DE3426409A1

DE3426409A1 - Tauchmotorpumpenaggregat

Info

Publication number: DE3426409A1
Application number: DE19843426409
Authority: DE
Inventors: Albert 5204 Lohmar Blum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-17
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE3426409C2

Description

Dipl.-lng. W. Dahlke

Dipl.-lng. HL-J. Lippet t

Patentanwälte . .

Frankenforster Straße 137 16. Juli 1984

5060 Bergisch Gladbach 1 L/Ma

Albert Blum .

5204 Lohmar 1

' ^H Tauchmotorpumpenaggregat

Die. Erfindung betrifft ein Tauchmotorpumpenaggregat zur Förderung von chemisch aggressiven, heißen und/oder explosionsgefährdeten Flüssigkeiten, bestehend aus einer Pumpe, einem sich an diese anschließenden Druckrohr, einem an das Pumpengehäuse angeflanschten Antriebs-2Q motor sowie einem das Motorgehäuse mit Abstand umgebenden gas- und flüssigkeitsdicht abschließenden Schutzmantel.

Tauchmotorpumpenaggregate der genannten Art müssen so beschaffen sein, daß sie in die aggressiven Flüssigkeiten eingetaucht werden können und dabei über lange Zeit funktionstüchtig bleiben. Darüber hinaus müssen die Tauchmotorpumpenaggregate auch in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 0 einsatzfähig sein, in der ständig oder langzeitig eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist.

Bei bekannten Tauchmotorpumpenaggregaten besteht das Pumpengehäuse aus hochwertigem Edelstahl, während der an das Pumpengehäuse angeflanschte Motor ein serienmäßiger Motor sein kann, dessen Gehäuse in der Regel aus Grauguß

gefertigt ist. Der Schutzmantel, der den Motor mit Abstand umgibt, besteht wiederum aus Edelstahlblech, da dieser an seiner Außenseite mit den aggressiven Medien in Berührung kommt. Ferner dient der Schutzmantel dazu, einen direkten Kontakt zwischen der Umgebung und dem Motor zu vermeiden.

%
Bei den bekannten Aggregaten besteht das Problem, daß unter extremen Bedingungen die Kühlung des Motors unzureichend ist und die Kabelzuführung ungeschützt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Tauchmotorpump enaggregat besser an die genannten extremen Bedingungen anzupassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich an den Schutzmantel mindestens ein in den Raum zwischen dem Antriebsmotor und dem Schutzmantel mündendes

Verbindungsrohr anschließt, dessen vom Schutzmantel ab-20

gewandtes Ende in einer von dem Fördermedium getrennten Umgebung liegt.

Dieses Verbindungsrohr, welches den hermetisch abge- __ schlossenen Raum zwischen dem Schutzmantel und dem Antriebsmotor mit der von dem Fördermedium getrennten Umgebung verbindet, kann zur Zu- und Abfuhr eines Kühlmittels und/oder zur Aufnahme der elektrischen Versorgungsleitungen verwendet werden.

Vorzugsweise erstreckt sich das Verbindungsrohr nach oben und ragt über den Spiegel des Fördermedium^, in welches das Aggregat eingetaucht ist, hinaus.

Das Verbindungsrohr-. kann zur Zu- und Abfuhr von Kühlwasser dienen. In diesem Fall ist der Antriebsmotor vor-

zugsweise als Tauchmotor ausgebildet.

Alternativ kann das Verbindungsrohr auch zur Zu- und Abfuhr von Kühlluft vorgesehen sein. Kühlluft bewirkt· zwar eine weniger intensive Kühlung als Kühlwasser, jedoch ist Kühlluft immer vorhanden, während Kühlwasser in bestimmten Gebieten nicht zur Verfügung steht.

Die Kühlung mit Luft hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Antriebsmotor als normaler luftgekühlter Motor ausgebildet sein kann, der einen geringeren technischen Aufwand erfordert als ein Tauchmotor.

Durch das Verbindungsrohr kann sich ein Zuführungsrohr ¹S zur Zuführung des Kühlmediums erstrecken, das durch den Zwischenraum zwischen dem Schutzmantel und dem Motorgehäuse hindurch bis nahe an das Pumpengehäuse heranreicht, wobei der freie Querschnitt des Verbindungsrohrs zur Abfuhr des zugeführten Kühlmediums dient. 20

Beim Betrieb mit Kühlwasser kann der freie Austrittsquerschnitt des Verbindungsrohrs an das Druckrohr der Pumpe bzw. das Druckleitungssystem angeschlossen sein, so daß das Kühlwasser gemeinsam mit dem Fördermedium ■ '■'

abfließen kann.

