versions became but not used with a bell that was more open at the top, and there was no bell inside protruding circumferential bead on the edge of the bell, so d'ass the invention Liquid cooling was not possible. In a known engine there is one Liquid cooling is provided by using the entire interior of the motor housing Liquid is filled. This is in contrast to the invention and requires that the liquid is completely free of impurities, which is the gap between Clog the motor rotor and stand. Furthermore, with the known cooling no use is made of the evaporation of the cooling liquid; during evaporation As is well known, a lot of heat is absorbed by the liquid, while the temperature remains constant.

Von dien bereits erwähnten, bekannten Schutzüberzügen bieten jene aus Kunststoff nicht in gleichem Maße Schutz gegen die Einwirkungen von Säuren und Basen wie ein: Schutzüberzug aus Glasbrand. Im Falle des erfindungsgemäßemglockenförmigen Motorläufers muß dieser allseitig mit dem Überzug versehen werden, so daß der Schutzüberzug erst angebracht werden kann, nachdem die Kurzschlußankerwicklung im Läufer fertiggestellt ist. Da der überzog aus Glasbrand aber bei einer hohen Temperatur eingebrannt werden muß, die nahe oder über dem Schmelzpunkt des Aluminiums liegt, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, damit die Aluminiumwicklung beim Einbrennen des Schutzüberzuges nicht wegschmilzt. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kurzschlußankerwicklung vollständig und dicht in das Läuferblechpaket und den Läufertragkörper aus Materialien mit höherem Schmelzpunkt eingebettet, wodurch es möglich wird, den so gebildeten glockenförmigen Motorläufer in bekannter Weise allseitig mit dem aus Glasbrand bestehenden überzog zu versehen.Of the known protective coatings already mentioned, those offer Made of plastic does not provide the same level of protection against the effects of acids and Bases like a: protective coating made of glass fire. In the case of the bell-shaped according to the invention Motor rotor this must be provided on all sides with the coating so that the protective coating can only be attached after the short-circuit armature winding in the rotor has been completed is. Since the coated glass is fired but baked at a high temperature that is close to or above the melting point of aluminum must be special Measures are taken so that the aluminum winding when the protective coating is burned in does not melt away. To overcome this difficulty is according to another Feature of the invention, the short-circuit armature winding completely and tightly in the laminated core and the rotor support body is embedded from materials with a higher melting point, whereby it becomes possible to use the bell-shaped motor rotor thus formed in a known manner to be coated on all sides with the glass fire.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Drawings explained.

Fig. 1 zeigt ein aus einer Kreiselpumpe und einem Elektromotor bestehendes Pumpenaggregat, teils in Ansicht und teils im axialen Schnitt; Fig. 2 stellt einen teilweisen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig: 1 dar; Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein Anwendungsbeispiel dies Pumpenaggregates.Fig. 1 shows a system consisting of a centrifugal pump and an electric motor Pump unit, partly in elevation and partly in axial section; Fig. 2 illustrates one partial cross-section along the line II-II in Figure 1; Fig. 3 illustrates schematically an application example of this pump unit.

Auf einem Traggestell 10 ist gemäß Fig. 1 ein Gehäuse 11 einer Kreiselpumpe abgestützt, die unten eine Einlauföffnung 12 und seitlich einen Auslaufstutzen 13 aufweist. Nach oben hin ist das Pumpengehäuse 11 mit einem ringförmigen Deckel 14 versehen, der eine Trennwand zwischen der Pumpe und dem Elektromotor zum Antrieb derselben bildet. Auf der unteren Endpartie einer der Pumpe und dem Motor gemeinsamen, vertikalen Welle 15, deren Lagerung später erläutert wird, :sitzt ein Pumpenlaufrad 16, das durch eine außen konisch geformte Mutter 17 festgehalten ist, welche auf einen Gewindeteil der Welle 15 aufgeschraubt ist.According to FIG. 1, a housing 11 of a centrifugal pump is on a support frame 10 supported, an inlet opening 12 at the bottom and an outlet nozzle 13 at the side having. At the top, the pump housing 11 has an annular cover 14 provided, which is a partition between the pump and the electric motor to drive the same forms. On the lower end of one of the pump and motor common, vertical shaft 15, the bearing of which will be explained later: sits a pump impeller 16, which is held by an externally conically shaped nut 17, which on a threaded part of the shaft 15 is screwed on.

