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Elektromotorisch angetriebene Pumpe Die Erfindung bezieht sich auf
eine elektromotorisch angetriebene Pumpe zur Förderung eines bei Außentemperatur
leicht erstarrenden Mediums, das auch zur Kühlung des mit Spaltrohren versehenen
Elektromotors in einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf dient, der einen mit dem
Elektromotor und der Pumpe zusammengebauten mit Luft rückgekühlten Kühler enthält.
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Es sind bereits sogenannte Spaltrohrpumpen bekannt, die zur Kühlung
des Motors einen mit einer eigenen Kühleinrichtung und meist auch mit einer eigenen
Umwälzpumpe versehenen Kühlmittelkreislauf aufweisen. Dies ist beispielsweise dann
erforderlich, wenn die Temperatur des in der Pumpe geförderten Mediums oberhalb
der für den Motor zulässigen Temperatur liegt. Diese Ausführung hat aber noch Nachteile,
die sich insbesondere beim Anfahren der Pumpe nach längerer Betriebsunterbrechung
bemerkbar machen, wenn man beispielsweise ein Medium fördern will, das bei noch
häufig auftretenden Außentemperaturen schon erstarrt. Es ist dann erforderlich,
das Sekundär-Kühlmittel vor dem Anlaufen der Pumpe aufzuwärmen. Dazu ist Wasser
nicht gut geeignet, da man dann unter Umständen an weit verzweigten Stellen einer
Betriebsanlage Warmwasser zur Verfügung stellen oder aber das gewöhnlich zur Kühlung
herangezogene Wasser aufheizen muß. Ferner steht oft kein Wasser mit konstanter
Zulauftemperatur zur Verfügung. Diese ändert sich vielmehr meist mit den Jahreszeiten
in erheblichem Umfang. Außerdem muß das als Primärkühlmittel dienende Wasser in
aller Regel nach dem Durchfließen der Kühlmitteleinrichtung abgeführt werden und
kann nicht noch zur Beheizung des Gehäuses des Motors der Pumpe verwendet werden.
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Es ist auch bereits bei großen Elektromotoren bzw. Generatoren bekannt,
in den Stillstandszeiten das Kühlmittel auf einer bestimmten Temperatur zu halten,
um Kondenswasserbildung zu vermeiden. Dazu wird in einem Fall das Kühlmittel mit
Hilfe einer Umwälzpumpe durch einen Durchlauferhitzer gepumpt. Ferner ist zur Verhinderung
der Kondenswasserbildung nicht mehr neu, eine bestimmte Temperatur innerhalb einer
elektrischen Maschine während des Stillstandes dadurch aufrechtzuerhalten, daß man
die Rotor- bzw. Statorwicklungen mit Hilfe eines Bruchteils der Betriebsspannung
aufheizt. Die vorerwähnten Maßnahmen sind insbesondere bei längeren Stillstandszeiten
kostspielig und teilweise auch noch baulich sehr aufwendig.
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Es ist auch eine stopfbüchsenlose Pumpe zur Förderung von nur im heißen
Zustand flüssigen Medien bekannt, bei welcher der Läufer des Motors als Stromverdrängungsläufer
mit starker Stromverdrängung derart ausgebildet ist, daß beim Umschalten auf Stillstand
zwei bzw. drei Motorphasen mit einer einphasigen bzw. dreiphasigen, von einem Transformator
gelieferten kleineren, unter der Betriebsspannung liegenden Hilfsspannung gespeist
werden, um auf diese Weise das zu pumpende Medium in flüssigem Zustand zu halten.
Es sind hier ein aufwendiger Spezialmotor sowie eine besondere Speisespannungsquelle
erforderlich. Dabei ist nicht sichergestellt, daß das zu fördemde.Medium auch in
entlegenen Teilen der Pumpe im Stillstand genügend aufgeheizt wird.
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Weiter sind auch zur überwachung der Kühlmitteltemperatur bei elektrischen
Maschinen Temperaturfühler bekannt, die je nach Temperatur bzw. Belastung
der Maschine das Zu- oder Abschalten zusätzlicher Außenkühlungen steuern. Auch sind
Einrichtungen bekannt, die in den Statorwicklungen eines Generators durch mehrere
Temperaturfühler die Temperatur innerhalb der Maschine weitgehend konstant halten,
indem die Durchflußmenge sowie die Vorlauftemperatur des Kühlinittels geregelt wird.
