DE2558275C3

DE2558275C3 - Device for the hydraulic conveyance of solids

Info

Publication number: DE2558275C3
Application number: DE19752558275
Authority: DE
Inventors: Dusan Dipl.-Masch.-Ing. Dr. Winterthur Florjancic (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1975-12-16
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1978-10-05
Also published as: GB1505449A; DE2558275B2; DE2558275A1; CH606763A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydraulischen Förderung von Feststoffen aus großen Meerestiefen, wobei ein Feststoff-Wassergemisch auf Grund des hydrostatischen Wasserdruckes in einer Förderleitung bis auf eine Zwischenhöhe gefördert wird, auf der an die Förderleitung eine mehrstufige Zentrifugalpumpe mit ihrer Saugseite angeschlossen ist die das zu fördernde Gut in einer Druckleitung mindestens nahezu auf oder über Wasserspiegelniveau fördertThe invention relates to a device for the hydraulic conveyance of solids from great depths of the sea, wherein a solid-water mixture due to the hydrostatic water pressure is conveyed in a delivery line up to an intermediate height on which the A multi-stage centrifugal pump with its suction side connected to the conveying line is connected to the conveying line Well pumps in a pressure pipe at least almost at or above the water level

Zur Förderung von Erzknollen aus großen Meerestiefen ist es bekannt — »Fördern und Heben«, 20 (1970), Nr. 8, Seite 430/431 oder »Chem. Ing. Technik« 44 (1973), Nr. 20, Seite 1183-1188 -, diese Knollen zusammen mit Wasser durch den hydrostatischen Druck in einer Förderleitung auf eine Zwischenhöhe, die unterhalb des Wasserspiegelniveaus liegt fördern zu lassen. Das Niveau der Zwischenhöhe, das beispielsweise bei einer Gesamttiefe von etwa 5—7 χ 10³ m bis zu etwa 10³ITi unter dem Meeresspiegel, liegen kann, ist dabei mindestens so zu wählen, daü die bei dieser Förderung auftretenden Druckverluste, die im wesentlichen durch die Strömung in der Förderleitung und durch das gegenüber Wasser höhere spezifische Gewicht der zu fördernden Feststoffe entstehen, durch die Eintauchtiefe der Zwischenhöhe gegenüber Meeresspiegelniveau gedeckt werden. Von dieser Zwischenhöhe aus erfolgt die Förderung des Gutes auf oder über Meeresspiegelniveau dann mit Hilfe von Arbeitsmaschinen, z. B. Pumpert, ώύ durch einen Motor angetrieben werden. Die Bereitstellung der für den Antrieb der Pumpen auf dem Zwischenniveau notwendigen Energie bereitet bei derartigen Anlagen häufig Schwierigkeiten. Diese bestehen vor allem in der Schmierung, Abdichtung, Kühlung und elektrischen Isolierung der bisher verwendeten elektrischen Antriebe; denn bei den notwendigen Leistungen sind Spannungen von einigen 1000 Volt erforderlich, wobei der elektrische Antrieb darüber hinaus trocken, d. h. in einer Gasatmosphäre, laufen muß.For the promotion of ore nodules from great depths of the sea, it is known - »Promote and Lift«, 20 (1970), No. 8, page 430/431 or »Chem. Ing. Technik «44 (1973), No. 20, pages 1183-1188 - to have these tubers conveyed together with water by the hydrostatic pressure in a conveying line to an intermediate height that is below the water level. The level of the intermediate height, which can be for example at a total depth of about 5-7 χ 10 ³ m up to about 10 ³ ITi below sea level, is to be chosen at least so that the pressure losses occurring during this promotion are essentially Due to the flow in the delivery line and the higher specific weight of the solids to be conveyed compared to water, the immersion depth of the intermediate height compared to sea level is covered. From this intermediate height, the goods are then conveyed at or above sea level with the help of working machines, e.g. B. Pumpert, ώύ are driven by a motor. The provision of the energy necessary to drive the pumps at the intermediate level often causes difficulties in such systems. These consist primarily of the lubrication, sealing, cooling and electrical insulation of the electrical drives previously used; because the necessary power requires voltages of a few 1000 volts, and the electric drive must also run dry, ie in a gas atmosphere.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Förderung des Gutes von der Zwischenhöhe auf eine Höhe mehrere Meter — etwa 30 bis 50 — über Meeresspiegel zu schaffen, bei der die genannten Schwierigkeiten mit der Zufuhr der Antriebsenergie zu der auf einer Zwischenhöhe liegenden Pumpe, die eine bestimmte Mindestleistung an gefördertem Gut in der Zeiteinheit - beispielsweise 1-1,5 nWsec - erreichen soll, beseitigt sind.The object of the invention is to provide a device for conveying the goods from the intermediate height to a Height several meters - about 30 to 50 - to create above sea level, at which the said Difficulties with the supply of the drive energy to the pump lying at an intermediate level, the one Achieve a certain minimum output of conveyed goods in the unit of time - for example 1-1.5 nWsec should be eliminated.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by

daß diese Pumpe von einem dynamischen Flüssigkeitsmotor angetrieben ist, der über eine Leitung für eine als Antriebsmittel dienende Druckflüssigkeit mit einer mindestens annähernd auf Wasserspiegelniveau angeordneten, von einer weiteren Antriebsmaschine getriebenen Hochdruckpumpe für das Antriebsmittel verbunden istthat this pump is driven by a dynamic fluid motor, which is via a line for a than Pressure fluid serving drive means with a further drive machine arranged at least approximately at water level driven high pressure pump for the drive means is connected

