DE1528700A1

DE1528700A1 - Pumpen mit Motorantrieb

Info

Publication number: DE1528700A1
Application number: DE19651528700
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Crane Co
Current assignee: Crane Co
Priority date: 1964-09-09
Filing date: 1965-08-19
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3220349A; GB1080934A

Description

DIpn₀.Dipl.o.e.pubi. η<^^βη j J

DiETRiCHLEWIMSKY

'PATi-! !TANWALT

Münslien-Püsir=?, A^s-Gcnuuer-CtroBs 2C2

Telefon 1 81 39

Dr. Expl.

Postoria Corporation, Warrington (Pennsylvanien) 18976 Warrington Industrial Park

Pumpen mit Motorantrieb

Die Erfindung betrifft Pumpen mit Motorantrieb·

Es ist vorgeschlagen worden, eine Druckausgleichs kammer für ein Pumpenflügelrad zu schaffen, um die Axialstellung des Flügelrades zu steuern. Eine solche Anordnung ist z.B. in der USA-Patentschrift 3 053 beschrieben.

Ferner ist aus der UöA-Patentschrift j5 Γ38 Io5 bekannt, eine Druckausgleichskammer zu schaffen, die durch eine feststehende, zwischen dem Umfang eines gekapselten Motorläufers und einer Motorständerisolierbuchse angeordnete öffnung und dirch eine veränderlichs öffnung am Ende der Motorwelle, entfernt von dem FlügelradjDe^renztjist. _ ^^---

Es vrurde auch bereits vorgeschlagen, eine feststehende Öffnung entlang einem Teil des Motorläuferumfangs und eine veränderliche öffnung an mindestens einem Ende des Motorläufers vorzusehen mit einer Ausgleichskammer- an mindestens einem Ende des Motorläufers.

Das Gerät nach der Erfindung schafft eine verbesserte Druckausgleichseinrichtung für ein Flügelrad und eine Motorläufereinheit, die besonders, aber nicht ausschließlich, für große Pumpen geeignet sind.

Hauptziel der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die ein Druckausgleichen oder Einstellen des Motorläufers und Flügelrades da~ j durch bewirkt, daß die Flüssigkeit im Inneren des ! Motorläufers umläuft und Ausgleichskräfte auf den Motorläufer einwirken.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die einen verbesserten Aufbau zum Ausgleich des Axialschubs aufweist, wobei der Läufer und die Flügelradwelle eine feststehende öffnung an einer vorbestimmten ötelle/ünd vorzugsweise zwischen dem Umfang des Läufers und der den Ständer isolierenden Buchse aufweist, und eine veränderliche öffnung zwischen dem Flügelrad und einem feststehenden Teil des Flügelradgehäuses, die entsprechend senkrecht zu der Welle verläuft.

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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die einen verbesserten Aufbau zum Ausgleich des Axialschubs aufweist, wodurch eine Verminderung oder Beseitigung von Verschleißringen verursacht wird, die bisher als wesentlich für die Aufnahme des Axialschubs angesehen wurden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die einen verbesserten Aufbau für den Flüssigkeitsdruckausgleich des Axialschubs aufweist, der in sich und νοη selbst einen ausreichenden Flüssigkeitsstrom zum Kühlen und Schmieren liefert.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die eine verbesserte Anordnung für den Flüssigkeitskreislauf zum Axial ausgleich aufweist, wobei durch Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes in der Motorläuferkammer die Kühlbeständigkeit erhöht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auö der nachstehenden Beschreibung eines in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 ist eine senkrechte längsmittige Schnittdarstellung einer Pumpe mit Motorantrieb, die mit

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Vorrichtungen zum. Ausgleich gemäß der Erfindung versehen ist, wobei die Teile schematisch dargestellt sindj und

Pig· 2 ist eine senkrechte Qüerschnittsdarstellung, die ungefähr der Linie 2-2 von Fig. 1 entspricht.