Das Magneteisen des Motorständers besteht aus zwei koaxial ineinander angeordneten, ringförmigen Dynamoblechpaketen 21 und 22, von denen das innere zwischen zwei Stützringen 23 und 24 gehalten ist. Der untere Stützring 23 sitzt auf dem Deckel 14 auf, wogegen auf dem oberen Stützring 24 ein Flansch 25 einer Lagermanschette 26 aufliegt, in welcher die Welle 15 drehbar gelagert ist. Das äußere Dynamobleehpaket 22 sitzt in einem hülsenförmigen Gehäuse 27 des Motors. Mit Hilfe von Schrauben 28 ist das Gehäuse am Flansch 25 befestigt und durch Gewindebolzen 29 und zugehörige Muttern 30 mit dem Traggestell 10 verbunden, wodurch die Teile 10,11,14; 23, 21, 22, 24, 25 und 27 zusammengehalten sind. Die Stützringe 23 und 24 ragen axial über die Köpfe der elektrischen. Ständerwicklung 31 hinaus. Die letztere ist gemäß Fig. 2 in Nuten 32 untergebracht, die im inneren Magneteisenteil 21 derart angeordnet sind, daß sie radial nach außen hin offen und gegen den Luftspalt zwischen dem Ständer und dem Läufer des Motors geschlossen sind. Die Wicklungsstäbe können daher vom äußeren Umfang des inneren Magneteisenteiles 21 her in die Nuten 32 eingelegt werden, bevor der äußere Magneteisenteil 22 darübergeschoben wird. Mit Hilfe von Nutenkeilen 33 wird die Wicklung 31 in den Nuten 32 gesichert.The magnet iron of the motor stand consists of two coaxially inside each other arranged, annular dynamo laminations 21 and 22, of which the inner between two support rings 23 and 24 is held. The lower support ring 23 sits on the cover 14, whereas a flange 25 of a bearing sleeve on the upper support ring 24 26 rests in which the shaft 15 is rotatably mounted. The outer dynamo sheet package 22 sits in a sleeve-shaped housing 27 of the motor. With the help of screws 28, the housing is attached to the flange 25 and by threaded bolts 29 and associated Nuts 30 connected to the support frame 10, whereby the parts 10,11,14; 23, 21, 22, 24, 25 and 27 are held together. The support rings 23 and 24 protrude axially the heads of the electric. Stator winding 31 addition. The latter is shown in Fig. 2 housed in grooves 32, which are arranged in the inner magnetic iron part 21 in this way are that they are open radially outwards and against the air gap between the stator and the rotor of the motor are closed. The winding bars can therefore from outer circumference of the inner magnetic iron part 21 are inserted into the grooves 32, before the outer magnetic iron part 22 is pushed over it. With the help of slot wedges 33, the winding 31 is secured in the slots 32.

Das Magneteisen 35 des Motorläufers ist durch ein ringförmiges Dynamoblechpaket gebildet und weist gegen den Luftspalt des. Motors. hin geschlossene Nuten 36 auf, wie Fig. 2 zeigt. In den Nuten 36 befinden sich die aus Aluminium bestehenden Leiter 37 einer Kurzschlußankerwicklung. Die Enden der Leiter 37 sind durch Ringe 38, die ebenfalls aus Aluminium bestehen, elektrisch leitend miteinander verbunden. Das Magneteisen 35 und die Kurzschlußankerwicklung 37, 38 sind in. einen Läufertragkörper 39 eingebettet, der die Kurzschlußankerwicklung vollständig umschließt. Sowohl das Magneteisen 35 als auch der Läufertragkörper 39 haben einen beträchtlich höheren Schmelzpunkt als die Kurzschlußankerwicklung 37, 38. Der ganze Motorläufer hat die Form einer nach oben offenen Glocke, an deren Boden eine auf der Welle 15 sitzende Nabe 40 ausgebildet ist. Der Boden der erwähnten. Glocke weist wenige Duschbrechungen 41 auf; die sich in einigem Abstand von der gegen die Lagermanschette 26 gekehrten zylindrischen Innenfläche des Läufertragkörpers 39 befinden. Gegen das obere Ende des Motorläufers weist die Innenfläche 42 der Glocke einen radial einwärts vorstehenden Umfangswulst 43 auf, der bis nahe an die Manschette 26 heranreicht.The magnet iron 35 of the motor rotor is through a ring-shaped dynamo laminated core formed and points against the air gap of the motor. towards closed grooves 36, as Fig. 2 shows. The aluminum conductors are located in the grooves 36 37 a short-circuit armature winding. The ends of the conductors 37 are through rings 38 which also made of aluminum, connected to one another in an electrically conductive manner. That Magnetic iron 35 and the short-circuit armature winding 37, 38 are in. A rotor support body 39 embedded, which completely encloses the short-circuit armature winding. Both that Magnetic iron 35 as well as the rotor support body 39 have a considerably higher one Melting point than the short-circuit armature winding 37, 38. The whole motor rotor has the In the form of an upwardly open bell, at the bottom of which one sits on the shaft 15 Hub 40 is formed. The bottom of the mentioned. Bell shows few shower breaks 41 on; which are at some distance from the one facing the bearing sleeve 26 cylindrical inner surface of the rotor support body 39 are located. Towards the top end of the motor rotor, the inner surface 42 of the bell has a radially inwardly protruding one Circumferential bead 43, which reaches close to the sleeve 26.

