DE3100861A1 - "motor-pumpenaggregat mit einer ueberwachungseinrichtung fuer das laeufer-axialspiel" - Google Patents

Description

Motor-Pumpenaggregat mit einer überwachungseinrichtung für das

Läufer-Axialspiel

Die Erfindung betrifft ein Motor-Pumpen-Aggregat mit einer Überwachungseinrichtung für die axiale Stellung des Läufers, der zweckmäßiqerweise ein definiertes Axial spiel besitzt, insbesondere für eine Spaltrohrmotorpumpe od. dgl.,wobei die Überwachungseinrichtung einen Näherungsschalter mit einem Meßgeber und wenigstens einem Aufnehmer aufweist.

Man kennt bereits Spaltrohrmotorpumpen, die ein Schauglas als Anzeigeelement für die axiale Lage ihres Läufers besitzen (DE-OS 24 45 756). Diese Kontrolleinrichtung ist verhältnismäßig einfach und robust, gestattet aber z.B. keine automatische Ausschaltung des Aggregates.

Es ist auch bereits eine Pumpe mit einer Axialschub-Kontrolleinrichtung bekannt, bei der die Läuferposition mit Hilfe eines induktiven Fühlers gemessen wird. Induktive Fühler erfordern jedoch eine relativ aufwendige elektronische Auswertung des Messignals. Dies ist insbesondere in Chemieanlagen, wo rauhe Umgebungsbedingungen herrschen, mit erheblichen zusätzlichen Kosten verbunden. Zusätzliche Schwierigkeiten treten oft durch Explosionsschutzanforderungen auf.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Motor-Pumpen-Aggregat mit einer überwachungseinrichtung für das Axialspiel bzw. den Axialschub zu schaffen, die einerseits vergleichsweise einfach und robust ist, andererseits im Bedarfsfall insbesondere gut bei explosionsgeschützten Motor-Pumpen-Aggregaten wie vorzugsweise Spaltrohrmotorpumpen oder antriebsseitig abge-

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schlossene Pumpen mit Magnetkupplung einsetzbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht insbesondere darin, daß bei einem Motor-Pumpen-Aggregat der eingangs erwähnten Art in einer Wellenverlängerung od. dgl. Läuferteil ein Messgeber aggregatintern abgekapselt untergebracht und außerhalb der Abkapselung wenigstens ein auf axiale Verschiebung des Meßgebers ansprechender Kontakt vorgesehen ist, über den bei Überschreiten wenigstens einer vorgegebenen Axialposition des Läufers auf elektrischem Weg ein Abschalten des Aggregates erfolgt. Auf diese Weise erhält man eine einfach herstell- und bedienbare passive überwachungseinrichtung, deren im Pumpeninneren befindlicher Meßgeber nach außen hermetisch dicht abgeschlossen ist und der somit die Voraussetzungen für die Verwendung bei Spaltrohrmotorpumpen od. dgl. antriebsseiti j abgeschlossenen Pumpen erfüllt. Solange der Pumpenläufer eine oder zwei zulässige axiale Grenzen nicht überschreitet, werden die Kontakte vom Meßgeber geschlossen gehalten und ein Überwachungsstromkreis hat Durchgang. Kommt es zu einer unzulässigen Axialverschiebung des Pumpenläufers, öffnet z.B. einer der auf den Meßgeber ansprechenden Kontakte und sorgt dadurch für eine Unterbrechung z.B. eines Steuerstromkreises, wodurch ein Alarmsignal oder ein Abschalten der Pumpe ausgelöst werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung von wenigstens einem Reedkontakt od. dgl. Schutzgaskontakt, da dieser unmittelbar Teil eines Steuerstromkreises sein und dementsprechend die gesamte Überwachungseinrichtung einfach ausgebildet werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß als Aufnehmer zwei Reedkontakte od. dg. vorgesehen sind, die geometrisch derart zueinander bzw. zu dem gemeinsamen Meßgeber angeordnet sind, daß deren Ansprechkurven sich überschneiden.

Jeder Reedkontakt spricht für sich jeweils über einen relativ großen Axialweg, bezogen auf das Axialspiel des Pumpenläufers an. Durch die vorerwähnte, gegeneinander versetzte Anordnung der Reedkontakte wird eine erhebliche Verbesserung der axialen Auflösung der Ansprechkurve erreicht, sodaß auch kleine Axialbewegungen gemessen werden. Dies kann gut in den Größenordnungen des Axialspiels, wie es bei Spaltrohrmotorpumpen üblich ist, nämlich in der Größenordnung von etwa 1 mm, erfolgen.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des anmeldungsgemäßen Aggregates besteht darin, daß die erfindungsgemäße überwachungseinrichtung mit einem am Aggregat vorgesehenen Steuerstromkreis zusammenarbeitet. Dann benötigt man zur überwachung des Axialspieles bzw. des Axialschubes nur einen sehr geringen Aufwand.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Merkmalen von Unteransprüchen sowie in der Beschreibung und Zeichnungen aufgeführt. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert. Es zeigen, z.T. stark schematisiert und in unterschiedlichen Maßstäben:

Fig. 1 ein Motor-Pumpenaggregat mit Versorgungs- sowie Steuerstromkreis,

Fig. 2 einen Tei1längsschnitt im Bereich des Näherungsschalters und

Fig. 3 ein Diagramm mit Schaltkurven von Reedkontakten.

Ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Motor-Pumpen-Aggregat weist eine Pumpe 2 sowie als Antrieb einen Spaltrohrmotor 3 (Fig. 1) auf. Die Pumpe 2 ist über eine Ansaugleitung 4 mit einem FIUs-

sigkeitsvorrat 5 verbunden. An den Druckstutzen 6 ist eine Leitung 7 angeschlossen.

Mit 8 ist insgesamt die Zuleitung für die Stromversorgung des Motors 3 bezeichnet, die über die Schaltkontakte 9 eines Schutzes 10 geführt sind. Im Steuerstromkreis 11 des Schützes sind ein Ausschalter 12, ein Einschalttaster 13, der von einem Selbsthaltekontakt 14 des Schützes 10 überbrückbar ist, sowie einen Sammelkontakt 15 einer überwachungseinrichtung 16 vorgesehen. Die Überwachungseinrichtung 16 beinhaltet einen Schaltverstärker, über den der Sammelkontakt 15 betätigt wird, i-ie überwachungseinrichtung 16 weist einen überwachungsstrorkreis 17 auf. Dieser Überwachungsstromkreis 17 ist als eigensicherer Steuerstromkreis ausgebildet, in den eine Anzahl von Arbeitskontakten von noch zu beschreibenden Störungsmeldern eingeschleift sind.

Im Ausführungsbeispiel sind als Störungsmelder ein Füllstandsmesser 18, ein Thermostat 19 sowie ein erfindungsgemäßer Näherungsschalter 20 vorgesehen. Die in dem Überwachungsstromkreis 17 eingeschleiften Kontakte dieser Störungsmelder sind entsprechend mit 18 a, 19 a sowie 20 a und 20 b bezeichnet. Diese Kontakte sind in Reihe geschaltet, so daß sie bezüglich der Störfunktionsmeldung eine Oder-Funktion haben.

Der erfindungsgemäße Näherungsschalter 20 ist bei einem an der Läuferwelle 21 befestigten Verlängerungsschaft 22 angeordnet. Dieser Verlängerungsschaft 22 befindet sich in einer rohrartigen Abschlußkapsel 23 für den Läuferraum 24 des Aggregates Der Meßgeber 25 des Näherungsschalters 20 befindet sich am Endbereich des Verlängerungsschaftes 22. Als Meßwertaufnehmer sind außerhalb der Abschlußkapsel 23 angeordnete Kontakte vorgesehen, die als Reedkontakte 20 a, 20 b ausgebildet sind. Entsprechend dient als Meßgeber ein Dauermagnet 26. Durch diese Ausbildung des Näherungsschalters 20 läßt sich das Axialspiel gemäß dem Doppelpfeil Pf 1 überwachen. Ein Ansprechen des Näherungsschalters 20 soll dann erfolgen, wenn das zulässige Axialspiel

des Läufers nach einer oder der anderen Richtung überschritten wird. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn bei einer Störung des Axialschubausgleichs der LäuferL in einer Endlage anläuft und dabei ein mechanischer Verschleiß an den Axiallagern auftritt. Eines der Axiallager ist in Fig. 2 erkennbar und mit 33 bezeichnet.

Entsprechend dem in der Regel vergleichsweise geringen Axialspiel von z. B. einem Millimeter muß auch die Ansprechgenauigkeit des Näherungsschalters 20 vorgesehen sein. Reedkontakte haben jedoch einen vergleichsweise breiten Ansprechbereich a, wie dies in dem Diagramm gemäß Fig. 3 erkennbar ist. Erfindungsgemäß sind deshalb als Meßwertaufnehmer zwei Reedkon-20 a, 20 b vorgesehen, die geometrisch derart zueinander bzw. zu dem gemeinsamen Meßgeber 25 angeordnet sind, daß deren Ansprechkurven 27, 28 sich überschneiden (Fig. 3). Die Reedkontakte 20 a, 20 b sind dabei in Reihe geschaltet (vgl. Fig. 1), wobei der Ansprechbereich dieser Schaltanordnung, insbesondere der Überschneidungsbereich b (Fig. 3) der Ansprechkurven 27, auf das zulässige Axialspiel des Läufers abgestimmt bzw. abstimmbar ist. Somit ist eine wesentliche Verbesserung der Meß-Auflösung und damit auch die Verwendung bei relativ kleinen Axialbewegungen möglich.

