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Spaltrohrmotorpumpe Die Erfindung betrifft eine Spaltrohrmotorpumpe
mit einer Läufer-Kontrolleinrichtung, die ein Schauglas aufweist.
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Bei Pumpen kennt man bereits Schaugläser als Kontrolleinrichtung.
Das Schauglas ist dahei an der hinteren Stirnseite des motros dieses Aggregates
angebracht.
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Es erlaubt, die Drehung des Motors und damit auch des Laufrades der
Pumpe zu kontrollieren. Weiterhin kann dadurch auch eine eventuelle Blasenhildung
des Fördermediums erkannt werden. Eine derartige Kontrolleinrichtung gibt aber keinen
Aufschluß über weitere insbesondere für Spaltrohrmotorpumpen wesentliche Betriebszustände.
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Es besteht daher die Aufgabe eine Kontrolleinrichtung zu schaffen,
die die Überwachungsmöglichkeit verbessert, namentlich für Spaltrohrmotorpumpen.
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Dazu schlägt die Erfindung vor, daß ma Läufer od.
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dgl. ein axiales Anzeigeelement vorgesehen ist, das in eine entsprechende
Höhlung od dgl. Sichtbereich eines Schauglases hineinragt. Man kann dadurch die
axiale Lage des Rotors, die bei Spaltrohrmotorpumpen von wesentlicher Bedeutung
ist, gut erkennen. Auch lassen sich während des Betriebes der Spaltrohrmotorpumpe
Rückschlüsse auf deren Betriebszustand ziehen. Eine sonst in bestimmten Zeitabständen
notwendige Kontrolle, bei der die zu überprüfende Motorpumpe demontiert werden müßte,
kann daher entfallen. Dies bedeutet einen wesentlichen Vorteil, weil besonders bei
hermetisch abgeschlossenen Pumpen die Demontage einen erheblichen Aufwand bedeutete,
wobei auch der Betriebsausfall außerordentlich nachteilig ins Gewicht fällt.
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Vorteilhafterweise sind an dem Schauglas Markierungen vorgesehen,
vorzugsweise an dessen Höhlung in axial orientierter Richtung. Durch derartige Markierungen,
die als Skala ausgeführt sein können lassen sich auch Axialverschiebungen des Rotors
die z. B. durch Abnützung erst nach einem längeren Betriebszeitraum auftreten, besser
erkennen.
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Zweckmäßigerweise bildet das Anzeigeelement eine zentral fluchtende
Verlängerung der Antriebswelle und ist vorzugsweise mit dieser verschraubt. Es ergibt
sich dadurch eine einfache Konstruktion der Kontrolleinrichtung, de diese dann außerhalb
der Achslagerung vorgesehen werden kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß im Bereich des
Anzeigeinstrumentes eine vorzugsweise verstellbare
Drosseleinrichtung
für den zugehörigen Teilstrom des Fördermediums vorgesehen ist.
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Durch eine solche verstellbare Drosseleinrichtung kann man den Weg
des Teilstroms in an sich bekannter Weise beeinflussen in der Weise5 daß der Axialschubausgleich
verändert wird. Dadurch erreicht man eine Axialverschiebung der rotierenden Teile,
wobei diese Axialverschiebung vom Anzeigeinstrument angezeigt wird. Auf diese Weise
kann man durch Drosseln des Teilstromes erreichen, daß die rotierenden Teile zumindest
an indem Axiallager zur Anlage kommen, wobei gleichzeitig diese Position meßbar
gemacht wird.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Anzeigeelement
aus einem rohrartigen Teil, dessen Innenkanal mit dem der Antriebswelle in Verbindung
steht, wobei das im wesentlichen aus Anzeigeelement und Schauglas bestehende Anzeigeinstrument
als Zulauf für zumindest einen Teil eines in die Wellenhöhlung strömenden Teilstromes
des Fördermediums ausgebildet ist und wobei der Durchmesser des Anzeigeelementes
etwa dem eines Drosselbolzens entspricht, der in Funktionsstellung vorzugsweise
in die Innenhöhlung des Schauglases hineinragt.