Unmittelbar über der oberen Stirnfläche des Motorläufers ist im Flansch 25 der Lagermanschette 26 ein ringförmiger Hohlraum 45 vorhanden, der als Kühler dient und zum Durchleiten eines Kühlmediums Anschlüsse für Rohrleitungen aufweist.Immediately above the upper face of the motor rotor is in the flange 25 of the bearing sleeve 26 has an annular cavity 45, which acts as a cooler serves and has connections for pipelines for the passage of a cooling medium.

Auf der oberen Endpartie der Welle 15 ist mittels einer Mutter 46 eine Hülse 47 mit einem Außenflansch 48 befestigt. Die Hülse 47 ist von einer Lagerhülse 50 umgeben, die im oberen Teil der Manschette 26 fest angeordnet ist. Der Flansch 48 ist auf einem Spurring 51 abgestützt, der mittels eines Halteringes 52 auf einem Endflansch 53 der Manschette 26 zentriert ist. Das ganze Spurlager ist durch einen auf dem Endflansch 53 aufgesetzten, haubenförmigen Deckel 54 abgeschlossen. Ein Kanal 55 zum Zuführen einer Schmierflüssigkeit mündet in einen Ringraum zwischen der Lagerhülse 50 und dem Spurring 51 ein. Ein anderer Kanal 56 für Schmierflüssigkeit führt vom Hohlraum unter dem Deckel 54 zu einem die Welle 15 umgebenden ringförmigem Hohlraum unterhalb der Lagerhülse 50. Im unteren Endteil der Manschette 26 befindet sich eine innen hohlkegelförmige Lagerhülse 58, in welcher eine auf der Welle 15 festsitzende, außen kegelförmige Hülse 59 drehbar gelagert ist. Der Deckel 14 weist an seinem Umfang eine Gewindebohrung 60 auf, die von dem den Motorläufer enthaltenden Raum nach außen führt.A sleeve 47 with an outer flange 48 is fastened to the upper end section of the shaft 15 by means of a nut 46. The sleeve 47 is surrounded by a bearing sleeve 50 which is fixedly arranged in the upper part of the sleeve 26. The flange 48 is supported on a track ring 51 which is centered on an end flange 53 of the sleeve 26 by means of a retaining ring 52. The entire thrust bearing is closed by a hood-shaped cover 54 placed on the end flange 53. A channel 55 for supplying a lubricating liquid opens into an annular space between the bearing sleeve 50 and the track ring 51. Another channel 56 for lubricating fluid leads from the cavity under the cover 54 to an annular cavity surrounding the shaft 15 below the bearing sleeve 50. In the lower end part of the sleeve 26 there is an internally hollow conical bearing sleeve 58 in which a bearing sleeve 58 that is firmly seated on the shaft 15 is located on the outside conical sleeve 59 is rotatably mounted. The cover 14 has a threaded bore 60 on its periphery, which leads to the outside from the space containing the motor rotor.

