DE2246263A1 - Tauchpumpe - Google Patents

Tauchpumpe

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DE2246263A1 DE2246263A DE2246263A DE2246263A1 DE 2246263 A1 DE2246263 A1 DE 2246263A1 DE 2246263 A DE2246263 A DE 2246263A DE 2246263 A DE2246263 A DE 2246263A DE 2246263 A1 DE2246263 A1 DE 2246263A1
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VORTEX PUMPEN AG
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Description

2Z4B263
DK 1348/32a
Vortex-Pumpen AG, Wphlen /Schweiz Tauchpumpe Zusammenfassung
Eine Tauchpumpe für den Betrieb in Flüssigkeiten, insbesondere heißen Flüssigkeiten, deren Stator mit dem Fördermedium gekühlt wird^, hat eine Einrichtung, die bewirkt, daß wenigstens ein Teil des von der Pumpe geförderten Fördermitteis durch die Wicklung des Stators geleitet wird.
Stand der Technik
Es sind sogenannte Naßmotoren bekannt, bei denen sowohl der Stator, als auch der Rotor sich in der Förderflüssigkeit befinden* Diese Motoren finden insbesondere zum Antrieb von Tauchpumpen in tiefen Brunnen Anwehdung. Die Kühlung erfolgt dadurch, daß das Gehäuse dem Förderstrom ausgesetzt ist und daß innerhalb des Gehäuses aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des dort
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umgewälzten Wassers die Wärme von der Wicklung zum Gö* häuse getragen wird. Diese Unterteilung de.ß Ktihlvör^ ganges in zwei Stufen ist notwendig, well ftuehpumpon. stets mit wassergeschmierten Lagern betrieben werden« Es ist erwünscht, daß keine Strömung an diesen Lagern vorbeiführt, um sicherzustellen, ä&.B auf diele Weise kein Sand an die Lager gelangt, welcher die Lager zerstören würde. Dieses Prinzip ist praktisch, auf die Verwendung als Tauchpumpe in Brunnen beschränkt.
Es werden jedoch Pumpen benötigt, die bei wesentlich höheren Wassertemperaturen Anwendung finden Sollen. Insbesondere besteht in jüngster Zelt ein Bedürfnis an Pumpen, die innerhalb von Kernreaktoren bei Wassertemperaturen von rund 3oo°c eingesetzt werden. Da diese Temperatur in unmittelbarer Nähe der Siedetemperatur bei dem herrschenden Druck liegt, lassen sich derartige Motoren nicht in der konventionellen Weise kühlen, da Dampfbildung in der Wicklung erfolgen würde.
Ziel der Erfinding
Ziel der Erfindung ist eins einfache Motorkühlung für eine Pumpe, die in hoch siedenden Flüssigkeiten betrieben wird.
Beschreibung der, |
Die Erfindung löst das oben beschriebene Problem,
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indem sie Wicklungen verwendet,, die unmittelbar vom umgewälzten Wasser durchströmt werden. Dabei wird der hydraulische Kreislauf so geschaltet, daß wenigstens ein Teil der angesaugten oder der abströmenden Flüssigkeitsmenge durch den Stator des Motors und damit durch die Wicklung hindurch gefördert wird. Hierdurch ist sicher vermieden, daß sich innerhalb der Wicklungen Temperaturen bilden, durch, welche die Siedetemperatur überschritten würde und durch welche dann Dampfbildung entstehen würde. Die bekannten Folgen der Zerstörung.der Maschine werden vermieden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Motor erwiesen, bei dem der Luftspalt auf einer sphärischen Fläche verläuft und bei dem die Lagerung des Rotors in an sich bekannter Weise teilweise durch Magnetkräfte erfolgt. Hierdurch werden radiale Lager und Wellen vermieden.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert:
Figur 1 zeiqt in schematischer Ansicht und teilweise durchbrochen einen Siedewasserreaktor, in dem sich Pumpen mit Motoren nach dieser Erfindung befinden.
