DE2458495A1

DE2458495A1 - Unterwassermotorpumpe mit vertikaler drehachse

Info

Publication number: DE2458495A1
Application number: DE19742458495
Authority: DE
Inventors: Karl Ing Grad Ritz
Original assignee: RITZ PUMPENFABRIK KG
Current assignee: RITZ PUMPENFABRIK KG
Priority date: 1974-12-11
Filing date: 1974-12-11
Publication date: 1976-06-16

Description

Οϋ,.ΐΝ«. DIPC-INa. Μ.βα OIPL.-PMY·. OR. DI^U-PHYS.

ROGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWiLTR If STUTTOART

A 40 963 m

26. November 19 74

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Firma

Ritz Pumpenfabrik KG

7070 Schwäbisch Gmünd

Unterwassermotorpumpe mit vertikaler Drehachse

Die Erfindung betrifft eine Unterwassermotorpumpe mit vertikaler Drehachse, bei der zwei mehrstufige, gegeneinander arbeitende Kreiselpumpen und ein unter diesen angeordneter Elektromotor durch eine gemeinsame Welle miteinander verbunden sind.

Derartige auch T auchir.o tor pumpen genannte Geräte finden z.B. im Bergbau Verwendung, um den Wasserspiegel auf einem bestimmten Niveau zu halten und Wasser aus dem Bergwerk über eine Steigleitung über Flur zu pumpen. Die Pumpe hat die Form eines langgestreckten KreisZylinders, dessen Durchmesser zur Einführung der Pumpe in Bohrlöcher und dgl. möglichst gering gehalten wird. Die

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Pumpen sind als mehrstufige Kreiselpumpen ausgebildet, deren Laufräder alle auf einer gemeinsamen, von dem Elektromotor angetriebenen Welle befestigt sind. Zur Vermeidung eines großen axialen Schubs auf die Welle werden dabei die Laufräder in zwei Gruppen mit einer gleichen Anzahl von Laufrädern zusammengefaßt, deren Förderung in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Es v/erden also zwei möglichst gleiche, mehrstufige, gegeneinander arbeitende Kreiselpumpen auf derselben Welle angeordnet, deren auf die Welle übertragener Axialschub sich weitgehend kompensiert. Bei der Verwendung von z.B. 15 Laufrädern pro Kreiselpumpe, also bei insgesamt zehn übereinander liegenden Lauf rädern, ergibt sich eine beträchtliche Bauhöhe des gesamten Pumpenaggregates, zusammen mit dem Elektromotor z.B. mehr als 12 m. Diese große Höhe der Pumpe ist bei der Fertigung, beim Auf- und Abbau der Pumpe sowie bei defen Transport von Nachteil. Insbesondere ist es' in vielen Fällen nicht möglich, eine Pumpe derartiger Länge in ein Bergwerk einzufahren und in den engen Stollen unter Tage an die Arbeitsstelle zu transportieren. Es muß dann mit mehreren kleineren Pumpen oder aber mit Pumpen eines völlig anderen Typs gearbeitet werden, v/obei für letztere ein eigener, wasserfreier Pumpenraum vorgesehen v/erden muß, während Pumpen der eingangs erwähnten Art als Unterwasserpumpen ausgebildet in das zu fördernde Wasser eingetaucht werden können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Unterwassermotorpumpen mit zwei mehrstufigen, gegeneinander arbeitenden Kreiselpumpen zu schaffen die trotz ihrer großen Bauhöhe im Arbeitszustand leicht hantierbar und transportierbar sind.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der zwei Kreiselpumpen als komplette Baueinheit ausgebildet ist, daß ihre Wellen durch eine Kupplung zu der gemeinsamen Welle verbindbar sind und daß die Kreiselpumpen durch ein die Kupplung frei umgebendes Verbindungsstück druckdicht aneinander gefügt sind, welches zur Montage der Kupplung wenigstens ein mit einem Deckel druckdicht verschließbares Fenster aufweist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer teilweise aufgeschnittenen Unterwassermotorpumpe in Arbeitsstellung;

Fig. 2 eine Teilansicht der Pumpe der Fig. 1 im Bereich des Verbindungsteils der beiden Kreiselpumpen und

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte, fertig montierte Unterwassermotorpumpe weist einen Unterwasserelektromotor 1 und zwei gegeneinander arbeitende Kreiselpumpen 2 und 3 auf, die alle durch eine gemeinsame Welle 4 verbunden sind. Von den beiden gegeneinander arbeitenden Kreiselpumpen 2 und 3, in die das zu fördernde Wasser durch Siebe 12 bzw. 13 eintritt, ist nur jeweils das obere Laufrad 5 bzw. 6 sichtbar, aus denen das geförderte Wasser radial ausströmt. Von der unteren Kreiselpumpe führt ein Ringkanal 7 über einen die obere Kreiselpumpe 3 um-

