DE1553156B2 - Universalgelenk für Exzenterschneckenpumpen mit zwei Kugelpfannen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Universalgelenk für Exzenterschneckenpumpen mit zwei Kugelpfannen, in welchen jeweils ein Ende eines hanteiförmigen Druckstabes gelagert ist.

Aus der US-PS 25 45 604 ist ein derartiges Universalgelenk bekannt, das jedoch lediglich zur Aufnahme von Druckbeanspruchungen geeignet ist. Aus der GB-PS 29 454 ist demgegenüber ein Universalgelenk bekannt, das aus einem Stahlseil besteht und damit nur zur Aufnahme von Zugbeanspruchungen geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Universalgelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl Druck- als auch Zugbeanspruchungen aufnehmen kann und das insbesondere für Pumpen mit langen Rotoren für große Förderhöhen geeignet ist und sowohl zur Verbindung zwischen Motor und Pumpe als auch zur Verbindung von zwei hintereinander angeordneten Pumpen geeignet ist. Da solche Pumpen insbesondere zur Förderung von Flüssigkeiten aus Bohrlöchern eingesetzt werden, kommt es außerdem darauf an, daß das Gelenk einen schlanken Aufbau besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kugelpfannen in zwei Köpfen angeordnet sind, die auf der den Kugelpfannen gegenüberliegenden Seite Anschlußenden mit Gewinde aufweisen, daß der hanteiförmige Druckstab eine Längsbohrung aufweist, daß sich durch diese eine in den Köpfen befestigte Zugverbindung erstreckt, daß die Köpfe an ihrer Außenfläche und eine die Köpfe umfassende Hülse an ihrer Innenfläche mit Längsnuten zur Aufnahme von Rollen versehen sind, daß der Durchmesser der Längsnuten größer ist als der Durchmesser der Rollen und daß an den Köpfen die zwischen den Längsnuten vorhandenen Stege die Steghöhe von der Mitte aus verringernde Abschrägungen aufweisen.

Ein derartiges Universalgelenk besitzt den für Exzenterschneckenpumpen, die in Bohrlöcher eingeführt werden sollen, erforderlichen schlanken Aufbau, kann das Drehmoment sowie Zug- und Druckbeanspruchungen sicher übertragen und ermöglicht eine Selbsteinstellung der Exzenterschnecken in ihren Laufbüchsen, wodurch mit der Herstellung und der Montage der Pumpen verbundene Fehler ausgeglichen werden können.

Um das Universalgelenk insbesondere beim Betrieb der Exzenterschneckenpumpe als Tauchpumpe in Bohrlöchern vor Verschmutzungen zu schützen, ist vorteilhaft mit den Enden der Hülse und mit jedem Abschlußende der Köpfe als Dichtung eine gummielastische Manschette verbunden.

Zur ständigen Kühlung der Universalgelenke mit der Arbeitsflüssigkeit weist die Hülse in dem zwischen den Köpfen liegenden Bereich Bohrungen auf, die mit einem Filter abgedeckt sind.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine als Tauchpumpe gestaltete Exzenterschneckenpumpe im Längsschnitt, F i g. 2 das Universalgelenk im Schnitt und F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A gemäß F i g. 2.

Als Antrieb 1 (Fig. 1) für die Exzenterschneckenpumpe wird ein ölgefüllter Elektromotor mit einer Schutzeinrichtung 2 verwendet, die als Ausgleichseinrichtung für den Überdruck der Isolationsölschmierung des Elektromotors dient.

Die Welle 3 der Schutzeinrichtung 2 ist mit der Antriebswelle 4 der Exzenterschneckenpumpe durch eine Kupplung 5 verbunden, die aus zwei auf der Welle 3 bzw. 4 befestigten Kupplungshälften 6 und 7 besteht.

Die Antriebswelle ist im im Pumpengehäuse 10 angeordneten Gleitlager 8 und Stützzapfen 9 gelagert. Der Stützzapfen 9 enthält zwei Kugelschulterlager 11, die miteinander verbunden und auf Federungskörpern (in der Zeichnung nicht gezeigt) angeordnet sind.