Beschreibung und Zeichnungen beziehen sich auf beispielartige Ausführungsformen der Erfindung, wovon zahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

In den Darstellungen beziehen sich gleiche Bezugszeiehen auf gleiche Teile»

Unter besonderer Bezugnahme auf die Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, wird ein Flügelradgehäuse Io geschaffen, das einen in Verbindung mit einem inneren Flüssigkeitsraum oder Flügelradkammer 12 stehenden, in Längsrichtung axial mittig angeordneten Flüssigkeitseintritt sanschluß 11 aufweist. Der Flüssigkeitsraum 12 ist innerhalb einer Schnecke 13 in bekannter Ausführung angeordnet. Das Flügelradgehäuse 10 weist einen darauf ausgebildeten Flüssigkeitsablaufanschluß

14 auf, der in Verbindung mit dem Inneren der Schnecke 13 steht, um die Pumpflüssigkeit abzugeben.

Das Flügelradgehäuse 10 weist eine Endfläche

15 mit einer dazu ausgerichteten Abdeckplatte 16 auf·

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Ein Lagerschild 18 des Motorgehäuses ist vorgesehen, - an dem die Abdeckplatte 16 in beliebiger Weise befestigt werden kann. Die Abdeckplatte 16 weist .eine, die Welle aufnehmende Bohrung 19 auf. Das Flügelradgehäuse 10 ist ebenfalls in bekannter Art und Weise an dem Lagerschild 19 befestigt»

Der Lagerschild 18 bildet vorzugsweise einen Teil eines Motorgehäuses 20, das ein Lagerschild 21 am gegenüberliegenden Ende und ein zylindrisches Gehäuseteil 22 zur Verbindung der Lagerschilde 18 und 21 aufweist«

Zwischen den Lagerschilden 1.8 und 21 erstreckt sich eine zylindrische Buchse 25 aus beliebigem"antimagnetischem Material, das gegen durch die Fumpflüssig*· keit bewirkte Korrosion beständig ist. Bei einer Anzahl von Ausführungsarten kann die Buchse 25 vorteilhafterweise aus rostfreiem Stahl bestehen· Die Buchse 25 ist an ihren Enden in beliebiger Weise, beispielsweise durch Nahtschweissung, an den Lagerschilden 18 und 21 flüssigkeitsdicht befestigt. Zusammen mit dem Gehäuse 20 bildet die Buchse £5 eine isolierte Mdtorständerkammer 26, worin der Stände 27 eines Wechselstrommotors angeordnet ist» Der Ständer 27 schließt Ständerbleche 28 und Wicklungen 29, sowie nicht dargestellte Erregungsleiter ein.

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Eine Abschlußplatte 30 ist an dem Lagerschild 21 angebracht und befestigt angeordnet und weist einen sich nach innen erstreckenden Teil oder Vorsprung 3I uaf, der flüssigkeitsdicht innerhalb der Buchse 25 verläuft, .

- In dem Abschlußplattenvorsprung 3I ist ein Lagerhaltering 32 angeordnet, worin ein ^erring 33 aus Kohlen-, stoff oder einer anderen beliebigen, beispielsweise gemäß der in der UaA Patentschrift 2 741 990 dargestellten Ausführung getragen wird, und der das EntlangfHessen der Flüssigkeit ermöglicht. Die Innenfläche 17 weist vorzugsweise ebenfalls einen nach innen gerichteten Teil 35 auf, der sich innerhalb der Büchse 25 erstreckt und vorzugsweise flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, worin ein ^agerhaltering 32 und Lager 33 angeordnet sind. Damit wird innerhalb der Buchse 25 und zwischen den Vorsprüngen 31 und 35 eine Motorläuferkammer 3^ gebildet, wobei über öffnungen 36 eine Verbindung zwischen den einander gegenüberliegenden öeiten hergestellt wird«. Die öffnungen 36 ermöglichen einen begrenzten Flüssigkeitsstrom aus dem Inneren der Schnecke 13 zu der Läuferkammer,34·

Ein innerhalb der schnecke I3 angeordnetes Flüssigkeitsflügelrad 37 ist auf einer in Lagern ι 32 gelagerten Welle 38 aufgebracht und weist einen Äran innerhalb des Motorständers 27 befestigten Motorläufer 39 auf. Der Läufer 39 kann von beliebiger Ausführungsart sein, doch wird die von einer äußeren flüssigkeitsdichten Umhüllung umgebene Kurzsohlußaus« .