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gebenden Ringkanal 8 zu einer das geförderte Wasser ableitenden Steigleitung 9, an der die gesamte Unterwassermotorpumpe aufgehängt ist. Das von der oberen Kreiselpumpe 3 von oben nach unten geförderte Wasser tritt durch eine Leitung 11 in den Ringkanal 8 ein und vereinigt sich dort mit dem von der unteren Pumpe 2 von unten nach oben geförderten Wasserstrom. Die untere und die obere Kreiselpumpe sind gleich aufgebaut, so daß der Förderdruck beider Pumpen gleich ist. Wegen der entgegengesetzten Förderrichtung kompensieren sich die von den beiden Kreiselpumpen auf die Welle 4 übertragenen Axialkräfte weitgehend, so daß durch ein im Elektromotor angeordnetes , nicht dargestelltes Spurlager nur noch geringe Kräfte aufgenommen werden müssen.

Der Unterwassermotor 1 ist in an sich bekannter Weise lösbar mit der unteren Kreiselpumpe 2 verbunden. Gemäß der Erfindung sind die beiden Kreiselpumpen 2 und 3 als komplette, lösbar verbundene Baueinheiten ausgebildet, die einzeln transportierbar sind und erst am eigentlichen Arbeitsplatz zusammengesetzt v/erden.

Dazu weist das Gehäuse 15 der unteren Kreiselpumpe 2 an seinem oberen Ende ein zylinderformiges, die Welle 4 frei umgebendes Verbindungsstück 14 auf, das mittels eines Ringflansches 16 mit einem entsprechenden Ringflansch 17 des Gehäuses 18 der oberen Kreiselpumpe ^3 durch nicht eigens dargestellte Schrauben druckdicht verbunden werden kann. In den Fig. 1 und 2 ist die Flanschverbindung 16, 17 in der Nähe des oberen Gehäuses 18 dargestellt, sie kann aber auch in der Nähe des unteren Ge-

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häuses 15 liegen. Das Verbindungsstück 14 kann ferner mit beiden Kreiselpumpen lösbar verbunden, zlB. an diesen angeflanscht/ sein. Es weist zwei gegenüberliegende Fenster 19 auf, durch die der Innenraum des Verbindungsstückes 14 mit dem Außenraum, also mit dem Raum, aus dem das Wasser abgepumpt werden soll, in Verbindung steht. Die Fenster 19 können durch Deckel druckdicht verschlossen werden, so daß sie Drücken von einigen hundert Atmosphären standhalten. Die Deckel v/eisen dazu einen Ringflansch 22 auf, der an einem das Fenster 19 auf der Außenseite des Verbindungsstückes 14 umgebenden Steg 23 dichtend aufliegt, und der mittels nicht dargestellter Schrauben an diesen Steg anpreßbar ist (Fig. 3).

Das Verbindungsstück 14 ist vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet, wobei die Deckel 21 einen Teil der Zylinderwand des Verbindungsstücks 14 bilden. Konzentrisch zur Außenwand sind im

Inneren des Verbindungsstückes 14 zwei Wanateile 24 mit Halbkreisquer schnitt angeordnet, die mit den Deckeln 21 über Stege 29 verbunden sind. Sowohl aus der unteren Kreiselpumpe 2 als auch aus der oberen Kreiselpumpe 3 ragen entsprechende Wandelemente in das Verbindungsstück 14 hinein und alle diese Wandteile bilden zusammen mit der Außenwand des Verbindungsstückes den l^ingkanal 7 für das von der unteren Kreiselpumpe 2 geförderte Wasser. Beim Herausnehmen der Deckel 21 aus den Fenstern 19 werden die den Deckeln 21 zugeordneten Wandteile 24 mit aus dem Verbindungsstück 14 herausgenommen, so daß von außen der Zugang zur Welle frei wird.

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In diesem zugänglichen Bereich ist die Welle 4 unterteilt, oder mit anderen Worten, in diesem Bereich stoßen die der unteren Kreiselpumpe 2 und der oberen Kreiselpumpe 3 zugeordneten, in einer Achse angeordneten Wellenstücke 25 bzw. 26 zusammen. Sie können in diesem frei zugänglichen Bereich mittels einer Kupplung 31 lösbar verbunden werden.