Zur Abdichtung der Welle 4 ist im Pumpengehäuse 10 eine Stopfbüchse 12 vorgesehen, die aus einem Satz von Blei-Graphit-Ringen und Gummimanschetten besteht. Die Stopfbüchse dient zur Verhinderung des Aus- fließens von Elektroisolationsöl aus der Schutzeinrichtung 2 und zur Verhinderung des Durchtrittes der Förderflüssigkeit in die inneren Räume des Antriebsmotors 1.
Die Exzenterschneckenpumpe besitzt zwei hintereinander angeordnete Exzenterschnecken 13 und 13', welche miteinander und mit der Antriebswelle 4 mittels eines Universalgelenks 14 und 14' verbunden sind. Jede Exzenterschnecke 13 bzw. 13' ist in Laufbuchsen 15 bzw. 15' aus elastischem Werkstoff gelagert, wobei die Buchsen von Rohrgehäusen 16 und 16' umfaßt sind, die ein inneres Schraubengewinde aufweisen, zueinander koaxial angeordnet und miteinander über das Pumpengehäuse 10 starr verbunden sind.

Die Exzenterschnecken 13 und 13' bilden zusammen mit den Rohrgehäusen 16 und 16' zwei Pumpenstufen, wobei die Exzenterschnecken eingängig und die Gegenflächen der Rohrgehäuse doppelgängig gestaltet sind.

Um beim Pumpenbetrieb auftretende axiale Kräfte ausgleichen zu können, sind die unteren Exzenterschnecken 13 und das Rohrgehäuse 16 rechtsgängig und die oberen Exzenterschnecken 13' und das Rohrgehäuse 16' linksgängig ausgeführt.

Die durch die Universalgelenke 14 und 14' gegebene gelenkige Verbindung der Exzenterschnecken 13 und 13' ermöglicht eine Selbsteinstellung der Exzenterschnecken 13 und 13' in den Rohrgehäusen 16 und 16', wodurch durch Herstellungs- und Montageungenauigkeiten der Pumpe bedingte Fehler ausgeglichen werden. Dadurch, daß sich die Exzenterschnecken 13 und 13' exzentrisch in bezug auf die Pumpenachse um ihre eigenen Achsen drehen und dadurch, daß außer dieser Drehung der Exzenterschnecken 13 und 13' deren Achsen auch noch eine Umlaufbewegung in einer Richtung ausführen, die der mit Exzentrizität erfolgenden Drehung zwischen den Schneckenachsen und den Achsen der Rohrgehäuse entgegengerichtet ist, sind die Exzenterschnecken 13 und 13' zum Ausgleich der bei ihrer Drehung entstehenden Fliehkräfte mittels des Universalgelenkes 14 in diametral gegenüberliegenden Stellungen um die Größe ihrer Exzentrizität bezüglich der Pumpenachse (Gehäuse 16 und 16') gegeneinander versetzt

Das von dem Paar dieser in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Fliehkräfte verbleibende unausgeglichene Moment erzeugt eine gewisse Pumpenschwingung, die das Ansaugen besonders bei zähen Flüssigkeiten verbessert.

Die Saugfähigkeit der Pumpe erreicht 8,5 m Wassersäule.

Die Universalgelenke 14 und 14' (F i g. 2), mit deren Hilfe die Exzenterschnecken 13 und 13' miteinander und mit der Welle 4 verbunden sind, weisen zwei Köpfe 17 mit mit Gewinde versehenen Anschlußenden 18 auf, wobei das Gewinde zur Verbindung mit anderen Bauteilen der Pumpe, d. h. mit den Exzenterschnecken 13 und 13' oder mit der Welle 4 dient.

Die Köpfe 17 sind in der sie umfassenden Hülse 19 gelenkig angeordnet, wobei die Gelenkverbindung der Köpfe 17 mit der Hülse 19 durch das Vorhandensein von Stegen 20 erreicht wird, die die Steghöhe von der Mitte aus verringernde Abschrägungen aufweisen.