Das Pumpengehäuse 11, der Deckel 14, die Welle 15, das Laufrad 16, die Mutter 17, der Flansch 25 und die Manschette 26, die Mutter 46, die Lagerhülse 47 mit Flansch 48, die Lagerhülse 50, die Ringe 51 und 52, der Deckel 54 sowie die Hülsen 58 und 59 bestehen. aus Materialien, die gegenüber aggressiven chemischen Substanzen widerstandsfähig sind. Die geforderten, magnetischen, Eigenschaften der Dynamoblechpakete 21, 22 und 35 machen es jedoch unmöglich, auch die Magneteisenteile aus gegen aggressive chemische Substanzen widerstandsfähigem Werkstoff herzustellen. Aus diesem Grunde sind besondere Maßnahmen zum Schutze der Magneteisenteile getroffen.The pump housing 11, the cover 14, the shaft 15, the impeller 16, the nut 17, the flange 25 and the collar 26, the nut 46, the bearing sleeve 47 with flange 48, the bearing sleeve 50, the rings 51 and 52, the cover 54 and the Sleeves 58 and 59 are made. made of materials that are resistant to aggressive chemical Substances are resistant. The required, magnetic, properties of the However, laminated dynamo stacks 21, 22 and 35 make it impossible to also use the magnetic iron parts made of material resistant to aggressive chemical substances. For this reason, special measures have been taken to protect the magnetic iron parts.

Die dem Luftspalt zugekehrte Innenfläche des Ständereisenpaketes 21 und die in, gleicher Flucht liegenden Flächen der Stützringe 23 und 24 sind mit einem gegen Säuren und Basen widerstandsfähigen Überzug 61 aus Glasbrand versehen, der bis über die axialen Stirnenden der Stützringe 23 und 24 fortgesetzt ist.The inner surface of the stator core 21 facing the air gap and the surfaces of the support rings 23 and 24 lying in the same alignment are with provided a coating 61 made of glass firing that is resistant to acids and bases, which is continued beyond the axial ends of the support rings 23 and 24.

In analoger Weise ist der gesamte Motorläufer 35, 37, 38, 39 mit einem gegen Säuren und Basen widerstandsfähigen Überzug 62 aus Glasbrand überzogen.In an analogous manner, the entire motor rotor 35, 37, 38, 39 is with one Acid and base resistant coating 62 made of glass fire.

Glasbrandüberzüge an Gegenständen aller Art müssen bekanntlich bei verhältnismäßig hoher Temperatur eingebrannt werden. Dies geschieht bei den Teilen 21, 23 und 24, bevor die Wicklung 31 in die nach außen offenen Nuten 32 eingelegt wird. Beim Motorläufer ruß die Kurzschlußankerwicklung 37, 38 jedoch bereits vordem Anbringen und Einbrennen des Überzuges 62 eingebaut sein. Bei der für das Einbrennen erforderlichen Temperatur wird das Alu- minium der Kurzschlußankerwicklung schmelzen oder doch zumindest sehr weich werden. Das schadet jedoch nichts, da das Aluminium überall von Material mit höherem Schmelzunkt umgeben ist und daher nicht auslaufen kann.It is well known that glass firing coatings on objects of all kinds must be burned in at a relatively high temperature. This happens in the case of parts 21, 23 and 24 before the winding 31 is inserted into the outwardly open grooves 32. In the case of the motor rotor, however, the short-circuit armature winding 37, 38 must already be installed before the coating 62 is attached and burned in. At the temperature required for the burn-in, the aluminum of the short-circuit armature winding will melt or at least become very soft. However, this does not do any harm, as the aluminum is surrounded everywhere by material with a higher melting point and therefore cannot leak.

Am Pumpenlaufrad 16 ist ein Hohlkörper 65 ausgebildet, der mit dem Deckel 14 eine Labyrin.thdichtung 66 bildet und zugleich als zusätzliches Kreiselföräerrad ausgebildet ist, um die in den den Motorläufer enthaltenden Raum des Motors eingedrungene Flüssigkeit in den Druckraum der Pumpe zu fördern.On the pump impeller 16, a hollow body 65 is formed with the Lid 14 forms a Labyrin.thdichtung 66 and at the same time as an additional Kreiselföräerrad is designed to penetrate into the space of the motor containing the motor rotor To convey liquid into the pressure chamber of the pump.