Neben einer Druckleitung fur das zu fördernde Gut benötigt man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Verbindung zum Antrieb der Zentrifugalpumpe lediglich eine weitere Druckleitung für das Antriebsmittel des Flüssigkeitsmotors, der mit Vorteil eine mehrstufige Radialturbine ist. Bei der erfindungsgemäßen Konzeption sind sowohl der Motor als auch die Zentrifugalpumpe völlig mit Flüssigkeit gefüllt, die die Abdichtung, Schmierung und Kühlung der Maschinen übernehmen.In addition to a pressure line for the material to be conveyed is required in the device according to the invention as a connection for driving the centrifugal pump only one further pressure line for the drive means of the liquid motor, which advantageously has a multistage radial turbine is. In the inventive concept, both the engine and the Centrifugal pump completely filled with liquid that seals, lubricates and cools the machines take over.

Vorteilhafierweise kann als Druck- oder Antriebsmittel für den Flüssigkeitsmotor Seewasser dienen, das in einem offenen Kreislauf durch die Hochdruckpumpe und den Flüssigkeitsmotor geführt ist Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, den Flüssigkeilsantrieb als geschlossenes System auszuführen, wobei als bevorzugtes Antriebsmittel Süßwasser — aber auch eine andere Flüssigkeit, z. B. ein Öl — Verwendung finden kann. Mit einem solchen geschlossenen System können vor allem Korrosionserscheinungen im Antriebskreislauf vermindert werden.Seawater can advantageously serve as a pressure or drive means for the liquid motor, which in an open circuit through the high pressure pump and the liquid motor. Of course, it is also possible to use the liquid wedge drive run as a closed system, with fresh water as the preferred driving means - but also another liquid, e.g. B. an oil - use Can be found. With such a closed system, above all signs of corrosion in the drive circuit can be reduced.

Für die konstruktive Ausbildung der Leitungsverbindungen — d.h. der Druckmittelzufuhrleitung zu dem Flüssigkeitsmotor und mindestens der Druckleitung für das Fördergut der Zentrifugalpumpe, sowie gegebenenfalls eine Druckmittelrückführleitung zur Hochdruckpumpe — zwischen dem Maschinenaggregat auf der Zwischenhöhe und dem Meeresniveau hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn diese Verbindungsleitungen als konzentrische Rohre geführt sind, wobei in dem zentralen Rohr das Mittel höchstens und im äußersten Rohr das Mittel niedrigsten Druckes geführt istFor the structural design of the line connections - i.e. the pressure medium supply line to the Liquid motor and at least the pressure line for the conveyed material of the centrifugal pump, and optionally a pressure medium return line to the high pressure pump - between the machine unit on the Between height and sea level, it has proven to be useful if these connecting lines are guided as concentric pipes, in which central tube the means at most and in the outermost tube the means of lowest pressure is performed

Weiterhin kann zur Zerkleinerung der zu fördernden Feststoffe auf der Welle der Zentrifugalpumpe ihren Laufrädern ein Brechwerk vorgesetzt sein.Furthermore, to crush the solids to be conveyed on the shaft of the centrifugal pump A crusher must be placed in front of the impellers.

Konstruktiv läßt sich das Maschinenaggregat Flüssigkeitsmotor/Zentrifugalpumpe günstig an die daran nach oben und unten anschließenden rohrförmigen Leitungen anpassen, wenn die übereinander angeordneten Rotoren der Zentrifugalpumpe und des Flüssigkeitsmotors in getrennten topfartigen Gehäusen untergebracht sind, die im Bereich der benachbarten Wellenenden beider Maschinen lösbar miteinander verbunden sind, wobei zusätzlich die Maßnahme getroffen sein kann, daß die Förderkanäle der Zentrifugalpumpe, ringförmig verteilt, im Gehäusetopf des Flüssigkeitsmotors angeordnet sind. Die Ausführung getrennter Wellen und die Trennung der Gehäuse im Bereich der benachbarten Wellenenden haben sich dabei im Hinblick auf Unterhalts^ und Reparaturarbeiten als vorteilhaft erwiesen, da die Pumpe wegen der mitgeförderten Feststoffe gegenüber dem Motor, der nur von sauberen Flüssigkeiten durchsetzt wird, einem erheblich höheren Verschleiß unterliegtIn terms of design, the machine unit liquid motor / centrifugal pump can be conveniently connected to it Adjust the tubular lines at the top and bottom if the lines are arranged one above the other The rotors of the centrifugal pump and the liquid motor are housed in separate pot-like housings that are detachably connected to one another in the area of the adjacent shaft ends of both machines, in addition, the measure can be taken that the delivery channels of the centrifugal pump, ring-shaped distributed, are arranged in the housing pot of the liquid motor. The execution of separate shafts and the separation of the housing in the area of the adjacent shaft ends have to be considered with regard to Maintenance and repair work proved to be advantageous, because the pump was also Solids compared to the engine, which is only permeated by clean liquids, a considerably higher amount Subject to wear and tear

