DE2064821A1

DE2064821A1 - Elektrische Maschine großen Durchmessers und geringer Drehzahl mit flüssigkeitsgekühltem Läufer

Info

Publication number: DE2064821A1
Application number: DE19702064821
Authority: DE
Inventors: Karl 1000 Berlin. P Lang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-12-22
Filing date: 1970-12-22
Publication date: 1972-07-13
Also published as: JPS5347482B1; DE2064821C3; CA936213A; US3748506A; DE2064821B2; AT306842B

Description

Elektrische Maschine großen Durchmessers und geringer Drehzahl mit flüssigkeitsgekühltem Läufer

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine großen Durchmessers und geringer Drehzahl, insbesondere einen Motor für den Antrieb einer Rohrmühle, dessen Läufer direkt auf der Rohrmühlentrommel angeordnet ist. Zur Abführung der in dem Läufer entstehenden Verlustwärme ist dieser in an sich bekannter Weise flüssigkeitsgekühlt. Die Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser, wird dabei den im Läufer befindlichen Kühlkanälen über einen an einer Stirnseite des Läufers angeordneten, rotierenden Sammelkanal zugeführt.

Es ist bekanntlich am Einfachsten, die von einem stehenden System gelieferte Kühlflüssigkeit über eine Stirnwand der Läuferwelle auf dem rotierenden Läufer zu übertragen. Doch steht häufig kein freies V/ellenende des Läufers dafür zur Verfügung, z.B. bei Rohrmühlenantrieben, so daß die Aufgabe besteht, die Kühlflüssigkeit ohne großen Aufwand einem auf der Mantelfläche des Läufers angeordnetem, rotierenden Sammelkanal zuzuführen. Gemäß der Erfindung steht die äußere Stirnwand des rotierenden Sammelkanals senkrecht zur Läuferachse und enthält längs des TJmfanges gleichmäßig verteilte Rückschlagventile und an dieser Stirnwand liegen stehende, an ihrer Stirnseite offene Kühlflüssigkeitszuführungskammern dichtend an. Die ebene Stirnfläche des Sammelkanals gleitet also vor den dichtend anliegenden offenen Kühlflüssigkeitszuführungskammern vorbei und der in diesen herrschende Druck der Kühlflüssigkeit öffnet jeweils die sich im Bereich der Kammer befindlichen. Rückschlagventile und die Kühlflüssigkeit ritt in den Sammelkanal über. Da dieser Kühlflüssigkeltsübertritt an einer

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senkrecht zur Läuferachse stehenden ebenen Stirnfläche erfolgt, kann sich diese - vorausgesetzt, die dichtende Anlage der Flüssigkeitszuführungskammern bleibt erhalten - ohne Beeinträchtigung der flüssigkeitszuführung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung etwas verschieben. Lageveränderungen der Teile der elektrischen Maschine infolge des zwischen dem Ruhe- und Betriebszustand vorhandenen Temperaturunterschiedes können daher ohne Schwierigkeiten ausgeglichen werden.

Der Abstand der einzelnen Rückschlagventile voneinander, die Größe ihrer Durchtrittsöffnung und die Anzahl der Querschnitt der vor^ handenen stehenden Kühlflüssigkeitszuführungskammern ist so zu wählen, daß die erforderliche Kühlflüssigkeitsmenge dem Läufer auf jeden Fall mit Sicherheit zugeführt wird. Um eine Unterbrechung, des Kühlflüssigkeitszuflusses zu dem Läufer zu vermeiden, empfiehlt es sich, jede Kühlflüssigkeitszuführungskammer so groß zu bemessen, daß sie mindestens zwe,i Rückschlagventile überdeckt und somit mindestens ein Rückschlagventil ständig geöffnet ist. Bei mehreren Kühlflüssigkeitszuführungskammern kann man diese gegeneinander hinsichtlich ihrer Lage zu den Rückschlagventilen versetzt anordnen, so daß sich ständig, auch wenn ein Rückschlagventil das Gebiet einer Kühlflüssigkeitszuführungskammer verläßt und sich schließt, Rückschlagventile voll im Gebiet anderer Kühlflüssigkeitszuführungskammern befinden und somit geöffnet sind. "

Bei der· erfindungsgemäßen Anordnung wird sich ein Austreten von Kühlflüssigkeit längs des Spaltes zwischen der Stirnfläche dea Sammelkanals und den Rändern der Kühlflüssigkeitszuführungskammern, die insbesondere mit einem Dichtmaterial versehen sein können, gebildeten Spalt nicht immer vollständig vermeiden lassen. Ein derartiger Leckverlust an Kühlflüssigkeit ist aber bei bestimmten Anwendungsfällen sogar ein Vorteil. Wird z.B. die Anordnung zur Kühl-urig dea Läufers eines Zementmühlen-Antriebsmotors verwendet, ' so arbeitet dieser in einer dark staubigen und verschmutzten

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Atmosphäre. Die an den Rändern der KühlflüssigkeitszufUhrungskammern austretende leckflüssigkeit wäscht nun die sich auf der Stirnfläche des Sammelkanals abgelagerten Verschmutzungen ab, ehe dieser Bereich unter die Kühlflüssigkeitszuführungskamniern eintritt. Dadurch wird ein Eindringen dieser Verschmutzungen in das Innere der Kühlkanäle des Läufers vermieden.