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führung bevorzugt, die gemäß UaA Patentschrift Nr. 3 Hl 090 ein Aussengehäuse 40 und Abdeckplatten 41 aufweist. Das Aussengehäuse 4o und die Abdeekplatten 41 bilden den als "gekapselt" bezeichneten Läufer» Der bisher beschriebene Aufbau ist herkömmlich und von bekannter Ausführung und hat die Grundlage für Entwurf und Bau zahlreicher Pumpen mit Motorantrieb gebildet.

Die Länge des Aussengehäuses 40 ist gleichbleibend und der Abstand zwischen dem Aussengehäuse 40 und der Buchs e 25 bildet eine feststehende oder gleichbleibende öffnung 42 für Zwecke, die nachstehend beschrieben werden·

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Gemäß der Erfindung ist die Welle 38 mit einem sieh innen axial erstreckenden Durchgang %3 ausgebildet, der in Verbindung mit einer Kammer 44 in der Abschlußplatte 3Ö steht, und mit einem oder mehreren an dem entgegengesetzten Ende angeordneten Radialdurehgängen 45 für den Flüssigkeitsstrom. Die Abdeckplatte 16 ist mit einem ringförmigen Rand 55 versehen, der eine Fläche 56 zur längsaxialen Bewegung in Bezug auf eine hinten an dem Flügelrad 37 angeordnete Fläche 57 aufweist, um eine veränderliche öffnung 58 zu bilden»

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Die Anordnung der feststehenden Öffnung 43 und der veränderlichen Öffnung 58 kennzeichnet einen Teil der Motorläuferkammer 34 als Flüssigkeitsdruckausgleichkammer46 am rechten Ende des Läufers 39· Die Kammer 46 kann somit verwendet werden, um

mittels gesteuertem Druck die Welle 38 entgegen dem von dem Flügelrad 39 auf die Welle 38 übertragenen öchub vorzubelasten.

Das Flügelrad 39 ist an dessen Ansaugteil mit Rücklaufdurchgängen 47 versehen und kann einen in der Nähe der Abdeckplatte 16 angeordneten Rand 49 verlaufenden Rand 48 aufweisen, um erheblichen Flüssigkeitsstrom an dieser ötelle zu vermeiden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise beschrieben?

Nach Erregung der Wicklungen 29 wird in den atänderblechen 28 ein Drehfeld aufgebaut, und der Läufer 39 wird in Drehung versetzt. Die Drehbewegung des Läufers 39 bewirkt die Drehung der Welle 38 und des darauf angeordneten Flügelrads 37. Die durch den Eintrittsanschluß 11 zugeleitete Flüssigkeit wird durch das Flügelrad 37 zu dem Aussenteil der Flügelradkammer¹ IH und zu der Schnecke I3 zur Förderung durch den Flüssigkeitsanschluß 14 geleitet. Das sich in Betrieb befindende Flügelrad 37 teilt der Welle einen längsaxialen Schub mit.

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Nach Drehung des Flügelrads 37 wird Flüssigkeit; von der Flügelradkammer 12.durch die öffnungen 56 zu der Läuferkammer Jk geleitet. Ein Teil der in die Kammer 34 eintretenden Flüssigkeit gelangt zu dem Lager 33 und an ihm entlang und durch den Abstand zwischen der Welle 38 und der Bohrung 19· Ein weiterer und größerer Teil der in die Kammer 34 eintretenden Flüssigkeit gelangt axial durch die feststehende öffnung 42 zwischen dem Läufer 39 und der Buchse 25 zu der Druckausgleichkammer 46, dann durch und entlang dem Lager 32 zu der Kammer 44, dann entlang dem Durchgang 43 zu und durch die Bohrungsöffnungen 45, sowie zu der veränderlichen öffnung 58 zwischen dem Rang und der Fläche 57*

Naöh Austritt durch die öffnung 58 fließt die Flüssigkeit durch die Rücklaufdurchgänge 47 zu der Ansäügseite des Flügelrads 37·

Der Druck in der Ausgleichskammer 46 wird von der feststehenden öffnung 42 und der veränderlichen öffnung 58 an dem Rand 55 und der Fläche 57 bestimmt, wobei der Austritt der Flüssigkeit aus der Kammer von der Größe der veränderlichen Öffnung- 58 ' gesteuert wird» Wenn bewirkt wird» daß sich der Abstand an der veränderlichen Öffnung 58 verkleinert, so neigt