Eine zweckmäßige Möglichkeit für die Kupplung beider Rotoren ist gegeben, wenn diese über eine Schalenkupplung verbunden sind, bei der die auf ihrem Umfang kantig ausgebildeten Wellenenden von zwei inneren Halbschalen umfaßt und axial abgestützt sind, die über konische Flächen von einer ungeteilten, axial aufgeschobenen, äußeren Schale zusammengepreßtA useful option for coupling the two rotors is when they have a Shell coupling are connected, in which the angular shaft ends of two on its circumference inner half-shells are comprised and axially supported, the conical surfaces of an undivided, axially pushed open, outer shell pressed together sind. Ein weiteres vorteilhaftes Detail für die Konstruktion kann darin bestehen, daß die Zentrifugalpumpe und der Flüssigkeitsmotor je einen eigenen Ausgleichskolben für den axialen Schubausgleich haben, wobei der ^r' Ausgleichskolben des Motors eine Steuerkante für den selbsttätigen Ausgleich kleinerer Schubschwankungen haben und gleichzeitig als Notlauf- und Anfahrlager dienen kann. Schließlich ist ein weiterer Vorteil der Verwendungare. Another advantageous detail for the construction can be that the centrifugal pump and the liquid motor each have their own compensating piston for axial thrust compensation, the ^r ' compensating piston of the motor having a control edge for the automatic compensation of smaller thrust fluctuations and at the same time as an emergency running and start-up bearing can serve. Finally, another benefit is using it

i'i eines Flüssigkeitsmotors als Antrieb gegeben, wenni'i given a liquid motor as a drive, if

Druckflüssigkeit aus einer Zwischenstufe des Motors alsHydraulic fluid from an intermediate stage of the engine as Schmiermittel für die Radiallager der ZentrifugalpumpeLubricant for the radial bearings of the centrifugal pump

dientserves

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zweiIn the following the invention is based on two

>"> Ausführungsbeispielen um Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert> "> Embodiments related to the Drawing explained in more detail

F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaues der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 ist eine Variante von F i g. 1,F i g. 1 shows a schematic representation of the overall structure of the device according to the invention, F i g. 2 is a variant of FIG. 1,

2» F i g. 3 gibt eine schematische Schniuzeichnung nach IiI-III von Fig.4 durch das rvias,cb^:nenaggregat Flüssigkeitsmotor/Zentrifugalpumpe wieder, während F i g. 4 den Schnitt IV-IV von F i g. 3 ist Angetrieben von einem weiteren Motor 1 (Fig. 1), 2 » F i g. 3 shows a schematic drawing according to III-III of FIG ^. 4 through the rvias, cb: nenaggregat liquid motor / centrifugal pump, while FIG. 4 the section IV-IV from F i g. 3 is driven by a further motor 1 (Fig. 1),

r> z. B. einer Dampf- oder Gasturbine oder einem Elektromotor, der beispielsweise auf einem Schiff 2 über Meeresspiegelniveau aufgestellt ist saugt eine Hochdruckpumpe 3 Druck- oder Antriebsmittel — im Beispiel nach F i g. 1 Seewasser — für einen als Turbiner> z. B. a steam or gas turbine or a Electric motor, which is set up on a ship 2 above sea level, for example, sucks a high-pressure pump 3 pressure or drive means - im Example according to FIG. 1 sea water - for one as a turbine

in ausgebildeten Flüssigkeitsmotor 4 durch eine Leitung 5 an, bringt dieses auf einen für die geforderte Antriebsleistung des Motors 4 erforderlichen Druck und fördert es in eine Druckmittelzufuhrleitung 6; diese führt zum Einlauf 7 der Turbine 4. Nach demin trained liquid motor 4 through a line 5 on, brings this to a pressure required for the required drive power of the motor 4 and promotes it in a pressure medium supply line 6; this leads to the inlet 7 of the turbine 4