Ein Anwendungsbeispiel des beschriebenen Pumpenaggregates ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die Einlauföffnung 12 der Pumpe ist durch eine Rohrleitung 70 mit dem Auslaß eines Chemiegefäßes 71 verbunden, in welchem beispielsweise eine Säure enthalten ist, die ständig umgewälzt werden soll. Vom Auslaufstutzen 13 der Pumpe führt eine andere Rohrleitung 73 zum oberen Teil des Gefäßes 71 zurück. Ferner weist die Rohrleitung 73 eine Abzweigung 74 auf, die zu einem nur schematisch angedeuteten Filter 75 führt, der seinerseits durch eine Rohrleitung 76 mit dem bereits erwähnten Kanal 55 für eine Schmierflüssigkeit in Verbindung steht. Die Lager der Welle 15 werden somit durch die gleiche chemisch aggressivo Flüssigkeit geschmiert, welche mittels der Pumpe gefördert werden soll. An die ebenfalls schon beschriebene Gewindebohrung 60 ist eine Rohrleitung 77 angeschlossen, welche zum oberen Teil des Gefäßes 71 führt. Der als Kühler dienende Hohlraum 45 des Motors ist durch eine Rohrleitung 78 mit der Druckseite einer kleinen Hilfspumpe verbunden, die mit einem Reservoir 80 für ein Kühlmedium zusammengebaut ist. Für den Rücklauf des Kühlmediums vom Hohlraum 45 zum Rerservoir 80 ist eine weitere Rohrleitung 81 vorhanden.An application example of the pump assembly described is illustrated in FIG. 3. The inlet opening 12 of the pump is connected by a pipe 70 to the outlet of a chemical vessel 71 in which, for example, an acid is contained which is to be constantly circulated. Another pipe 73 leads back from the outlet connection 13 of the pump to the upper part of the vessel 71. Furthermore, the pipeline 73 has a branch 74 which leads to a filter 75, which is only indicated schematically and which in turn is connected by a pipeline 76 to the already mentioned channel 55 for a lubricating fluid. The bearings of the shaft 15 are thus lubricated by the same chemically aggressive liquid that is to be conveyed by means of the pump. A pipeline 77, which leads to the upper part of the vessel 71, is connected to the threaded bore 60 which has already been described. The cavity 45 of the engine, which serves as a cooler, is connected by a pipe 78 to the pressure side of a small auxiliary pump which is assembled with a reservoir 80 for a cooling medium. Another pipeline 81 is provided for the return of the cooling medium from the cavity 45 to the reservoir 80.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage und insbesondere der Flüssigkeitskühlung des Elektromotors ist wie folgt: Wenn die Wicklung 31 des Motors unter Strom gesetzt ist, drehen sich der Motorläufer, die Welle 15 und das Pumpenlaufrad 16. Es wird dadurch Flüssigkeit aus dem Behälter 71 durch die Leitung 70, die Pumpe und die Leitung 73 zum Behälter 71 zurückgefördert. Ein kleinerer Teil der geförderten Flüssigkeitsmenge wird über die Leitung 74, den Filter 75 und die Leitung 76 in den Schmiermittelkanal 55 geleitet und gelangt von, dort zu den Gleitflächen zwischen den Lagerhülsen 47 und 50 .sowie zwischen dem Flansch 48 und dem Spurring 51, wodurch die betreffenden Lager geschmiert werden. Infolge ZentTifugalwirkung des Flansches. 48 wird ein erheblicher Teil der Schmierflüssigkeit zwischen dem Flansch 48 und dem Spurring 51 radial nach außen in. den, Raum unter dem haubenförmigen Deckel 54 gefördert. Durch den Kanal 56 fließt nachhher die Schmierflüssigkeit in den die Welle 15 unmittelbar umgebenden Ringraum unterhalb der Lagerhülsen 47 und 50, um auf diese Weise auch zu den kegeligen Lagerhülsen 58 und 59 zu gelangen und die Gleitflächen zwischen diesen Hülsen zu schmieren. Da die Schmierflüssigkeit von der Druckseite der Pumpe abgezweigt wird, steht sie unter einem beträchtlichen statischen Druck. Durch den Flüssigkeitsfilm zwischen. dem Flansch 48 und dem Spurring 51 wird der gesamte Läufer des Pumpenaggregates aus seiner Stillstands-Ruhelage in axialer Richtung etwas angehoben, soweit es die kege, ligen Lagerringe 58 und 59 bzw. der zwischen denselben sich bildende Flüssigkeitsfilm gestatten. Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein.The mode of operation of the system described and in particular the liquid cooling of the electric motor is as follows: When the winding 31 of the motor is energized is, rotate the motor rotor, the shaft 15 and the pump impeller 16. It will thereby liquid from the container 71 through the line 70, the pump and the Line 73 returned to container 71. A smaller part of the amount of liquid pumped is via the line 74, the filter 75 and the line 76 in the lubricant channel 55 and arrives from there to the sliding surfaces between the bearing sleeves 47 and 50 .as well as between the flange 48 and the track ring 51, whereby the relevant Bearings are lubricated. Due to the centrifugal effect of the flange. 48 will be a significant one Part of the lubricating fluid between the flange 48 and the locking ring 51 radially outside in. The space under the hood-shaped cover 54 is promoted. Through the canal 56 the lubricating fluid then flows into the one immediately surrounding the shaft 15 Annular space below the bearing sleeves 47 and 50, in order in this way also to the tapered To get to bearing sleeves 58 and 59 and the sliding surfaces between these sleeves lubricate. Since the lubricant is branched off from the pressure side of the pump, it is under considerable static pressure. Through the liquid film between. the flange 48 and the track ring 51 is the entire rotor of the pump unit slightly raised from its standstill rest position in the axial direction, as far as it is the cone, ligen bearing rings 58 and 59 or the liquid film forming between them allow. A state of equilibrium is established.