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der* Druck in der Kammer 46 dazu anzusteigen und den Läufer 39 entlang seiner Längsachse naeh links ( Pig. I) zu bewegen, um die veränderliche öffnung 58 zu vergrößern und einen schnelleren Austritt und Druckabfall in der Kammer 46 -bei axialer Bewegung des Läufers 39 in Übereinstimmung mit den darauf einwirkenden Kräften einsehliesslich derjenigen in der Kammer 46 zu ermöglichen. Wenn der Druck in der Kammer 46 dazu neigt, sich zu senken, dann ist die Wirkung der auf den Läufer 39 einwirkenden Kräfte dahingehend, daß sie dazu neigen, den Läufer 39 entlang seiner Längsachse zu bewegen, um die Größe der veränderlichen Öffnung 58 mittels Druckanstieg zu verringern· somit erfolgt an der Kammer 46 ein Druckausgleich, um den öchub des Flügelrads 37 aufzufangen, und zwar mittels einer veränderlichen öffnung 58 zwischen dem Flügelrad 37 und einem feststehenden , senkrecht zu der Welle an der Platte 16 angeordneten Glied, wer Ausgleichsvorgang vermindert oder hebt sogar die Notwendigkeit auf, Endversehleissringe oder Bndlager an den Lagerringen 33 zu verwenden. Der Ausgleifahvorgang ist von dem Pumpvorgang des Flügelrads 37 unabhängig·

Der Ausgleich oder die Einstellung des Motor- / laufera 39 und damit der Welle 38 und des Flügelrads 37 durch die in der Kammer 46 wirkenden Kräfte neigen dazu, den Läufer 39 im Gleichgewicht oder in ausgeglichenem Zustand zu halten, wobei ein Mindestmaß an Bewegung

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erforderlich ist, um den Gleichgewichts- und Ausgleichszustand wiederherzustellen· Die in den Lagerdurohgängen und zwischen den Lagerringen 33 und der Welle 38in Umlauf befindliche Flüssigkeit wirkt als Kühlung und Schmierung der Berührungsflächen, während gleichzeitig der sich in der Läuferkammer J>6 befindende und der als Ausgleichskammer 46 dienende Teil hiervon als Puffer wirkt und den Abrieb der Abdeckplatten kl verhindert·

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Claims

F A T E N T A1 ft ti PR Ü C H E . ; -

1.) Pumpe mit Motorantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein,Pumpengehäuse mit einer Flügelrädkammer (Iq.) und einem darin angeordneten Flügelrad (37) aufweist, ein. sich von dem Pumpengehäuse erstreckendes Motorengehäuse (2o) mit einer eine Ständerkammer (26) bildenden Innenbuchse (25), einen in der Ständerkammer (26) angeordneten ütänder (2$), wobei das Innere der. Buchse (25) eine Motorläuferkammer (3²O bildet, wobei ein in der Läuferkammer (34) angeordneter Läufer (39) einen Umfangsteil in einem Abstand zu der Buchse (25) zur Bildung einer feststehenden öffnung (42) aufweist und eine Abdeckplatte (41) an dem von dem Flügelrad (37) entfernten Ende angeordnet ist, eine in dem Motorgehäuse (2o) angeordnete Welle (38) , auf der der Läufer (39) und das Flügelrad (37) befestigt sind, Lagerschilde (21) in der Buchse(25) an deren Enden, wobei die Läuferkammer (34) an einem Ende in Verbindung mit der Flügelradkammer (12) steht, um Flüssigkeit zu der Läuferkammer (34) zu fördern, wobei die Vorsprünge (31/35) eine Lagerung (33) für die Welle (38) aufweisen und der Raum zwischen einem der VorSprünge (3I) und der Abdeckplatte (41) eine Druckausgleichkammer (46) bildet, worin eine durch den Druck in der Kammer auf die Abdeckplatte (41) wirkende Kraft entgegen einer durch das Flügelrad (37) bewirkten Kraft ausgeübt wird, wobei die Druckausgleichkammer

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(46) über die feststehende öffnung (42) mit der Läuferkammer in Verbindung steht, wobei die Welle (3'8) einen an einem Ende in Verbindung mit der Druckausgleichkammer (46) stehenden Flüssigkeitsdurchgang (43) und einen mit dem Flüssigkeitsdurchgang in Verbindung stehenden Ausflußdurchgang (45) aufweist, und in Beziehung zueinander bewegliche Teile auf dem Flügelrad (37) und in dem Pumpengehäuse angeordnet sind, die zwischen sich eine veränderliche öffnung (58) zur Steuerung der Druckverhältnisse in der Druckausgleichskammer (46) bilden, wobei das Flügelrad (37) einen Rücklaufdurchgang (47) aufweist, mit dem die veränderliche öffnung (58) in Verbindung steht.