ι > Durchsetzen der Turbine 4 fließt das als Antriebsmittelι> enforcement of the turbine 4 flows as a drive means benutzte Wasser durch den Austritt 8 ins Meer oderused water through outlet 8 into the sea or aber (F i g. 2) gelangt über eine Leitung 5a zurück an diebut (Fig. 2) is returned to the via a line 5a

Saugseite der Hochdruckpumpe 3.Suction side of the high pressure pump 3. Die Turbine 4 ist über eine Kupplung 10 mit einerThe turbine 4 is via a coupling 10 with a

Zentrifugalpumpe 11 gekoppelt, von derem druckseitigen Austritt 12 zunächst das Turbinengehäuse umgebende Druckkanäle 13 und anschließend eine die Leitung 6 konzentrisch umschließende Druckleitung 14 für das Fördergut 19 an die Oberfläche des Meeresspie-Centrifugal pump 11 coupled, from whose pressure-side outlet 12 first the turbine housing surrounding pressure channels 13 and then a die Line 6 concentrically enclosing pressure line 14 for the conveyed material 19 to the surface of the sea level

4> gels führt Dort wird das Gut 19 von dem Wasser getrennt, wozu es beispielsweise auf einer am Schiff 2 befestigten, mit Abflußöffnungen 9 versehenen Lagerplattform 15 gelagert wird. An ihrer Einlaufseite 16 ist die Pumpe 11 mit einer4> gels leads There is the good 19 of the water separated, for which purpose it is stored, for example, on a storage platform 15 which is attached to the ship 2 and provided with drainage openings 9. At its inlet side 16, the pump 11 is with a

">i> Förderleitung 17 verbunden, die am Meeresboden in"> i> conveyor line 17 connected to the seabed in einem Saugkopf 18 endet, durch den auf Grund desends a suction head 18 through which due to the

hydrostatischen Überdruckes das Gut 19 auf das Niveauhydrostatic overpressure the good 19 to the level des Einkaufs 16 der Pumpe 11 gehoben wird.of the purchase 16 of the pump 11 is lifted.

Wie bereits erwähnt, beträgt die Zwischenhöhe, aufAs already mentioned, the intermediate height is

-)-> der das Maschinenaggregat 4, 11 angeordnet ist etwa 1000 m unter Meeresspiegel, so daß bei den angegebenen Tiefen, aus denen die Erzknollen gefördert werden sollen, die Länge der Leitung 17 etwa 4000—6000 m beträgt-) -> which the machine unit 4, 11 is arranged about 1000 m below sea level, so that at the specified depths from which the ore nodules are extracted should, the length of the line 17 is about 4000-6000 m

mi Das in F i g, 3 und 4 gezeigte Maschinenaggregat, das auf an sich in ihrer Grundkonzeption bekennten Maschinen aufgebaut ist — es werden daher von dieser Konstruktion nur die im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Elemente näher beschrieben —,mi The machine assembly shown in F i g, 3 and 4, the is built on machines that are known in their basic concept - it is therefore from this Construction only the elements essential in connection with the invention are described in more detail -,

h'; eignet sich für eine Vorrichtung nach Fig. 1, d.h. für einen offenen mit Seewasser betriebenen Antriebsmittelkreislauf des Flüssigkeitsmotors. Das Aggregat besteht aus einer mehrstufigen, mit einer Anzahl vonH'; is suitable for a device according to Fig. 1, i.e. for an open drive medium circuit of the liquid engine operated with seawater. The aggregate consists of a multi-level, with a number of

Radiallaufrädern 20 versehenen Turbine 4, an deren Unterseite koaxial die ebenfalls mit einer Anzahl radialer Stufen 21 versehene Pumpe 11 angesetzt ist.Radial impellers 20 provided turbine 4, on the underside of which also coaxially with a number radial steps 21 provided pump 11 is attached.

Von oben mündet die Leitung 6 für die Zufuhr des Druck- oder Antriebsmittels in die Turbine 4 ein; sie greift dabei mit einem Endstück 22 in eine zylindrische Ausnehmung 24 im Deckel 25 des inneren Turbinengehäuses, das seinerseits in ein glockenartiges Topfgehäuse 26 eingeschoben ist. Durch den Deckel 25 führt eine Strömungsverbindung 27 über einen Ringkanal 28 im F.inlaufgehäuse 29 zur ersten Stufe 20 der Turbine. The line 6 for the supply of the pressure or drive medium opens into the turbine 4 from above; it engages with an end piece 22 in a cylindrical recess 24 in the cover 25 of the inner turbine housing, which in turn is pushed into a bell-shaped pot housing 26. A flow connection 27 leads through the cover 25 via an annular channel 28 in the inlet housing 29 to the first stage 20 of the turbine.

Das Laufrad 20 sitzt — zusammen mit den anderen, abgesehen von demjenigen 20a der letzten Stufe nicht weiter dargestellten, Rändern 20 — auf einer Welle 30, die oberhalb der Räder 20 einen Ausgleichskolben 31 für den axialen Schubausgleich hat.The impeller 20 sits - together with the other, apart from that 20a of the last stage, not shown, edges 20 - on a shaft 30 which has a compensating piston 31 above the wheels 20 for the axial thrust compensation.