Das Kühlwasserzuführungsrohr ist vorzugsweise mit einem Absperrventil versehen, so daß die Zufuhr von Kühlwasser

wahlweise unterbrochen bzw. freigegeben werden kann. 30

Das Absperrventil kann eine Fernbedienungseinrichtung

aufweisen, so daß die Kühlwasserzufuhr beispielsweise mit dem Motorbetrieb gekoppelt werden kann. Alternativ ist es auch möglich, das Absperrventil mit einem Thermostat zu steuern, der in dem den Motor umgebenden Raum 35

angeordnet ist.

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Beim Betrieb des Aggregates mit Kühlluft kann der untere Teil des Zuführungsrohrs als eine den Motor mit Abstand umgebende Luftführungsglocke ausgebildet sein, die an ihrem unteren Rand einen umlaufenden Spalt zum Durchtritt der Kühlluft in den Ringraum zwischen dem äußeren Schutzmantel und der Luftführungsglocke aufweist, wobei die Abfuhr der Kühlluft durch den freien Querschnitt des Verbindungsrohrs erfolgen kann.

Zweckmäßig sitzt im Eingangsbereich der Luftführungsglocke oben auf dem Motor ein von der Motorwelle angetriebenes Sauggebläse, welches sich die Kühlluft durch das innere Zuführungsrohr bei Bedarf automatisch ansaugt.

Gemeinsam mit dem Zuführungsrohr für das Kühlmedium können sich auch die elektrischen Versorgungsleitungen durch das Verbindungsrohr erstrecken, so daß diese von dem aggressiven Medium wirksam abgeschirmt werden

..

können.

Um das Absenken des gesamten vormontierten Aggregats in das Fördermedium und das Herausziehen zu erleichtern,

können das Verbindungsrohr und das Druckrohr über einen 25

Haltebügel miteinander verbunden sein, der eine Einhängeeinrichtung für den Greifteil eines Hebezeugs auf-' weist. Auf diese Weise läßt sich das gesamte Aggregat einschließlich sämtlicher Rohre bequem heben und senken.

Bei Aggregaten, die für große Schachttiefen vorgesehen sind, können das Verbindungsrohr und das Steigrohr aus mehreren miteinander verbundenen Einzelabschnitten zusammengesetzt sein, wobei zwischen Jeweils zwei auf gleicher Höhe angeordneten Rohrabschnitten ein gesonderter Haltebügel mit je einer Einhängeeinrichtung ange-

ordnet ist. Bei dieser Konstruktion kommt man mit einem Hebezeug aus, welches nur einen relativ geringen Hub aufzuweisen braucht. Wenn das Hebezeug allmählich abgesenkt v/ird, werden jeweils die Rohr ab schnitte nacheinander angebracht und der Greifteil des Hebezeugs wird nach jedem Hub umgesetzt. Das Herausziehen des Aggregats aus dem Schacht erfolgt wiederum durch mehrfaches Umsetzen, wobei der Greifteil nach jedem Hub an dem nächstfolgenden Halteb'ügel befestigt wird. ■'

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

- ' .

Fig. 1. in perspektivischer Darstellung ein

wassergekühltes Tauchmotorpumpenaggregat und . .

Fig. 2 in ebenfalls perspektivischer Darstellung ein luftgekühltes Tauchmotorpumpenaggregat.

•²⁵ In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Schacht 1 dargestellt, in den ein wassergekühltes Tauchmotorpumpenaggregat 2 abgesenkt ist.

Das Tauchmotorpumpenaggregat 2 besteht aus einer Pumpe 3 und einem elektrischen Tauchmotor 4, der an das · Gehäuse 5 der Pumpe 3 angeflanscht ist. An seiner Unterseite weist das Pumpengehäuse 5 einen Ständer 6 auf, mit welchem das gesamte Tauchmotorpumpenaggregat 1 auf

dem Boden des Schachtes 1 aufsteht. 35

Die Eintrittsöffnung der Pumpe ist in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel an der Unterseite des Gehäuses 5 vorgesehen. Als Pumpenaustritt ist an der Seite des Pumpengehäuses 5 ein Austrittsstutzen 7 vorgesehen, der einen Befestigungsflansch 8 aufweist.