Die Reedkontakte 20 a, 20 b sind jeweils für sich axial verstellbar im Bereich seitlich der Bewegungsbahn (Doppelpfeil Pf 1) des Dauermagneten 26 in einem Kontaktträger 29 untergebracht. Dieser Kontaktträger 29 läßt sich relativ zu der Abschlußkapsel 23 axial verschieben sowie in einer gewünschten Position festlegen. Dadurch können die Reedkontakte 20 a, 20 b so positioniert bzw. justiert werden, daß sie über den gesamten zulässigen Axialweg des Läufers geschlossene Kontakte haben. Die Reedkontakte 20 a, 20 b sind in einjustierter Funktionsstellung in unterschiedlichen radialen Ebenen angeordnet, so daß sich auch eine entsprechende Überschneidung der Ansprech-

kurven 27» 28 ergibt. In dem Kontaktträger 29 sind axiale FUhrungsbohrungen 30 für die Reedkontakte 20 a, 20 b vorgesehen. Die inneren Enden der Reedkontakte liegen an Federn 31 an, wahrend sie von der anderen Seite her von Stellschrauben 32 beaufschlagt werden.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Näherunggschalters 20 besteht darin, daß die Reedkontakte 20 a, 20 b direkt in den Überwachungsstromkreis 17 eingeschleift werden können. Dadurch können zusätzliche elektronische Bauteile bzw. Baugruppen vermieden werden. Neben der besonders einfachen lierstellungsmöglichkeit kann dadurch auch die Betriebssicherheit erhöht werden, insbesondere auch, da es sich um passive Bauelemente handelt. Auch ist von wesentlicher Bedeutung, daß die hermetische Dichtigkeit der Spaltrohrmotorpumpe unberührt bleibt Auch das Einstellen des Näherungsschalters 20 kann einfach vorgenommen werden. Dabei erfolgt zunächst durch Verstellen der axialen Position der beiden Reedkontakte 20 a, 20 b zueinander eine Anpassung der Auflösung an das zulässige Axialspiel des Läufers und anschließend wird durch Verschieben des Kontaktträgers 29 ein Einjustieren auf die tatsächliche Läuferlage vorgenommen.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Moßbination miteinander erfindungswesentlich sein.

Patentanwalt

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Leerseite

Claims (2)

1. Laufer-Axi al spiel

   Ansprüche
2. 2.

   Motor-Pumpenaggregat mit einer überwachungseinrichtung für die axiale Stellung des Läufers, der zweckmäßigerweise ein definiertes Axialspiel besitzt, insbesondere für eine Spaltrohrmotorpumpe od. dgl., wobei die überwachungseinrichtung einen Näherungsschalter mit einem Meßgeber und wenigstens einem Aufnehmer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wellenverlängerung od. dgl. Läuferteil ein Meßgeber (25) aggregatintern abgekapselt untergebracht und außerhalb der Abkapselung wenigstens ein auf axiale Verschiebungen des Meßgebers (25) ansprechender Kontakt vorgesehen ist, über den bei überschreiten wenigstens einer vorgegebenen Axialposition des Läufers auf elektrischem Weg ein Abschalten des Aggregates erfolgt.

   Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontakte Reedkontakte od. dgl. durch einen Meßgeber (25) unmittelbar betätigbare Kontakte vorgesehen sind.

   Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnehmer zwei Reedkontakte (20 a, 20 b) od.dgl. vorgesehen sind, die geometrisch derart zueinander bzw. zu dem gemeinsamen Meßgeber (25) angeordnet sind, daß deren Ansprechkurven (27, 28) sich überschneiden.

   Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reedkontakte (20 a, 20 b) od. dgl. elektrisch in Serie geschaltet sind, wobei der Ansprechbereich dieser Schaltanordnung, insbesondere der Überschneidungsbereich (b) der Ansprechkurven (27, 28) auf das zulässige Axialspiel des Läufers abgestimmt bzw. abstimmbar ist.

   Aggregat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgeber (25) ein Dauermagnet (26) dient, der vorzugsweise an einem an der Läuferwelle befestigten Verlän^erungsschaft (22) angebracht ist, welcher sich zweckmäßigerweise in einer rohrartigen Abschlußkapsel (23) für den Läuferraum (24) des Aggregates befindet.

   Aggregat nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Reedkontakte od. dgl. jeweils axial verstellbar im Bereich seitlich der Bewegungsbahn des Dauermagneten (26) od. dgl. Meßgeber in einem Kontaktträger (29) untergebracht sind, der vorzugsweise auf der Abschlußkapsel (23) axial verschieb- sowie in vorgegebener Position festlegbar ist.

   Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kontaktträger (29) axiale Führungsbohrungen (30) für die Reedkontakte (20 a, 20 b) od. dgl. und auf diese wirkende Verstellglieder (Stellschrauben 32) sowie vorzugsweise den Verstellgliedern entgegenwirkende Federn (31) od.dgl. Rückstellelemente vorgesehen sind.

   Aggregat nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen an sich bekannten, eigensicheren Steuerstromkreis, insbesondere Überwachungsstromkreis (17) mit wenigstens einem Unterbrechungskontakt aufweist, und daß die Reedkontakte (20 a, 20 b) od. dgl. in Reihe in diesen eigensicheren Stromkreis eingeschleift sind.

   - Beschreibung -