Der mit einer Scheibe 23 versehene AusgleichskolbenThe compensating piston provided with a washer 23

nh Ae nh Ae

an cpinpr to cpinpr

AnRorvcAnRorvc

Wasser versorgt wird, hat längs des äußeren Umfangs der Scheibe 23 eine Abspritzkante 32, durch die beim Heben und Senken des Rotors, d. h. bei axialen Schubschwankungen, mehr oder weniger Wasser in einen Hohlraum 33 zwischen dem Deckel 25 und dem Gehäuse 26 gespritzt wird, wobei eine automatische Anpassung des den Ausgleichskolben 31 tragenden Druckes an diese Schwankungen erreicht wird. Vom Hohlraum 33 kann das Spritzwasser, zusammen mit ebenfalls aus dem Ringkanal 28 kommendem Wasser, das als Schmiermittel des oberen Radiallagers 34 der Welle 30 dient, aus dem Gehäuse 26 durch eine öffnung 35 abfließen. Die der Scheibe 23 des Ausgleichskolbens 31 benachbarten Oberflächen im Deckel 25 und im Einlaufgehäuse 29 sind mit Material 36 belegt, das Trockenlaufeigenschaften hat, so daß die Scheibe 23 des Ausgleichskolbens 31 gleichzeitig als Anfahr- und Notlauflager dient.Water is supplied, has along the outer periphery of the disc 23 a spray edge 32 through which when Raising and lowering the rotor, d. H. with axial thrust fluctuations, more or less water in a cavity 33 is injected between the cover 25 and the housing 26, with an automatic Adaptation of the pressure carrying the compensating piston 31 to these fluctuations is achieved. From the Cavity 33 can be the splash water, together with water also coming from the annular channel 28, which serves as the lubricant of the upper radial bearing 34 of the shaft 30, from the housing 26 through an opening 35 drain. The surfaces adjacent to the disk 23 of the compensating piston 31 in the cover 25 and in the Inlet housing 29 are covered with material 36 that has dry running properties, so that the disk 23 of the Compensating piston 31 also serves as a starting and emergency bearing.

Die Leitung 6 ist konzentrisch umgeben von der Druckleitung 14, in der Wasser und Fördergut 19 über die Kanäle 13 an die Oberfläche geführt werden: die Druckkanäle 13 sind in vier senkrechten Strängen über den Umfang des Gehäuses 26 verteilt (Fig. 4) und verbinden einen Ringkanal 37 am druckseitigen Ende 12 der Pumpe 11 mit der Druckleitung 14.The line 6 is concentrically surrounded by the pressure line 14, in which water and conveyed material 19 above the channels 13 are led to the surface: the pressure channels 13 are in four vertical strands across distributed over the circumference of the housing 26 (FIG. 4) and connect an annular channel 37 at the pressure-side end 12 the pump 11 with the pressure line 14.

Die einzelnen Laufräder 20 der Turbine 4 sind umgeben von Gehäuseelementen 38 und 39. in denen die einzelnen Laufräder 20 verbindende Strömungswege 40 vorhanden sind. Aus dem letzten Laufrad 20a der Turbine 4 fließt das als Antriebsmittel verwendete Wasser durch ein unteres Anstrittsgehäusestück 41 in einen Sammelraum 4?., von dem es durch — wie F i g. 4 zeigt — vier Öffnungen 8 in die Umgebung abfließt.The individual impellers 20 of the turbine 4 are surrounded by housing elements 38 and 39. in which the flow paths 40 connecting individual impellers 20 are provided. From the last impeller 20a of the Turbine 4, the water used as the drive means flows through a lower inlet housing piece 41 into a collecting space 4?., from which it is through - as F i g. 4 shows - four openings 8 draining into the environment.

Der Sammelraum 42 für das Antriebswasser, der innerhalb eines mehrteiligen, über Längsflansche 44 zusammengeschraubten Distanzstückes 45, das Austrittsöffnungen 43 (F i g. 4) für das Antriebswasser hat, gebildet ist, ist axial nach unten von einem, zwischen einem unteren Endflansch 46 des Gehäuses 26 und einem Deckel 47 der Pumpe 11 liegenden Zwischenflansch 48 abgeschlossen. Schraubenbolzen 4«*, die den Endflansch 46. den Zwischenflansch 48. den Gehäusedeckel 47 und einen oberen Endflansch 50 eines topfartigen Pumpengehäuses 51 durchsetzen, bilden eine lösbare Verbindung zwischen der Turbine 4 und der Pumpe 11, wobei nach Lösen der Schraubenbolzen 49 das Gehäuse 26 nach oben weggehoben und der Körper der Pumpe 11 aus seinem Topf 51 herausgezogen werden kann. The collecting space 42 for the drive water, which is formed within a multi-part spacer 45 screwed together via longitudinal flanges 44 and which has outlet openings 43 (FIG. 4) for the drive water, is axially downward from a, between a lower end flange 46 of the Housing 26 and a cover 47 of the pump 11 lying intermediate flange 48 completed. Screw bolts 4 ″ *, which pass through the end flange 46, the intermediate flange 48, the housing cover 47 and an upper end flange 50 of a pot-shaped pump housing 51, form a detachable connection between the turbine 4 and the pump 11, and after loosening the screw bolts 49 the housing 26 lifted upwards and the body of the pump 11 can be pulled out of its pot 51.