Die zwischen den Lagerhülsen 58 und 59 nach unten austretende Flüssigkeit gelangt auf den Boden der durch den Motorläufer gebildeten Glocke und wird dann, infolge Zenarifugalwirkung gegen die zylindrische Innenfläche 42 des Läufertragkörpers 39, d. h. gegen den dortigen Überzug 62, geschleudert und auf der genannten Fläche ausgebreitet. Der Umfangswulst 43 verhindert, daß die Flüssigkeit gegen den Luftspalt zwischen den Magneteisenteilen des Motorläufers und des Motorständers ausgeschleudert wird. Im Betrieb des Motors erzeugt der Motorläufer Wärme, die größtenteils durch den Flüssigkeitsring an der zylindrischen Innenfläche des Motorläufers aufgenommen wird, wobei die Flüssigkeit verdampft und eine der Verdampfungstemperatur entsprechende, im wesentlichen konstante Temperatur des Motorläufers erzielt wird. Die nach oben steigenden Dämpfe werden durch das den ringförmigen Hohlraum 45 durchströmende Medium gekühlt und die Flüssigkeit rückkondensiert. Die Kondensattropfen fallen dabei auf die obere Stirnfläche des Motorläufers und werden radial auswärts gegen den Belag 61 des Motorständers geschleudert, welcher dadurch ebenfalls, eine Kühlung erfährt. Dia auf die beschriebene Weise nur verdampfte und wieder kondensierte Flüssigkeit in den Luftspalt zwischen den Magneteisenteilen 21 und: 35 des Motors gelangt, ist diese Flüssigkeit völlig frei von Fremdbestandteilen und kann somit keine Verstopfung des engen Luftspaltes auftreten. Der Belag 61 auf den Stützringen 23 und 24 verhindert den. Zutritt von Flüssigkeit in den die Wicklung 31 enthaltenden Raum.The liquid escaping downward between the bearing sleeves 58 and 59 gets to the bottom of the bell formed by the motor rotor and is then as a result of zenarifugal action against the cylindrical inner surface 42 of the rotor support body 39, d. H. against the coating 62 there, thrown and on the surface mentioned spread out. The circumferential bead 43 prevents the liquid against the air gap ejected between the magnetic iron parts of the motor rotor and the motor stand will. When the motor is running, the motor rotor generates heat, most of which is caused by added the liquid ring on the cylindrical inner surface of the motor rotor the liquid evaporates and a temperature corresponding to the evaporation substantially constant temperature of the motor rotor is achieved. The top Rising vapors are transmitted through the medium flowing through the annular cavity 45 cooled and the liquid condensed back. The drops of condensation are noticeable the upper end face of the motor rotor and are radially outwards against the lining 61 of the motor stand, which is also cooled as a result. The liquid evaporated and condensed again in the manner described got into the air gap between the magnet iron parts 21 and: 35 of the motor this liquid is completely free of foreign matter and can therefore not clog the narrow air gap occur. The lining 61 on the support rings 23 and 24 prevents the. access of liquid in the winding 31 containing Space.