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Man erhält auf diese Weise ein sehr einfaches Anzeigeinstrument.
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Man kann diese Anordnung gut zu-Testzwecken benutzen.
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Wenn man z. B. den Lagerverschleiß kontrollieren will und die Pumpe
ohne besondere Bedienung der Drosseleinrichtung im gewünschten Normalzustand läuft,
erkennt man nämlich zunäst nicht, ob die Lager bereits zu einem beachtlichen Teil
verschlissen sind und einer alsbaldigen Erneuerung bedürfen. Macht man dann die
Drossel wirksam und bringt die rotierenden Teile z. B. zur Anlage an das pumpennahe
Axiallager, kann
man aus dem Verschiebeweg und gegebenenfalls aus
den Daten, die sich bei Inbetriebnahme der Pumpe feststellen ließen, ermitteln,
ob bereits beachtliche Lagerverschleißerscheinungen aufgetreten sind. Aufgrund derartiger
Meßergebnisse kann man sich ein Bild darüber machen, ob alsbald eine Lagerreparatur
notwendig ist oder in überschauhbarer Zukunft zu einem für die Gesamt-Betriebssituation
günstigen Zeitpunkt.
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Zu bemerken ist, daß derartige Untersuchungen nicht durch eine Routineüberwachung
oder einen Routine-Austausch von Pumpen oder Pumpenteilen ersetzbar ist. Normalerweise
zeigen nämlich derartige Spaltrohrmotorpumpen mit aus dem abgezweigten Teilstrom
geschmierten Lagern praktisch keinen Verschleiß. Durch unterschiedliche Betriebsbedingungen,
Abweichen der Gesamtanlage von den vorgegebenen Betriebszuständen usw. treten aber
in der Praxis immer wieder in Dauer und Häufigkeit nicht vorherzusehende zusätzliche
Belastungen der Pumpe, insbesondere deren Lager auf.
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Wenn derartige systembedingte Störungen während der Sichtkontrolle
auftreten, kann man sie gemäß der Erfindung ohne weiteres ablesen, da sich dann
eine erkennbare Axialverschiebung ergibt.
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Folgen von solchen außerplanmäßigen Belastungen können aber auch noch
durch die vorerwähnte Testmöglichkeit während des Arbeitens der Pumpe, also ohne
jegliche Unterbrechung des Arbeitsprozesses, festgestellt werden.
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Die vorerwähnten Kontrollmöglchkeiten über die axiale Lage haben auch
noch ein weiteres Anwendungsgebiet mit zusätzlichen Vorteilen.
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Derartige Pumpen werden häufig zum Fördern oder Druckerhöhen von Medien
verwandt, die man am Herstellungsort der Pumpe nicht zum Einjustieren der Pumpe
zur Verfügung hat. Oft handelt es sich um Medien mit einem physikalischen Verhalten,
das nicht einmal heim Zusammenbau und Betriebs fertigmachen der Pumpe genügend genau
simuliert werden kann. In solchen Fällen werden in der Praxis diese Pumpen von der
Herstellungsstätte aufgrund von Simultationsversuchen und zusätzlichen Erfahrungswerten
empirisch betriebsbereit gemacht.
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Gemäß der Erfindung können sie dann an der Einsatzstelle mit dem tatsächlich
für sie vorgesehenen Fördermedium noch einmal daraufhin überprüft werden, ob die
zu ihrer Einjustierung vorgegebenen Werte in der Praxis stimmen Im übrigen kann
man. aus einer Beobachtung des Anzeigeelement es auch noch auf das übrige Betriebsverhalten
des Rotor schließen.. Beispielsweise aus einem ruhigen oder unruhigen Lauf, ob die
Radiallager noch gut sind oder bereits zuviel Radialspiel haben.
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Zweckmäßigerweise ist die Drosseleinrichtung von außen verstellbar
und weist einen zumindest etwa mit dem Anzeigeelement fluchtenden, axial verstellbaren
Drosselbolzen auf.