Im Hohlraum 42 ist auch die als Schalenkupplung ausgebildete Kupplung 10 gelegen, die die beiden Wellen 30 der Turbine 4 und 54 der Pumpe 11 an ihren benachbarten Enden miteinander verbindet. In the cavity 42 also formed as a split coupling clutch 10 is located, the 30 of the turbine 4 and 54 of the pump 11 connects the two shafts at their adjacent ends.

Die Kupplung 10 besteht aus zwei inneren Halbschalen 55, die die achteckig ausgebildeten Wellen 30 und 54 umfassen und für die Montage durch einen Schrauben bolzen 56 zusammengehalten sind. In die Welle 30 und 54 eingreifende Ringe 57 und 48 fixieren die Welle relativ zu den Halbschalen 55 in axialer Richtung. Diese haben an ihren Außenseiten konische Flächen 59. die mit entsprechenden konischen Flächenstücken 63 läng: des Umfangs einer ungeteilten Außenschale 60 zusam menwirken. Diese ist mit Hilfe eines Ringes 61, in den Schraubenbolzen 62 eingeschraubt werden können, in axialer Richtung auf die Halbschalen 55 gepreßt wodurch diese über konische Flächen 59 und 63 radia zusammengedrückt sind. The coupling 10 consists of two inner half-shells 55, which comprise the octagonal shafts 30 and 54 and bolts 56 are held together for assembly by a screw. Rings 57 and 48 engaging in shaft 30 and 54 fix the shaft relative to half-shells 55 in the axial direction. These have conical surfaces 59 on their outer sides which interact with corresponding conical surface pieces 63 along the circumference of an undivided outer shell 60. This is pressed in the axial direction onto the half-shells 55 with the aid of a ring 61, into which screw bolts 62 can be screwed, whereby these are radially compressed via conical surfaces 59 and 63.

Muhe dem oberen Ende !rs"! die Weüü 54 einer eigenen axialen Ausgleichskolben 64, der aus einem die letzte Stufe 21a der Pumpe 11 mit dem Ringkanal 37 verbindenden Verbindungskanal 65 im Deckel 47 mi Druckwasser aus der Pumpe 11 gespeist wird.Trouble the upper end 54 of its own axial compensating piston 64, which is fed with pressurized water from the pump 11 from a connecting channel 65 in the cover 47 that connects the last stage 21a of the pump 11 with the annular channel 37.

Aus einer nicht gezeigten Zwischenstufe geeigneten Druckes der Turbine 4 wird sauberes, d. h. nicht mit Feststoffen durchsetztes, Druckwasser entnommen und über eine Leitung 66, die in einen Raum 52 zwischen dem Gehät\i 51 und inneren Gehäuseelementen 68 der Pumpe 11 führt, den Radiallagern 67 der Pumpe 11 al: Schmiermittel zugeführt, was für einige Lager 67, beispielsweise für das oberste, unmittelbar unterhalb des Ausgleichskolbens 64, andeutungsweise gezeigt ist (Leitungen 74).Appropriate of a not shown intermediate pressure turbine 4 is clean ie, not interspersed with solids, taken pressurized water via a line 66, the pump leads into a space 52 between the Gehät \ i 51 and inner housing members 68 11, the radial bearings 67 the pump 11 al: lubricant supplied, which is indicated for some bearings 67, for example for the top one, directly below the compensating piston 64 (lines 74).