Die den, Luftspalt nach unten verlassende Kühlflüssigkeit sammelt sich auf d'emDeckel 14. Der einen Bestandteil des Pumpenlaufrades 16 bildende Hohlkörper 65 fördert die sich oberhalb des Deckels 14 ansammelnde Flüssigkeit in den Druckraum dar Pumpe. Gelängt. zwischen den kegeligen Lagerringen 58 und 59 mehr Flüssigkeit in den Innenraum des glockenförmigen Motorläufers als verdampft, so kann die überschüssige Flüssigkeit durch die Öffnungen 41 nach der Außenseite der Läuferglocke abfließen, wonach diese Flüssigkeit ebenfalls mittels des Hohlkörpers 65 in den Druckraum der Pumpe gefördert wird.The cooling liquid leaving the air gap down collects on d'emDeckel 14. The hollow body forming part of the pump impeller 16 65 conveys the liquid that collects above the cover 14 into the pressure chamber dar pump. Succeeded. between the tapered bearing rings 58 and 59 more fluid in the interior of the bell-shaped motor rotor as evaporated, so can the excess Liquid flow through the openings 41 to the outside of the rotor bell, after which this liquid also by means of the hollow body 65 in the pressure chamber of Pump is promoted.

Setzt man das Pumpenaggregat still, so gelangt der Innenraum des Pumpengehäuses 11 unter den statischen Druck der im Behälter 71 vorhandenen Flüssigkeit. Da jetzt eine Förderwirkung des Hohlkörpers 65 fehlt, steigt die Flüssigkeit aus dem das Pumpenlaufrad 16 enthaltenden Raum in den den Motorläufer enthaltenden Raum hoch, wobei das dort vorhandene Gas, z. B. Luft, komprimiere wird und ein Luftpolster bildet, das dem weiteren Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels entgegenwirkt. Die Stützringe 23 und 24 sowie der Überzug 61 verhindern: das Eindringen von Flüssigkeit in den die Wicklung 31 enthaltenden Raum. Die in die Gewindebohrung 60 einmündende Leitung 77 ermöglicht das Nachströmen von Gas oder Luft in den den Motorläufer enthaltenden Raum, wenn das Pumpenaggregat wieder in Betrieb gesetzt und dadurch aus dem genannten Raum die Flüssigkeit mittels des Hohlkörpers 65 weggefördert wird.If the pump unit is shut down, the interior of the pump housing comes into play 11 under the static pressure of the liquid present in the container 71. There now a conveying effect of the hollow body 65 is absent, the liquid rises from the Pump impeller 16 containing space up into the space containing the motor rotor, where the gas present there, e.g. B. Air, will compress and an air cushion forms, which counteracts the further rise in the liquid level. The support rings 23 and 24 as well as the coating 61 prevent: the penetration of liquid into the the winding 31 containing space. The line opening into the threaded bore 60 77 enables gas or air to flow into the rotor containing the motor Space when the pump set is put back into operation and thereby out of the above Space the liquid is conveyed away by means of the hollow body 65.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid cooling for one. a centrifugal pump driving electric motor, in which the motor rotor with vertical axis above of the pump impeller is arranged in a space communicating with the pump and located within the annular magnetic iron of the motor stator, thereby characterized in that the motor rotor (35, 37, 38, 39, 40) has the shape of an upward has open bell, the inside of which is washed by the coolant that the Bell has a radially inwardly protruding circumferential bead (43) on its upper edge has, which hinders the escape of the liquid, that at the bottom of the bell at least one drainage opening (41) is provided and that above the electric motor Means (55, 56, 74 to 76) for metered supply of the cooling liquid into the interior the bell are in place.

2. Liquid rotor cooling according to spoke 1, thereby characterized in that immediately above the upper face of the motor rotor in Bearing flange (25) a cooler (45) for recondensation of the evaporated rotor coolant is arranged for the purpose of cooling the magnetic iron of the motor stand.

3. Liquid rotor cooling according to claims 1 and 2, in which both the stator and the rotor of the electric motor are provided on their surfaces facing the air gap with a coating resistant to acids and bases and the motor rotor carries a short-circuit armature winding made of aluminum, thereby characterized in that the short-circuit winding (37, 38) is completely and tightly embedded in the laminated rotor core (35) and the rotor support body (39) made of materials with a higher melting point and the bell-shaped motor rotor (35, 37, 38, 39, 40) formed in this way ) is provided on all sides in a known manner with the coating (2) consisting of glass firing. In. Documents considered: German Patent Specifications No. 208129, 674 524; German Auslegeschriften Nos. 1023 517, 1 040 118, 1074139; German patent application F 4967 VIIIb / 21 d1 (published on October 30, 1952); British Patent No. 699,436; French Patent No. 824 256; U.S. Patent No. 2,282,586.