Durch diese meist sehr komplizierten und aufwendigen Einrichtungen wird die Belastbarkeit
dieser elektrischen Maschinen erhöht, sie sind aber zum Anheizen bzw. Vorwärmen
der Maschine nicht geeignet, vor allem, wenn es sich um ein Kühlmittel handelt,
das bei vorkommenden Außentemperaturen bereits erstarrt.
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Es ist auch bereits ein Elektromotor nicht mehr neu, der ein Kühlgebläse
und eine dieses und das Motorgehäuse unischließende Ummantelung besitzt, wobei diese
Ummantelung einerseits das Kühlgebläse insbesondere stirnseitig abdeckt und zusammen
mit der mit Rippen versehenen Mantelfläche des Motorgehäuses einen im Querschnitt
kreisringförmigen
Luftführungskanal für diese Kühlluft bildet. Diese
Ununantelung dient bei diesem Motor aber nur im Zusammenwirken mit dem Außenlüfter
zu dessen Abdeckung und zur Führung der Kühlluft. Die Steuerung der Luft auf unterschiedlichen
Wegen ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich, erst recht keine Beheizung des Motorgehäuses
im Bedarfsfall.
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Es ist auch ein Elektromotor mit einem Innenlüfter bekannt, wobei
dieser als Sekandärkühlmittel dienende Luft innerhalb des Motorgehäuses umwälzt
und dieses Motorgehäuse zur Kühlung dieser Luft außen von Primärluft beaufschlagbare
Wärmetauscherrohre besitzt; an diesem Elektromotor ist auch ein Außenlüfter vorgesehen,
der mit Primär-Kühlluft diese Wärmetauscherrohre beaufschlagt. Dieser Außenlüfter
besitzt noch eine abgebogene Ummantelung, die ihn abdeckt und die Luft in Richtung
der Wärmetauscherrohre umlenkt.- Auch mit dieser Anordnung sind keine unterschiedlichen
Luftwege einstellbar und es ist im Bedarfsfall keine Aufheizung des Elektromotors
möglich.
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Schließlich ist es schon bekannt, einen Kühlmittel-Rückkühler durch
Luft mit Hilfe eines Ventilators rückzukühlen, wodurch aber auch keine Erwärmung
eines Elektromotors im Bedarfsfall möglich ist..
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dl#ktromotorisch angetriebene
Pumpe der eingangs genannten Axt zu schaffen, die bei allen vorkommenden Bedingungen
eine sichere Arbeitsweise gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß vor dem Kühler eine Heizvorrichtung und ein Gebläse angeordnet ist und daß die
Oberfläche des Motors von einer zylindrischen Luftführungswand umgeben ist und daß
eine verstellbare Umlenkeinrichtung in der einen Endlage die durch die Heizvorrichtung
und den Kühler strömende Gebläseluft dem Raum zwischen der Luftführungswand und
der Oberfläche des Elektromotors zuführt, während sie in der anderen Endlage ein
freies Abströmen der Gebläseluft ermöglicht. Dabei kann die Heizvorrichtung mittels
eines Thermostaten gesteuert werden, der vorzugsweise die Temperatur des Motorspaltraumes
abtastet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Eine im ganzen mit
1 bezeichnete Spaltrohrpumpe besitzt eine Kreiselpumpe 2, deren Laufrad
3 auf einer gemeinsamen Welle 4 mit dem Rotor 5 des im ganzen mit
6 bezeichneten, als Spaltrohrmotor ausgebildeten Elektromotors sitzt. Die
Welle 4 ist in den beiden Lagern 7 gelagert und trägt auf ihrem rückwärtigen
Ende ein Pumpenrad 8. Der Stator 9 sowie der Rotor 5 sind durch
rohrartige Bleche 10 und 11 je für sich zum Motorspaltraum abgeschlossen,
wie es bei sogenannten Spaltrohrpumpen üblich ist. Das Fördermedium, beispielsweise
Diphyl, tritt entsprechend den Pfeilen 13 am Saugstutzen 14 der Pumpe 2 ein
und verläßt diese durch den Druckstutzen 15. Da die Temperatur des Fördermediums
unter Umständen erheblich überhalb der zulässigen Temperatur für den Motor Regen
kann, ist bei der Spaltrohrpumpe 1
ein besonderer Kühlmittelkreislauf vorgesehen.