Figur 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch den unteren Teil des in 151IqUr 1 dargestellten Siedewasserreaktors, wobei jedoch nur die wesentlichsten Elemente dargestellt sind. - . - ·
Figur 3 zeigt eine Pumne in einem Reaktor mit einem Mo- , tor nach der Erfindung, teilweise im Schnitt und teil- ,
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weise in Ansicht, wobei der Motor sich in einem Gehäuse befindet.
Figur 4 zeigt eine Pumpe nach der Erfindung teilweise im Schnitt und teilweise in Anseiht, bei der der gesamte Motor sich gehäuselos in -dem Strom des Fördermechanisraus befindet. .
Der in Figur 1 dargestellte Siedewasserreaktor hat ein Druckgefäß D, das den Kern K und den Mantelraum M einschließt. Im Mantelraum M befinden sich Pumpen P nach der Erfindung, bei denen der Motor, der Stator und der Pumpenläufer je eine Einheit bildet, welche an den Zuleitungen Z in dem Mantelraum aufgehängt sind.
Figur 2 zeigt den unteren Teil des in Figur 1 dargestellten Reaktors noch einmal schematisch. Die SteUeret8.be 2 sind von einem Mantel 3 umgeben. Im Mantelraum M befinden Ach die Pumpen P. Die Durchströmung erfolgt in !Richtung der Pfeile 6 und 61, d.h. im Mantelraum M nach unten und im Kernraum des Reaktors nach oben. Die Pumpen P sind über ihre Anschlußleitungen 7 mit dem oberen Teil des Druckgefäßes D verbunden und in einen Ring 8 eingesetzt, der für jede Pumpe einen Durchbruch aufweist.
Iji Figur 3 ist eine Pumpe, wie sie bei dem Reaktor nach Figur 2 Verwendung findet, teilweise in Anseiht und teilweise im Querschnitt dargestellt. Die Pumpe 1st zwischen dem Mantel 3 und dem Reaktorgefäß D in einem Durchbruch 9 des Ringbleches 8 angeordnet. Der Stator des Motors weist radial gestellte Bleche 20 auf, die die PolzMhne bilden und deren Stirnseiten 20' zusammen mit dem Anker 22 den Magnetspalt 21 bilden. Der magnetische Rückschluß erfolgt
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über ein aus Blechscheiben bestehendes Paket 23. Dei Spulen 24 haben nur jeweils eine oder zwei Windungen. Die Leitungen werden innerhalb des Motors.zusammengeschaltet. Die Zuführungsleitungen 25, die das Leiterbündel 7 in Figur 2 bilden, führen zum oberen Bereich des Druckbehälters D und bilden die Aufhängung der Pumpe. An diesem Leiterbündel läßt sich die Pumpe senkrecht nach oben herausziehen. Der Pumpenstator 20, 23, 24 kann von einem Statorgehäuse 26 umgeben sein, welches ein wellenförmiges Rippenprofil 27 aufweist. Ein Sekundärmotor 28, der im Prinzip den gleichen Aufbau wie der Pumpenmotor hat, kann für die Umwälzung des Kühlwassers im Inneren des Stators sorgen. Das Kühlwasser strömt längs den Pfeilen 29, 30, 31 durch den Stator. Eine Lagersäule
32 hat eine Pfanne 33 mit einem konkaven Bereich und ·. ■ einem ringförmigen konvexen Bereich 33'. Der Pumpenläufer 34 mit dem Axialschaufelkranz 35 bildet mit dem Anker 22 und der Käfigwicklung 37 eine Einheit. Er ist mit einer Pfanne 33!l verbunden. Zwischen den Pfannen
33 und 33" ist eine Lagerkugel 39 eingeschlossen. Ein Kragen 40 hinterschneidet im Bereich des konvexen Ringbereiches 33 ', so daß der Rotor auch bei abgeschalteter Pumpe nicht herabfallen kann. Bei Inbetriebnahme wird der Rotor aufgrund der magnetischen Kräfte und des Schubes des ausströmenden Wassers, das· längs des Pfeiles 41 strömt, gegen die Kugel gedrückt. Das Wasser strömt durch den radialen Schaufelkranz 43 längs des Pfeiles 41' ein. Ein Faltenbalg 44 sorgt für den drucklosen Volumenausgleich zwischen dem Inneren und dem |uißeren des Motorgehäuses . In dem Spalt 21 kann eine Trennwand 21" aus magnetisch durchlässigem Material vorgesehen sein.