2.) Pumpe mit Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beweglichen Teile eine Fläche (57) des Flügelrads (37) ist,

3.) Pumpe mit Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beweglichen Teile in Beziehung zu dem Motorgehäuse (2o) fest angeordnet

4.) Pumpe mit Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beweglichen Teile auf der Fläche einer der Abdeckplatten (1.6) angeordnet ist, ^: - ■

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5·)- Pumpe mit Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beweglichen Teile ein sich axial erstreckender Rand (55) auf einer der Abdeckplatten (16) ist·

,6.) Pumpe mit Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beweglichen Teile eine Fläche (57) des Flügelrads (37) ist und das andere der beweglichen Teile ein sich axial erstreckender Rand (55) auf einer der Abdeckplatten (16) ist.

,1») Pumpe mit Motorantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Pumpengehäuse mit einer Flügelradkammer (Iq) und einem darin angeordneten Flügelrad (37) aufweist, ein sich von dem Pumpengehäuse erstreckendes Motorengehäuse (2o) mit einer eine Ständerkammer (26) bildenden Innenbuchse (25) , einen in der Ständerkammer (26) angeordneten Ständer (27) , wobei das Innere der Buchse (25) eine Motorläuferloairaner 04) bildet, wobei ein in der Läuferkammer 04) angeordneter Läufer', (39) einen Umfangsteil in einem Abstand zu der Buchse (25) zur Bildung einer feststehenden öffnung (42) aufweist und eine Abdeckplatte (41) an dem von dem Flügelrad O?) entfernten Ende angeordnet ist, eine in _; dem Motor- und Pumpengehäuse angeordnete Welle (38)

"auf der der Läufer (39) und das Flügelrad (37) befestigt sind* wobei Endplatten (16) in der Buchse (25)

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an deren Enden angeordnet sind, in dem die Lauferkammer (34) an einem Ende in Verbindung mit der Flügelradkammer (12) durch eine öffnung (36) in einer der Endplatten (16) steht, um Flüssigkeit in die Läuferkammer (34) zu fördern, wobei die Endplatten (16) j Lager (33) für die Welle (58) mit daran entlang verlaufenden Flüssigkeitsdurchgängen aufweisen, wobei der Raum zwischen einer der· Endplatten (16) und der Abdeckplatte (41) eine Druckausgleichkammer (46) bildet, worin eine durch den Druck von der Kammer auf die Abdeckplatte (41) wirkende Kraft entgegen einer durch das Flügelrad (37) bewirkten Kraft ausgeübt wird, wobei die Druckausgleichskammer (46) mit der StSnderkammer über die feststehende öffnung (42) in Verbindung steht, wobei die Welle (38) einen daran entlang verlaufenden Flüssigkeitsdurchgang (43) aufweist, der an einem Ende über die Durchgänge in einem der Lager (33) mit der Druckausgleicnkammer (46) in Verbindung steht, und die Welle (38) eine Ausfliißöffnung (45) in Verbindung mit dem Durchgang (43) aufweist, und wobei eine Vorrichtung eine veränderliche öffnung (58) zur steuerung der DruclcsrerhäTtnisse in 4er ,Druckausgleichkammer (46) bildet, wobei diese Vor-

eine auf dem Flügelrad (37) radial angeordnete (5T) und eine angrenzende Fläche (56) auf der Shdplafcte (l6) aufweist und die Fläche (57) ^eI längsaxialer Bewegung der Welle (38) in Beziehung auf die

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Fläche'(56) beweglich 1st, wobei das Flügelrad (57) einen Rücklaufdurchgang (47) aufweist, mit dem die veranderliehe öffnung (58) in Verbindung steht.

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