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Gegebenenfalls trägt das Anzeigeelement eine Drehrichtungs- undfoder
Drehzahlanzeige, gegebenenfalls eine Stroboskop-Markierung. Dabei kann das Anzeigeelement
auch mit einer spiralförmig, längs verlaufenden Markierung versehen sein, die insbesondere
die Drehrichtung gut erkennen läßt. Die vorgesehene Stroboskopmarkierung ermöglicht
eine von außen, ohne Eingriff in die Motorpumpe durchführbare Drehzahlbestimmung
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind im Bereich des Anzeigeinstrumentes Meßfühler
angeordnet. Dabei kann es sich um Meßeinrichtungen handeln, die vorzugsweise zur
Messung der axialen Lage des Rotors dienen, aber auch zur Drehzahlüberwachung oder
anderer wesentliefer Betriebszustände der Spaltrohrmotorpumpe. Auf diese Weise kann
eine-Fernmeldung eines entsprechenden Betriebszustandes vorgenommen werden. Dies
ist besonders wichtig, wenn das Schauglas schwerer zugänglich ist oder eine zentrale
überwachung der Anlage stattfindet. Außerdem könnte eine sonst in bestimmten Zeitabständen
dur c'hzuführ ende Inspektion der Motorpumpe entfallen, da unzulässige Abweichungen
von dem normalen Betriebszustand rechtzeitig angezeigt werden können, ohne daß sofort
mit dem Ausfall der Pumpe gerechnet werden muß. Man erhält so praktisch eine Vorwarnung
die es ermöglicht, rechtzeitig entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen
aufgeführt.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren erfindungswesentlichen Einzelheiten
anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
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Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben: Fig. 1 eine übersichtszeichnung
über eine im Längsschnitt dargestellte Spaltrohrmotorpumpe, bei welcher der pumpenferne
Lagerbereich nur schematisch angedeutet ist und in vergrößertem Maßstab Fig. 2 den
vorerwähnten Lagerbereich im Längsschnitt sowie Fig. 3 einen Verschlußdeckel mit
Drosseleinrichtung, ebenfalls im Längsschnitt dargestellt.
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Eine in Fig. 2 gezeigte Kontrolleinrichtung 1 ist am pumpenfernen
Ende einer Spaltrohrmotorpumpe 2 (vgl.
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Fig. 1) angeordnet. Das eigentliche, die Kontrolleinrichtung 1 im
wesentlichen bildende Anzeigeinstrument 3 weist dabei ein Anzeigeelement 4 auf,
das eine axiale Verlängerung der Rotorwelle 6 bildet und zum Teil in ein Schauglas
5 ragt.
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Die Rotorwelle 6 ist hier mit einem axialen Innenkanal 7 versehen.
Innenkanal 7 und Innenbohrung 12 stehen dabei in etwa fluchtender Verbindung.
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Das Anzeigeelement 4 ragt mit seinem freien Ende 13 in eine zentrale
Innenhöhlung 14 eines Schauglases 5, welches stirnseitig auf das Motorpumpengehäuse
16 aufgesetzt ist und mittels eines durch Halteelemente 36 mit diesem verbundenen
Verschlußdeckels15, der gleich--zeitig die Innenhöhlung 14 des Schauglases 5 rückseitig
abdichtet, gehalten ist. Zwischen dem Verschlußdeckel 15 und dem Motorpumpengehäuse
16 verbleibt so ein Sichtbereich 17, der es ermöglicht, die Lage des freien Endes
i
des Anzeigeelementes 4 innerhalb des Schauglases 5 zu beobachten
und somit auch die Lage der rotierenden Teile der Spaltrohrmotorpumpe 2.
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Der größtmögliche axiale Verschiebeweg findet dabei durch die Anschläge
bildende Axiallager 19, 19 a eine Begrenzung. Man hat somit auch die Möglichkeit,
anhand des gesamten Verschiebeweges, bzw. den Positionen des Anzeigeelementes an
den Anschlägen das axiale Lagerspiel zu erkennen und somit auch Rückschlüsse auf
den Lagerverschleiß zu ziehen.