Das Pumpenrad 8 saugt beispielsweise über die Bohrung 16 des Lagerflansches
17 Sekundär-Kühlmedium uus dem Motorspaltraum 12 und fördert es in die Kühlschlange
18, die über ein Rohr 19 zu dem Gehäusedeckel 20 und von dort in die
Bohrung 21 der Welle 4 führt. Diese Bohrung 21 mündet vor dem pumpenseitigen Lager
7, so daß das gekühlte Sekundär-Medium von dort aus über das pumpenseitige
Lager 7 wieder in den Motorspaltraum 12 zurückfließen kann. Zwischen dem
pumpenseitigen Lager 7
und dem Laufrad 3 der Pumpe 2 kann ein geringer
Austausch des Fördermediums und des Sekundär-Kühlmediums im Wellenspalt auftreten.
Dieser Austausch ist jedoch ohne nachteilige Wirkung, da man als Sekundär-Kühlmedium
die gleiche Flüssigkeit wie das Fördermedium verwendet. Gegebenenfalls kann die
Welle auch noch (nicht gezeichnete) Querbohrun-"en 0 besitzen, die unmittelbar
von der Bohrung 21 in den --Motorspaltraum führen. Durch diese zusätzlichen Bohrungen
kann man die Umlaufmenge des Sekundär-Kühhnittels vergrößern.
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Es gehört mit zur Erfindung, daß bei der im ganzen mit 22 bezeichneten
Kühleinrichtung - in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen - vor
den Kühlschlangen 18 ein Gebläse 23 und eine Heizvorrichtung 24 vorgesehen
sind. Das durch einen Gebläse-Elektromotor 25 angetriebene Gebläse
25 saugt die als Primär-Kühlmittel dienende Luft entsprechend den Pfeilen
26 an, treibt sie durch die Heizvorrichtung 24 und die Kühlschlangen
18, worauf die Luft das Gehäuse 27 der Kühleinrichtung 22 durch die
Austrittsöffnungen 28 verlassen kann. Ferner gehört mit zur Erfindung, daß
die Oberfläche des Elektromotors 6 von einer zylindrischen Luftführungswand
29 umgeben ist und daß eine verstellbare Umlenkeinrichtung 30 für
die aus den Austrittsöffnungen 28
ausströmende Luft vorgesehen ist; dabei
kann die Umlenkeinrichtung 30 in der einen Endlage die durch die Heizvorrichtung
24 und die Kühlschlangen 18 geströmte Gebläseluft dem Raum zwischen der Luftführungswand
29 und der- Oberfläche des Elektromotors 6 zuführen, während die Umlenkeinrichtung
30 in der anderen Endlage ein freies Abströmen der Gebläseluft ermöglicht.
Die Luftführungswand 29 kann beispielsweise aus einem Blechrohr bestehen,
welches das Gehäuse des Elektromotors 6
koaxial ummantelt. Die Umlenkeinrichtung
30 kann sich auf dem Gehäuse 27 der Kühleinrichtung 22 axial verstellbar
führen, wie der Doppelpfeil 31 andeutet.
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Wenn die erfindungsgemäße Pumpe eine Zeitlang außer Betrieb gewesen
und das in ihr befindliche Fördermedium erstarrt ist, kann man die Pumpe
1
folgendermaßen in Betrieb nehmen: Zunächst schaltet man das Gebläse
23 und die Heizvorrichtung 24 ein, so daß Luft mit einer Temperatur, die
oberhalb der Erstärrungstemperatur des Fördermediums bzw. des Sekundär-Kühlmediums
liegt, an den Kühlschlangen 18 und am Gehäuse des Elektromotors
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vorbeistreicht. Wenn das im Motorspaltraum 12, in den Kühlschlangen
18 und dergleichen Räume befindliche Sekundär-Kühlmittel durch diese Wärmezufuhr
in den flüssigen Zustand gebracht worden ist kann man die Pumpe 1 anlaufen
lassen und die Umlenkeinrichtung 30 für die KüUuft so verstellen, daß diese
nach dem Verlassen des Gehäuses 27 ins Freie strömt. Bei genügender Erwärmung
des Sekundär-Kühlmittels kann die Heizvorrichtung 24 abgeschaltet werden. Dazu dient
beispielsweise ein im Motorspaltraum 12 untergebrachter Thermostat 32, der
über ein (schematisch dargestelltes) Schalt- und Regelorgan 33 mit der Heizvorrichtung
24 in Verbindung steht.
Mit Hilfe der Erfindung kann insbesondere
der Anlaufvorgang mit einfachen und gut regulierbaren Mitteln durchgeführt werden.