DE1167966B

DE1167966B - Abdichtungsvorrichtung zwischen einer Gasumwaelzpumpe und dem fluessigkeitsgefuellten elektrischen Antriebsmotor

Info

Publication number: DE1167966B
Application number: DEK49242A
Authority: DE
Inventors: Fritz Hoermann; Dipl-Ing Erhard Wunderlich
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1963-03-20
Filing date: 1963-03-20
Publication date: 1964-04-16
Also published as: DE1167966C2

Description

Abdichtungsvorrichtung zwischen einer Gasumwälzpumpe, und dem flüssigkeitsgefüllten elektrischen Antriebsmotor Die Erfindung betrifft eine Gasumwälzpumpe mit vertikaler Drehachse, welche von einem ganz oder teilweise flüssigkeitsgefüllten Elektromotor angetrieben wird, wobei zwischen Gasumwälzpumpe und Elektromotor eine Schmierflüssigkeitspumpe zur Aufrechterhaltung eines durch den Motor geleiteten Schmier- und Kühlkreislaufes angeordnet ist.
Es ist bei Flüssigkeitskreiselpumpen mit vertikaler Drehachse bereits bekannt (französische Patentschrift 963 472), zur hydrodynamischen Abdichtung des Wellenspaltes zwischen Pumpe und Lagerkörper ein Hilfslaufrad anzuordnen, das während der Rotation einen Flüssigkeitsring erzeugt, der die Luft im Lagerkörper daran hindert, in die Pumpe einzudringen und zugleich die in der Pumpe befindliche Flüssigkeit daran hindert, in den Lagerkörper auszutreten.
Bei einer anderen bekannten Flüssigkeitskreiselpumpe (französische Patentschrift 811589) ist das Laufrad mit Rückenschaufeln versehen, durch deren Zentrifugalwirkung die Förderflüssigkeit während des Betriebes daran gehindert wird, in einen hinter dem Laufrad befindlichen, mit Sperrgas beaufschlagten Raum einzudringen.
Diese bekannten Maßnahmen sind jedoch bei einer Gasumwälzpumpe mit flüssigkeitsgeschmiertem Antriebsmotor wegen des umgekehrten Verhältnisses von Gasdruck zu Flüssigkeitsdruck nicht anwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Gasumwälzpumpe mit flüssigkeitsgeschmiertem Motor eine Ab- dichtung zwischen Pumpen- und Motorteil zu finden, die verhindert, daß weder Gas in den Motorteil noch Flüssi-keit in den Pumpenteil gelangt. Diese Bedingung soll auch dann erfüllt sein, wenn die Betriebsverhältnisse der Gasumwälzpumpe, insbesondere Förderdruck, Zulaufdruck oder Temperatur, sich ändern.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Gasumwälzpumpe der eingangs genanntenArt erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Laufrad der Schmier flüssigkeitspumpe zusätzliche Schaufeln auf der der Gasumwälzpumpe zugekehrtenSeite aufweist und daß in den Schmierkreislauf hinter der Schmierflüssigkeitspumpe eine Drosselstelle vorgesehen ist. Durch die erfindLingsgemäße Maßnahme entsteht im Bereich der zusätzlichen Schaufeln des Laufrades derSchmierflüssigkeitspumpe ein genügend breiter Flüssigkeitsring, durch den eine Vermischung von Gas und Schmierflüssigkeit verhindert wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, die Drosselstelle zur Regulierung der erforderlichen Druckhöhe veränderlich auszuführen, wodurch die Breite des Flüssigkeitsringes verändert bzw. ein genügend breiter Flüssigkeitsring geschaffen werden kann. Es ist auch möglich, den Querschnitt der Drosselstelle selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck der Gasumwälzpumpe und/oder des Schmierkreislaufes einstellbar auszuführen.
Eine andere Möglichkeit, die insbesondere bei weitgehend konstanten Druckverhältnissen bevorzugt wird, besteht darin, daß der Querschnitt der Drosselstelle unveränderlich ist. In diesem Fall kann eine Blende oder jede andere Querschnittsverengung, beispielsweise eine Rohrleitung mit kleinerem Innendurchmesser bzw. eine enge Austrittsbohrung, verwendet werden.
Es ist auch vorteilhaft, den Schmierkreislauf durch einen Behälter zu führen, welcher mit dem Druck der Gasumwälzpumpe beaufschlagt ist, so daß in dem Behälter sowohl Schmierflüssigkeit als auch Gas enthalten ist und der Behälter im oberen Bereich über eine Rohrleitung mit der Druckleitung der Gasumwälzpumpe verbunden ist. Der Behälter wird dann zweckmäßig so angeordnet, daß der Flüssigkeitsspieael darin etwa auf der gleichen mittleren Höhe der Drosselstrecke zwischen der Gasumwälzpumpe und dem Elektromotor liegt.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung: Die Gasumwälzpumpe 1 wird durch einen darunter angeordneten Spaltrohrmotor 2 angetrieben. Zwischen der Gasumwälzpumpe 1 und dem Spaltrohrmotor 2 ist eine Schmierflüssigkeitspumpe 3 angeordnet, von der ein Schmierkreislauf über ein Drosselventil 4 zu einem Behälter 5 und von diesem durch eine Rohrleitung 6 zu einem um den Spaltrohrmotor 2 herum gelegten Kühler 7 sowie weiter über eine Rohrleitung 8 zum Spaltrohrmotor 2 und durch diesen hindurch wieder zur Schmierflüssigkeitspumpe 3 geführt ist. Das Laufrad 9 der Schmierflüssigkeitspumpe 3 ist auf der der Gasumwälzpumpe 1 zugekehrten Seite mit zusätzlichen Schaufeln 10 versehen. Zwischen der Gasumwälzpumpe 1 und dem Spaltrohrmotor 2 ist ein Wellenspalt 11 vorgesehen. Der Behälter 5 ist über eine weitere Rohrleitung 12 mit der Druckleitung 13 das Gasumwälzpumpe 1 verbunden, so daß das Innere des Behälters 5 mit dem Druck der Gasumwälzpumpe 1 beaufschlagt ist. Im Behälter 5 ist also sowohl Schmierflüssigkeit A als auch Gas B enthalten, wobei der Flüssigkeitsspiegel C etwa in Höhe der Mitte des Wellenspaltes 11 liegt.
Beim Anfahren der Gasumwälzpumpe 1 drücken die Schaufeln 10 am Laufrad 9 Flüssigkeit in den Schmierkreislauf hinein, und zwar so lange, bis aus der Gasumwälzpumpe 1 durch die Drosselstrecke 11 Gas nachgeströmt ist. Gleichzeitig wird aber durch das Laufrad 9 der Schmierkreislauf in Bewegung gesetzt, wodurch am Drosselventil 4 ein Druckabfall entsteht, der dafür sorgt, daß der von der Druckleitung 13 auf das Innere des Behälters 5 wirkende Druck sich am Austritt des Laufrades 9 um diesen Betrag anhebt. Es entsteht also eine Druckdifferenz zwischen Eintritt und Austritt der Schaufeln 10, die dem Druck des rotierenden Flüssigkeitsringes an den Rückenschaufeln 10 entgegenwirkt. Der Druck des Flüssigkeitsringes und der angelegte Differenzdruck werden also einen Gleichgewichtszustand einnehmen. Der so entstehende Flüssigkeitsring im Bereich des Austrittes der Schaufeln 10 ist groß genug, um eine Vermischung des von der Gasumwälzpumpe 1 durch den Wellenspalt 11 eintretenden Gases mit der Schmierflüssigkeit mit Sicherheit zu verhindern. Der innere Durchmesser des Flüssigkeitsringes in den Schaufeln 10, also die Grenze zwischen Gas und Schmierflüssigkeit, kann durch das Drosselventil 4 verändert werden. Je weiter der Durchflußquerschnitt am Drosselventil 4 verringert wird, um so größer ist der Druckanstau und um so weiter wandert folglich der Flüssigkeitsring zwischen den Schaufeln 10 nach innen. Das Drosselventil 4 gewährleistet also das Aufrechterhalten eines genügend breiten Flüssigkeitsringes und damit eine einwandfreie Trennung von Gas und Schmierflüssigkeit.