Den für die dichtende Anlage der Kühlflüssigkeitszuführungskanmern an der Stirnwand des rotierenden Sammelkanals erforderlichen Druck kann man in zweckmäßiger Weise von dem Druck der Kühlflüssigkeit selbst erzeugen lassen, derart, daß er sich auch bei bestimmten axialen Verschiebungen der Stirnfläche des Sammelkanals nicht verändert. Man kann aber auch statt dessen Federn zur Druckerzeugung verwenden. ■

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete elektrische Maschine, Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1.

Auf der Rohrtrommel T einer Zementmühle ist direkt der Läufer 2 eines elektrischen Synchronmotors 3 angeordnet, der die Rohrtrommel 1 mit einer geringen Drehzahl antreibt. Zur Abführung der wälirend des Betriebes in dem Läufer 2 auftretenden Verlustwärme ist der Läufer 2 flüssigkeitsgefüllt. Die in ihm vorhandenen, nicht näher dargestellten Kühlkanäle werden dazu von normalem, nicht besonders aufbereitetem Wasser durchflossen, das ihnen über einen an einer Stirnseite des Läufers 2 angeordneten ringförmigen Sammelkanal 4 zugeführt wird. Die äußere Stirnfläche 5 dieses Sammelkanals 4 ist eben ausgebildet und liegt senkrecht zur Läuferachse. Sie enthält, gleichmäßig entlang des IJmfanges verteilt, Rückschlagventile 6.

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^prn Sammelkanal 4 stehen mehrere Wasserzuführungskammern 7 gegenüber. Sie sind an der den Samnelkanal 4 zugewandten Stirnseite offen und ihre Ränder tragen ein Dichtmaterial 8, mit dem sie dichtend an der Stirnwand 5 anliegen. Die Abmessungen jeder Wasserzufllhrungskammer 7 sind so groß gewählt, daß sie jeweils mehrere, mindestens zwei, Rückschlagventile 6 übei"decken.

Der Druck des Wassers wird ausgenutzt, um einen ausreichend großen Anpreßdruck der Ränder der Wasserzuführungskammer 7 an die Stirnwand 5 des Sammelkanals 4 zu erreichen. Zu diesem Zweck münden die Wasserzuführungsrohre 9 in einen Hohlzylinder 10, in dessen Innern der bewegliche Kolben 11 mit einer Mittelbohrung 12 angeordnet ist, die zu einer größeren Wasserkammer 13 ausläuft. Der in. dieser Wasserkammer 13 herrschende Druck "reicht aus, um die sich in ihrem Bereich befindlichen Rückschlagventile 6 zu öffnen, durch welche das Wasser in das Innere des Sammelkanals 4 fließt. Durch den auf der oberen Stirnfläche 14 des Kolbens 11 herrschenden Druck wird dieser gegen die Stirnwand 5 des S.amnelkanals 4 gepreßt, so daß zwischen dem Dichtmaterial' 8 und dem Sammelkanal nur ein sehr geringer Spalt verbleibt, aus dem nur wenig Wasser austritt. Zusätzlich dazu können auch zwischen den beiden gegeneinander beweglichen Teilen der Wasserzuführungskammer 5 Federn angeordnet sein, welche den Anpreßdruck an den Sammelkanal 4 noch vergrößern. Außerdem ist darauf zu achten, daß dieser Anpreßdruck noch bei den größtmöglichen axialen Bewegungen' des Sammelkanals 4 erhalten bleibt.

Das erwärmte V/asser wird, nachdem es die Kühlkanäle des Läufers durchströmt hat, auf der anderen Stirnseite des Läufers über einen radial nach außen offenen Ablaufring' 15 und einem diesen umgebenen, radial nach innen offenen Auffangring 16 abgeleitet.

5 Ansprüche
2 Figuren

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Claims

2Π6Α821 VPA 70/3833 Patentansprüche

1. Elektrische Maschine großen Durchmessers und geringer Drehzahl mit flüssigkeitsgekühlteTn Läufer, dessen Xühl·kanäl·en die Kühlflüssigkeit über einen an einer Stirnseite des Läufers angeordnetem rotierenden Sammelkanal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Stirnwand (5) des rotierenden Sammelkanals (4) senkrecht zur Läuferachse steht und längs des Umfanges gleichmäßig verteilte Rückschlagventile (6) enthält und daß an dieser Stirnwand (5) stehende, an ihrer Stirnseite offene Kühlflüssigkeit szuführungskaminern (7) dichtend anliegen.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur dichtenden Anlage der Kühlflüssigkeitszuführungskanmern (7) an der Stirnwand (5) des rotierenden Sammelkanals (4) erforderliche Druck von dem Druck der Kühlflüssigkeit erzeugt ist.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kühlflüssigkeitszuführungskammer (7) mindestens zwei Rückschlagventile (6) überdeckt.

4. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitszuführungskammern (7) gegeneinander hinsichtlich ihrer Lage zu den Rückschlagventilen (6) versetzt angeordnet sind.

5. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Rand der Kühlflüssigkeitszuführungskamner (7) aus Dichtmaterial· (8) besteht.

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