Der Aufbau dieser Kupplung ist aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. Die Wellenstücke 25 und 26 tragen an ihrem Ende jeweils ein Verbindungsstück 27 bzw. 28 mit größerem Durchmesser als die Welle 4. Die beiden Verbindungsstücke 27 und 28 liegen mit ihren Stirnflächen 32 und 33 aneinander. Beide Verbindungsstücke 27 und 28 weisen an ihrer Außenseite eine radial eingestochene, parallel zur Wellenrichtung verlaufende Längsnut 34 auf, in die eine gemeinsame Feder 35 eingesetzt ist, durch die von dem einen Wellenstück ein Drehmoment auf das andere übertragen werden kann. Die Feder 35 wird durch eine Halbschale 36, die mit einer zweiten Halbschale 37 die Verbindungsstücke 27 und 2 8 umgibt, in die Längsnut 34 hineingedrückt und gegen Herausfallen gesichert. Die Halbschalen 36 und 37 weisen an ihrem oberen und unteren Ende die Verbindungsstücke 27 und 28 an inren den Stirnflächen 32 und 3 3 abgewandten Seiten hintergreifende Vorsprünge 38 und 39 auf, durch die die Verbindungsstücke 27 und 28 in axialer Richtung zusammengepreßt und gegen Verschiebung gesichert werden. Die Halbschalen 36 und 37 sind auf ihrer Außenseite konisch ausgebildet, so daß ihr Außendurchmesser oben kleiner ist als unten. Eine zylindrische Hülse 41 mit einer entsprechenden konischen Innenbohrung kann

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von oben her über die beiden Halbschalen geschoben v/erden land hält diese im Preßsitz zusammen.

In Fig. 2 ist die Hülse 41 in ihrer gelösten, oberen Stellung strichpunktiert, in ihrer auf den Halbschalen 36 und 37 verkeilten Stellung ausgezogen dargestellt. Durch einfaches Herunterschieben der Hülse 41 von den Halbschalen 36 und 37 läßt sich die Kupplung 31 jederzeit wieder lösen.

Zur Montage der gesamten Pumpeneinheit werden der Elektromotor 1 und die beiden Pumpen 2 und 3 getrennt an den Aufstellungsort transportiert. Nach der Befestigung des Elektromotors 1 an der unteren Kreiselpumpe 2 in bekannter Weise wird die obere Kreiselpumpe 3 von oben her auf die untere Kreiselpumpe 2 aufgesetzt und entlang der beiden Flansche 16 und 17 mit Schrauben verbunden. Bei geöffneten Deckeln 21 wird anschließend die Hülse 41 in die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Lage geschoben. Nach Einlegen der Feder 35 in die fluchtende Längsnut in den Verbindungsstücken 27 und 28 des unteren und oberen Wellenstückes und nach Anbringen der beiden Halbschalen 36 und 37 v/erden die letzteren durch Herunterschieben der Hülse 41 in ihrer Lage fixiert. Die beiden Wellenstücke sind damit so miteinander verbunden, daß sie Drehmomente und axiale Kräfte aufeinander übertragen können. Nach der Verbindung der beiden Wellenstücke werden die beiden Deckel 21 in die Fenster 19 eingesetzt und druckdicht mit dem Verbindungsstück 14 verbunden, in dem Drücke bis zu einigen hundert Atmosphären herrschen können. Zum Lösen der beiden Kreiselpumpen voneinander wird in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen.

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Claims

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Patentansprüche

( 1.) Un terv/as sermo torpumpe mit vertikaler Drehachse, bei der zwei mehrstufige gegeneinander arbeitende Kreiselpumpen und ein unter diesen angeordneter Elektromotor durch eine gemeinsame Welle miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zwei Kreiselpumpen (2,3) als komplette Baueinheit ausgebildet ist, daß ihre Welle (25,26) durch eine Kupplung (31) zu der gemeinsamen Welle (4) verbindbar sind und daß die Kreiselpumpen (2,3) durch ein die Kupplung (31) frei umgebendes Verbindungsstück (14) druckdicht aneinandergefügt sind, welches zur Montage der Kupplung (31) v/enigstens ein mit einem Deckel (21) druckdicht verschließbares Fenster (19) aufweist.
2. Unterwassermotorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (14) lösbar an die Kreiselpumpen (2,3) angefügt ist.
3. Unterwassermotorpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (14) an der unteren Kreiselpumpe (2) und an der oberen Kreiselpumpe (3) angeflanscht ist.
4. Unterwassermotorpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (31) lösbar ist.

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5. Unterwassermotorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenstücke (25,26) an ihrem Ende eine Längsnut (34) aufweisen, in die eine durchgehende, gemeinsame Paßfeder (35) einlegbar ist.
6. Unterwassermotorpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenstücke (25,26) an ihrem Ende Verbindungsstücke (27,28) mit größerem Durchmesser als die Welle (4) aufweisen, die von zwei Halbschalen (36,37) umgeben sind und von die Verbindungsstücke _x(27,28) hintergreifenden Vorsprüngen (38,39) an den Halbschalen (36,37) zusammengepreßt werden.
7. Unterwassermotorpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (36,37) an ihren Außenflächen konisch ausgebildet sind und daß eine in axialer Richtung verschiebliche Hülse (41) mit einer entsprechenden konischen Innenbohrung auf die Halbschalen (36,37) derart aufschiebbar ist, daß die Halbschalen (36,37) in ihrer Lage gesichert sind.

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