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Durch axiale Markierungen 18 an der Innenhöhlung 14 des Schauglases
5 kann auch eine sich über einen längeren Zeitraum hinweg ergebende Axialverschiebung
gut erkannt werden. Man erhält somit die Möglichkeit, rechtzeitig schon bei annormalen
Betriebsverhältnissen eingreifen zu können, ehe Betriebsstörungen durch eine defekte
Pumpe auftreten. Andererseits kann sich der Betrieb rechtzeitig auf eine Reparatur
einstellen und zu einem geeigneten Zeitpunkt diese vornehmen.
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Bei Spaltrohrmotorpumpen 2 dient der Innenkanal 7 der Antriebswelle
6 zur Rückführung eines Teil des Teilstromes des zu pumpenden Fördermediums. Dieser
Teilstrom bewirkt einen axialen Schubausgleich. Er durchströmt den Ringspaltraum
40 zwischen Spaltrohr 41 und Rotor 42 und gelangt auch in den pumpenfernem Lagerbereich,
der z. B. über radiale Bohrungen mit dem Innenkanal 7 der Welle 6 in Verbindung
steht. Die Motorpumpenlager 19, 19 a sind als hydrodynamische Lager ausgebildet.
Auch der dort durchströmende Teilstrom des Fördermediums wird stirnseitig in den
Innenkanal 7 geleitet und damit dem Förderkreis wieder zugeführt.
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Bei der erfindungsgemäßen, in Fig. 2 gezeigten Kontrolleinrichtung
1 kann der Teilstrom, der durch den Lagerspalt 20 und/oder durch einen Verbindungskanal
21 in das Anzeigeelement 4 und Innenhöhlung 14 des Schauglases 5 hindurch, gemäß
den Pfeilen Pf 10 in die Bohrung 12 des Anzeigeelementes 4 und damit auch in den
in Verlängerung liegenden Innenkanal 7 der Welle 6 einströmen.
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Der in Fig. 3 dargestellte Verschlußdeckel 15 a weist hier zusätzlich
eine Drosseleinrichtung 24 auf, die im wesentlichen aus einem geführten Drosselbolzen
27 besteht, welcher eine zentrale, bereichsweise mit einem Gewinde 25 versehene
Bohrung 26 in dem Verschlußdeckel 15 a durchsetzt. Der Verschlußdeckel 15 a ist
dabei mit einem axial nach außen gerichteten Hals an satz 28 versehen, der auch
das Innengewinde 25 zum Einschrauben des Drosselbolzens 27 trägt.
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Das innere freie, gewimdelose Endstück 29 des Drosselbolzens 27 durchsetzt
die mit Radialdichtungen 31 versehene Bohrung 26 und ragt über die Verschlußdeckelinnenseite
30 hinaus. In montierter Lage sitzt der Verschlußdeckel 15 a anstatt des Verschlußdeckels
15 auf dem Schauglas 5. Das Endstück 29 des Drosselbolzens 27 greift dabei in die
Innenhöhlung 14 des Schauglases 5 ein. Durch Verdrehen des Drosselbolzens 27 läßt
sich die Eingriffstiefe des Endstückes 29 in die Innenhöhlung 14 variieren.
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Der Durchmesser des Endstückes 29 des Drosselbolzens 27 entspricht
etwa dem des Anzeigeelementes 4, so daß die Bohrung 12 bei sich nähernden Stirnflächen
34 und 35 etwas weiter verschlossen wird, wodurch sich zumindest die Drosselwirkung
vergrößert. Man erhält so in vorteilhafter
Weise eine Axialschubveränderung
zu Testzwecken.
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Trotz der Verstellmöglichkeit der Drosseleinrichtung von außen bleibt
die gesamte Anordnung hermetisch abgeschlossen.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung
dargestellten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
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- Patentansprüche -