An den Pumpenaustrittsstutzen 7, der etwa horizontal verläuft, schliefst sich ein Rohrkrümmer 9 an, der an den Befestigungsflansch 8 des Austrittsstutzens 7 angeschraubt ist. Der Rohrkrümmer 9 weist mit seinem Austrittsende senkrecht nach oben und ist mit einer Mehrzahl von Rohrabschnitten 10 verbunden, deren Gesamtlänge an die jeweilige Schachttiefe angepaßt ist. Der Rohrkrümmer 9 sowie die mit diesem verbundenen Rohrabschnitte 10 bilden das Druckrohr, durch welches das Fördermedium in ein entsprechendes Rohrleitungssystem

11 gefördert wird.

Der Tauchmotor 4 ist mit Abstand von einem Schutzmantel

12 umgeben, der den Motor 4 hermetisch gegen das Fördermedium abschirmt und ebenso wie der Motor an das Pumpengehäuse 5 angeflanscht ist.

.

Der Schutzmantel 12 besteht ebenso wie die Pumpe 3 und das Druckrohr aus einem Material, welches gegenüber dem Fördermedium resistent ist. Bei hochaggressiven Flüssigkeiten besteht das mit diesem in Verbindung

kommende Material vorzugsweise aus entsprechend ange-30

paßtem Edelstahl. Der hermetisch gegenüber dem Fördermedium abgeschirmte Tauchmotor 4 braucht dagegen lediglich aus Grauguß zu bestehen, so daß auch für extremste Anwendungsfälle auf handelsübliche Tauchmotoren zurückgegriffen werden kann.

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Der Schutzmantel 12, der beispielsweise zylindrisch ausgebildet ist, ist an seiner Oberseite mit einem Deckel 13 flüssigkeitsdicht verschlossen. Andern Deckel 13 kann ein mittiger Befestigungsring 14 vorgesehen sein, an dem eine Kette 15 zum Herablassen und Heraufziehen des Aggregates angebracht werden kann.

An einer außermittigen Stelle ist der Deckel 13 mit einem Durchgangsloch versehen, an welchem sich ein senkrecht nach oben weisendes Verbindungsrohr 16 anschließt, dessen oberes Ende aus dem Schacht 1 herausragt. Ebenso wie das Druckrohr kann auch das Verbindungsrohr 16 aus einer Mehrzahl von Einzelabschnitten 18 zusammengesetzt sein, so daß die Länge des Verbindungsrohrs 16 an die jeweilige Schachttiefe angepaßt werden kann.

Durch das Verbindungsrohr 16 erstreckt sich ein im

Vergleich zu dem Querschnitt des Verbindungsrohrs 20

dünnes Kühlwasserzuführungsrohr 19, das durch den

Zwischenraum 20 zwischen dem Motor 4 und dem Schutzmantel 12 hindurch bis nahe an das Pumpengehäuse 5 hinabreicht. Durch dieses Rohr 19 wird von oben her Kühlwasser zugeführt, welches durch den freien Zwischenraum 25

zwischen Schutzmantel und Motor aufsteigt und durch den freien Querschnitt des Verbindungsrohrs 16 nach oben wieder abfließen kann. Der obere freie Querschnitt des Verbindungsrohrs 16 ist mit einem Deckel 21 verschlossen, _n durch den das Kühlwasserzuführungsrohr 19 dicht hindurchgeführt ist. An den Deckel 21 ist eine Kühlwasserabflußleitung 22 angeschlossen, die unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 23 in das Rohrleitungssystem mündet, an welches auch das Druckrohr der Pumpe 3 angeschlossen ist.

Das Kühlwasserzuführungsrohr ist mit einem Absperrventil 24 versehen, welches Je nach Bedarf fernbedient werden kann, und zwar beispielsweise über einen in der Zeichnung nicht dargestellten, an der Außenseite des Tauchmotors 4 vorgesehenen Thermostaten, so daß die Kühlwasserzufuhr nur dann offen ist, wenn das in dem Zwischenraum 20 zwischen dem Motor 4 und dem Schutzmantel 12 befindliche Kühlwasser über eine bestimmte Temperatur ansteigt.