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Die darqestellte Pumpe ist auch zum Fördern von flüssigem Metall geeignet, denn der Stator mit seiner Wicklung ist in einem dichten Gehäuse 26 untergebracht. Dieses ist durch die Trennwand bei 20" auch zum Magnetspalt hin vom Förderkreislauf getrennt. Innerhalb des Gehäuses 26 befindet sich eine Flüssigkeit, die in hinreichendem Masse isolierend ist. Diese wird durch die Ktihlflüssigkeitsumwälzpumpe 28 in Zirkulation gebracht, so daß die Verlustwärme durch den Förderstrom des Kühlmediums 29, welches beispielsweise Diphenyl oder Thiokol oder eine andere thermostabile Flüssigkeit sein kann, umgewälzt und durch die Wandung 27 an das flüssige Metall abgegeben.
In Figur 4 ist in einer ähnlichen Ansicht wie in Figur eine Pumpe mit einem Motor nach der Erfindung dargestellt, dessen Stator im Mantelraum M hängt. Der Ankter 22 bildet mit der Käfigwicklung 37 eine Einheit. Er ist über die Lagerkugel 39 in der Pfanne 33 gelagert, die gegen den Stotor mit der Säule 32 abgestützt ist. Ein auf die Säule 32 aufzuschraubender Ring 32' hinterschneidet die Pfanne 33', die über eine Verschraubung 33" über eine Säule 34 und eine weitere Verschraubung 22' mit dem Anker 22 verbunden ist. Dadurch wird ein Herabfallen des Läufers bei ausgeschaltetem Motor verhindert. Die Polzähne werden durch radial qestellte Bleche 20 gebildet und begrenzen mit ihren dem Anker zugekehrten Flächen 20' den Magnetsnalt 21. Die einzelnen Spulen der Wicklung 24 weisen nur eine Windung auf. Der magnetische Rückschluß wird durch ringförmige Blechpakete 23 und 23V gebildet. Der Motor ist an den Zuleitungen 25, die zu einem Bündel zusammengefaßt sind, aufgehängt. Im Gegensatz zu dem in Figur 3 dargestellten Motor befindet sich bei dem Anschlußbeispiel nach Figur. 4 der Stator
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in dem Förderstrom und wird von diesem gekühlt. Durch öffnungen 45 und 46 kann das Fördermedium in den . Statorraum einströmen und die Wicklung kühlen. Es ist also weder ein Pumpengehäuse noch ein Statorgehäüse vorgesehen. Der Einlaufschaufelkranζ 43 ist mit dem Stator fest verbunden.
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    Eine mit einem Elektromotor eine Einheit bildende Pumpe, bei welcher der Elektromotor als Asynchron-Motor ausgebildet ist, und einen stator aufweist, der sieh innerhalb des Fördermitteig befindet, und dessen Wicklung die VerlustwMrme an das Fördermittel abgibt, dndurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die wenigstens ein Teil des die Pumpe durchsetzenden Fördermitteldurchsatzes durch die Wicklung des Stators hindurchleitet.
  2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus blanken Leitern besteht und daß die Spannungen, an denen benachbarte Spulen liegen, sich nur um Beträge unterscheiden, die kleiner sind als die Spannungen, welche einen unzulässigen Verluststrora im dort befindlichen Fördermedium bewirken würden.
  3. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule der Motorwicklung nur aus einer Windung besteht, und die Windungen verschiedener Spulen durch Abstandshalter aus mineralischen Werkstoffen voneinander getrennt gehalten werden.
  4. 4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der
    Stator des gehäuselosen Pumpenmotors frei im Förderstrom der Pumpe liegt.
  5. 5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
    Hilfspumpe im Pumpengehäuse vorgesehen ist, die Fördermedium über die Wicklung des Stators fördert.
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    3 .
    Le e rs ert e
DE2246263A 1971-10-07 1972-09-21 Tauchpumpe Ceased DE2246263A1 (de)

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DE2246263A Ceased DE2246263A1 (de) 1971-10-07 1972-09-21 Tauchpumpe
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