An den Pumpendeckel 47 schließen nach unten die Gehäuseelemente 68 an, in denen beschaufelte, die einzelnen Laufräder 21 der Pumpe 11 verbindende Leitapparate 69 vorgesehen sind. Während das sich am Einlauf 16 der Pumpe 11 trichterförmig verengende Gehäuse 51 in die Förderleitung 17 übergeht, folgt auf das unterste Gehäuseelement 68 ein Einlaufgehäuse 70, das eine über Rippen 71 gehaltene Gehäusenabe 72 zum Schutz des unteren Endes der Welle 54 hat. Durch die Nabe 72 hindurch ist den Laufrädern 21 auf der Welle 54, in Strömungsrichtung gesehen, ein Brechwerk 73 vorgesetzt, welches die Aufgabe hat, die durch die Leitung 17 geförderten Feststoffe in einem solchen Maße zu zerkleinern, daß sie durch die Pumpe 11 strömen können. Das Brechwerk 73 ist im gezeigten Beispiel als einfaches Flügelrad ausgebildet.At the bottom of the pump cover 47, the housing elements 68 adjoin, in which vaned guide devices 69 connecting the individual impellers 21 of the pump 11 are provided. While the funnel-shaped narrowing housing 51 at the inlet 16 of the pump 11 merges into the delivery line 17, the lowermost housing element 68 is followed by an inlet housing 70, which has a housing hub 72 held by ribs 71 to protect the lower end of the shaft 54. A crusher 73, which has the task of comminuting the solids conveyed through the line 17 to such an extent that they can flow through the pump 11, is placed in front of the impellers 21 on the shaft 54, seen in the direction of flow, through the hub 72 . The crusher 73 is designed as a simple impeller in the example shown.

Wie schon mehrfach erwähnt, wird ein Feststoff-Wassergemisch auf Grund des hydrostatischen Druckes ; der Leitung 17 bis auf das Niveau 16 am Einlauf der Pumpe 11 gefördert Durch das erwähnte Brechwerk 73 werden dort die Feststoffe, & h. vor allem die Erzknollen unter Umständen auf eine zulässige Maximalgröße zerkleinert ehe das Gemisch von den Rädern 21 der Pumpe 11 durch die Kanäle 69 in den Ringkanal 37 gefördert wird, der etwa auf der Höhe des Pumpenaustritts 12 liegtAs already mentioned several times, a solid-water mixture is due to the hydrostatic pressure; of the line 17 up to the level 16 at the inlet of the pump 11. The above-mentioned crusher 73 there the solids, & h. In particular, the ore nodules may be crushed to a permissible maximum size before the mixture is conveyed from the wheels 21 of the pump 11 through the channels 69 into the annular channel 37 , which is approximately at the level of the pump outlet 12

Der Antrieb der Pumpe 11, die mit ihrer Druckhöhe die in der Leitung 17 entstandenen und zusätzlich die noch in der Druckleitung 14 entstehenden, eingangs erwähnten Druckverluste deckt erfolgt mit Hilfe der Turbine 4, die in der beschriebenen Weise mit Druckwasser versorgt und von diesem durchsetzt wird. The drive of the pump 11, which with its pressure head covers the pressure losses that arise in the line 17 and also the pressure losses mentioned in the pressure line 14, takes place with the help of the turbine 4, which is supplied with pressurized water in the manner described and is penetrated by this .

Der die Pumpe 11 durchfließende Strom gelangt aus dem Ringkanal 37 in die Druckkanäle 13 und wird Ober die Leitung 14 von der Pumpe 11 an die Oberfläche gefördertThe current flowing through the pump 11 escapes the annular channel 37 into the pressure channels 13 and is via the line 14 from the pump 11 to the surface promoted

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Vorrichtung zur hydraulischen Förderung von Feststoffen aus großen Meerestiefen, wobei ein Feststoff-Wassergemisch auf Grund des hydrostati- ϊ sehen Wasserdruckes in einer Förderleitung bis auf eine Zwischenhöhe gefördert wird, auf der an die Förderleitung eine mehrstufige Zentrifugalpumpe mit ihrer Saugseite angeschlossen ist, die das zu fördernde Gut in einer Druckleitung mindestens >·> nahezu auf oder über Wasserspiegelniveau fördert, dadurch gekennzeichnet, daß diese Pumpe (11) von einem dynamischen Flüssigkeitsmotor (4) angetrieben ist, der über eine Leitung (6) für eine als Antriebsmittel dienende Druckflüssigkeit mit einer ι¹· mindestens annähernd auf Wasserspiegelniveau angeordneten, von einer weiteren Antriebsmaschine (1) getriebenen Hochdruckpumpe (3) für das Antriebsmittel verbunden ist1. Device for the hydraulic conveyance of solids from great depths of the sea, where a solid-water mixture due to the hydrostatic ϊ see water pressure is conveyed in a conveying line up to an intermediate height on which a multistage centrifugal pump is connected to the conveying line with its suction side Conveys the material to be conveyed in a pressure line at least>·> almost at or above the water level, characterized in that this pump (11) is driven by a dynamic fluid motor (4) which, via a line (6), carries a pressure fluid which is used as a drive means is connected to a ι ¹ · at least approximately at water level, driven by a further drive machine (1) high pressure pump (3) for the drive means

2. Vorrichte»^ nach Anspruch 1, dadurch gekenn- w zeichnet, daß als Druck- und Antriebsmittel Seewasser dient, das in einem offenen Kreislauf durch die Hochdruckpumpe (3) und den Flüssigkeitsmotor (4) geführt ist2. Vorrichte »^ according to claim 1, characterized w marked in that seawater is used as a pressure and drive means which is guided in an open loop by the high pressure pump (3) and the fluid motor (4)