Claims

Patentansprüche: 1. Gasumwälzpumpe mit vertikaler Drehachse, welche von einem ganz oder teilweise flüssigkeitsgefüllten Elektromotor angetrieben wird, wobei zwischen Gasumwälzpumpe und Elektromotor eine Schmierflüssigkeitspumpe zur Aufrechterhaltung eines durch den Motor geleiteten Schmierkreislaufes angeordnet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Laufrad der Schmierflüssigkeitspumpe zusätzliche Schaufeln auf der der Gasumwälzpumpe zugekehrten Seite aufweist und daß in dem Schmierkreislauf hinter der Schmierflüssigkeitspumpe eine Drosselstelle vorgesehen ist.
2. Gasumwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle zur Regulierung der erforderlichen Druckhöhe im Durchflußquerschnitt veränderlich ausgeführt ist. 3. Gasumwälzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drosselstelle selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck der Gasumwälzpumpe und/oder des Schmierkreislaufes eingestellt wird. 4. Gasumwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle im Querschnitt unveränderlich ist. 5. Gasumwälzpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkreislauf durch einen Behälter geführt ist, welcher mit dem Druck der Gasumwälzpumpe beaufschlagt ist. 6. Gasumwälzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn eichnet, daß in dem Behälter sowohl Schmierflüssigkeit als auch Gas enthalten ist und der Behälter im oberen Bereich über eine Rohrleitung mit der Druckleitung der Gasumwälzpumpe verbunden ist. 7. Gasumwälzpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter so angeordnet ist, daß der Flüssigkeitsspiegel darin etwa auf der gleichen mittleren Höhe der Drosselstrecke zwischen der Gasumwälzpumpe und dem Elektromotor liegt.