Die Übertragung des Drehmoments von der Welle 4 erfolgt mit Hilfe von in Längsnuten 21 bzw. 23 gelagerten Rollen 22. Dazu sind an der Außenfläche der Köpfe 17 die zylindrischen Längsnuten 21 (Fig.3) vorgesehen, die zusammen mit den an der Innenfläche der Hülse 19 vorgesehenen zylindrischen Längsnuten 23 die Rollen 22 umfassen.

Die Köpfe 17 sind miteinander durch die in ihnen befestigte Zugverbindung 24 verbunden, welche die Zugbeanspruchung von den Exzenterschnecken 13 und 13' aufnimmt.

Zur Aufnahme der Druckbeanspruchungen sind die Köpfe 17 durch einen hanteiförmigen Druckstab 25 (F i g. 2) voneinander getrennt, der die Zugverbindung 24 umfaßt und sich mit seinen Enden gelenkig gegen die Stirnseiten der Köpfe abstützt. Die gelenkige Abstützung des hanteiförmigen Druckstabes 25 gegen die Stirnseiten der Köpfe 17 wird durch an den Enden des hanteiförmigen Druckstabes 25 angeordnete Kugelköpfe 26 und durch Kugelpfannen 27 an den Stirnseiten der Köpfe 17 erzielt.

Die Universalgelenke 14 und 14' sind vor Eindringen mechanischer Verunreinigungen durch elastische Manschetten 28 geschützt, welche die Anschlußenden 18 der Köpfe 17 umschließen. Die Gelenke werden durch über Bohrungen 29 mit Filter 30 eintretende Arbeitsflüssigkeit gekühlt.

Der ins Bohrloch an der Rohrsäule der Druckleitungsrohre 34 herabgelassenen Pumpe wird von der Oberfläche aus über das Kabel 35 Elektroenergie zugeführt. Bei Inbetriebsetzung des Elektromotors wird ein Drehmoment über die Welle 3 der Schutzeinrichtung 2, die Anlauf-Klauenkupplung 5 und die Antriebswelle 4 der Pumpe auf das Universalgelenk 14' übertragen, das die parallelarbeitenden Exzenterschnecken 13 und 13' in Drehbewegung versetzt.

Die Förderflüssigkeit wird gleichzeitig durch beide Pumpenpaare über zwei Filter und zwei Reihen von Saugkanälen in den Gesamtdruckraum 40 angesaugt.

Bei Drehung der Exzenterschnecken 13 und 13' bewegen diese die Förderflüssigkeit durch innere, zwischen zwei Oberflächen der Exzenterschnecken und des Rohrgehäuses befindliche geschlossene Kanäle entlang der Pumpenachse und fördern sie über Druckkanäle entlang der Pumpenachse und ein Rückschlagventil weiter zur Erdoberfläche.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Universalgelenk für Exzenterschneckenpumpen mit zwei Kugelpfannen, in weichen jeweils ein Ende eines hanteiförmigen Druckstabes gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfannen (27) in zwei Köpfen (17) angeordnet sind, die auf der den Kugelpfannen gegenüberliegenden Seiten Anschlußenden (18) mit Gewinde aufweisen, daß der hanteiförmige Druckstab (25) eine Längsbohrung aufweist, daß sich durch diese eine in den Köpfen befestigte Zugverbindung (24) erstreckt, daß die Köpfe (17) an ihrer Außenfläche und eine die Köpfe umfassende Hülse (19) an ihrer Innenfläche mit Längsnuten (21 bzw. 23) zur Aufnahme von Rollen (22) versehen sind, daß der Durchmesser der Längsnuten größer ist als der Durchmesser der Rollen und daß an den Köpfen die zwischen den Längsnuten vorhandenen Stege (20) die Steghöhe von der Mitte aus verringernde Abschrägungen aufweisen.

2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Enden der Hülse (19) und mit jedem Anschlußende (18) der Köpfe (17) als Dichtung eine gummielastische Manschette (28) verbunden ist.

3. Universalgelenk nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse in dem zwischen den Köpfen (17) liegenden Bereich Bohrungen (29) aufweist, die mit einem Filter (30) abgedeckt sind.