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- -"* zeichnet daß der Flüssigkeitsantrieb als geschlossenes System (3,6,4,5a, 3) ausgeführt ist3. Device according to claim 1, characterized in - "* shows that the liquid drive is designed as a closed system (3,6,4,5a, 3)

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß als Druck- und Antriebsmittel Süßwasser dient «>4. Apparatus according to claim 3, characterized in that fresh water is used as the pressure and drive means

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucl-viiUelzufuhrleitung (6) zu dem — sowie gegebenenfalls die Druckmittelrückführleitung (5a) von dem Flüssigkeitsmotor (4) und die Druckleitung (14) für das Fördergut (19) als '"> konzentrische Rohre geführt sind, wobei in dem zentralen Rohr das Mittel höchstens und im äußersten Rohr das Mittel niedrigsten Druckes geführt ist5. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the Drucl-viiUelzufuhrleitung (6) to the - and optionally the pressure medium return line ( 5a) from the liquid motor (4) and the pressure line (14) for the conveyed material (19) as'"> concentric pipes are guided, with the agent at most in the central tube and the agent at the lowest pressure in the outermost tube

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ■»" zeichnet, daß auf der Welle (54) der Zentrifugalpumpe (11) ihren Laufrädern (21) ein Brechwerk (73) für die Zerkleinerung der Feststoffe vorgesetzt ist.6. The device according to claim 1, characterized in that ■ »" draws that on the shaft (54) of the centrifugal pump (11) its impellers (21) a crusher (73) for comminution of the solids is provided.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Roto- ■*■> ren (30, 54) der Zentrifugalpumpe (11) und des Flüssigkeitsmotors (4) in getrennten topfartigen Gehäusen (26,51) untergebracht sind, die im Bereich der benachbarten Wellenenden beider Maschinen (11,4) lösbar miteinander verbunden sind. "> <>7. The device according to claim 1, characterized in that the superposed roto- ■ * ■> ren (30, 54) of the centrifugal pump (11) and the liquid motor (4) in separate pot-like Housings (26,51) are housed in the area the adjacent shaft ends of the two machines (11, 4) are detachably connected to one another. "> <>

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkanäle (13) der Zentrifugalpumpe (11) ringförmig verteilt, im Gehäusetopf (26) des Flüssigkeitsmotors (4) angeordnet sind.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the delivery channels (13) of the centrifugal pump (11) distributed in an annular manner, in the housing pot (26) of the liquid motor (4) are arranged.

9 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ">'> zeichnet, daß die Rotoren (30, 54) der Zentrifugal· pumpe (U) und des Flüssigkeitsmotors (4) über eine Schalenkupplung (53) miteinander verbunden sind, bei der die auf ihrem Umfang kantig ausgebildeten Wellenenden von zwei inneren Halbschalen (S3) ho umfaßt und axial abgestützt sind, die über konische Flächen (59, 63) von einer ungeteilten, axial aufgeschobenen äußeren Schale (60) zusammengepreßt sind.9 The device according to claim 1, characterized in "> '> shows that the rotors (30, 54) of the centrifugal pump (U) and the liquid motor (4) via a Shell coupling (53) are connected to one another, in which the edged on their circumference Shaft ends of two inner half-shells (S3) ho encompassed and axially supported, which are conical Surfaces (59, 63) of an undivided, axially pushed outer shell (60) are pressed together.

10. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch h^r> gekennzeichnet, daß die Zentrifugalpumpe (11) und der Flüssigkeitsmotor (4) je einen eigenen Ausgleichskolben (31,64) für den axialen Schubausgleich10. The apparatus of claim I ₁ characterized h ^r> in that the centrifugal pump (11) and the fluid motor (4) each have their own balance piston (31,64) for the axial thrust balance haben,to have,

U. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (31) des Motors (4) eine Steuerkante (32) für den selbsttätigen Ausgleich kleinerer Schubschwankungen hatU. Apparatus according to claim 10, characterized in that the compensating piston (31) of the Motor (4) has a control edge (32) for the automatic compensation of smaller thrust fluctuations

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (31) des Motors (4) als Notlauf- und Anfahrlager (36) dhnt12. The device according to claim 11, characterized in that the compensating piston (31) of the Motor (4) as an emergency and start-up bearing (36) dhnt

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drückflüssigkeit aus einer Zwischenstufe des Motors (4) als Schmiermittel für die Radiallager (67) der Zentrifugalpumpe (U) dient13. The device according to claim 1, characterized in that pressing fluid from a Intermediate stage of the motor (4) serves as a lubricant for the radial bearings (67) of the centrifugal pump (U)

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Flüssigkeitsmotor (4) eine mehrstufige Turbine ist14. The device according to claim 1, characterized in that the liquid motor (4) has a multi-stage turbine is