·

Durch das Verbindungsrohr 16 verlaufen auch die elektrischen Versorgungsleitungen 25. Diese sind flüssigkeitsdicht durch den Deckel 21 des Verbindungsrohrs 16 hindurchgeführt und verlaufen durch die ganze Länge des Verbindungsrohrs 16 hinab bis zu den Klemmen des Motors Auf diese Weise kommen die elektrischen Versorgungsleitungen 25 nur mit dem relativ harmlosen Kühlwasser in Berührung und sind gegenüber dem aggressiven Förder- · medium völlig abgeschirmt. Dadurch werden nicht nur

die Außenmäntel der Kabel geschont, sondern es wird auch verhindert, daß sich bei einer Beschädigung des Kabels ein explosionssefährdetes Fördermedium entzünden kann.

Um das Absenken des Aggregates 2 in den Schacht 1 und 25

das Herausheben zu erleichtern, sind jeweils zwischen zwei Rohrabschnitten 10 bzw. 18 des Druckrohrs bzw. des Verbindungsrohrs 16 Haltebügel 26 vorgesehen, die je¹-weils zwei auf gleicher Höhe befindliche Rohrabschnitte 10 und 18 starr miteinander verbinden. Zur Verbindung können beispielsweise Schellen und Schrauben verwendet werden.

An jeden Haltebügel 26 ist eine Lasche 27 angeschweißt, in die beispielsweise ein Haken eines in der Zeichnung nicht dargestellten Hebezeugs eingehängt werden kann.

Auf die an dem Schutzmantel befestigte Kette 15 kann unter Umständen völlig verzichtet werden, da der Haltebügel 26 zum Tragen des Aggregats völlig ausreicht. Durch Umsetzen des Hebezeugs kommt man mit einem relativ geringen Hub aus, so daß man auf relativ kleine Hebezeuge zurückgreifen kann, die zu Montagezwecken leicht mitgeführt werden können.

Das in Fig. 2 dargestellte Tauchmotorpumpenaggregat ist ähnlich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, jedoch ist anstelle der Wasserkühlung eine Kühlung mit Luft vorgesehen. Eine solche Ausführungsform eignet sich insbesondere dann, wenn kein Kühlwasser in ausreichenden Mengen vorhanden ist.

" ■ ■

Anstelle eines Tauchmotors ist im vorliegenden Fall ein normaler luftgekühlter Motor vorhanden, der nicht gas- und wasserdicht ausgebildet zu sein braucht. Ein solcher Motor ist wesentlich billiger als der in Fig. 1 darge-

stellte Tauchmotor 4. Im übrigen umfaßt das Tauchmotorpumpenaggregat 28 gleiche oder ähnliche Konstruktionselemente ,wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Der luftgekühlte Motor 29 ist an das Gehäuse 5 einer Pumpe 3 angeflanscht. Das Pumpengehäuse 5 ist - .

wiederum mit einem Ständer 6 versehen, mit welchem das Tauchmotorpumpenaggregat 28 auf dem Boden des Schachtes 1 aufsteht.

Die Pumpe 3 sowie das sich an deren Austrittsstutzen 7 anschließende Rohrleitungssystem sind ähnlich aufgebaut, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, so daß dieses nicht weiter beschrieben zu werden braucht.

Um den Motor 29 erstreckt sich mit relativ großem Abstand ein Schutzmantel 30, an welchen sich nach oben ein

mit einem relativ großen Durchmesser versehenes zentrisches Verbindungsrohr 31 anschließt, welches aus dem Schacht 1 herausgeführt und am oberen Ende abgekrümmt und mit einer Schutzhaube 32 versehen ist, die einen ausreichend großen Luftdurchgang besitzt. Durch das Innere des Verbindungsrohrs 31 ist in koaxialer Anordnung ein Luftzuführungsrohr 33 vorgesehen, welches sich nach unten hin zu einer Luftführungsglocke 34 erweitert, die den Motor 29 mit Abstand umgibt. An ihrem unteren Rand 35,der nahe dem Pumpengehäuse 5 liegt, ist ein umlaufender Spalt 36 vorgesehen, durch welchen die Kühlluft aus dem Raum 37 zwischen der Luftführungsglocke 34 und dem Motor 29 in den Ringraum 38 zwischen dem äußeren Schutzmantel 30 und der Luftführungsglocke 34 übertreten kann.

Das obere Ende des Luftzuführungsrohrs 3 ist außerhalb des Schachtes 1 seitlich aus dem Verbindungsrohr 3I gasdicht herausgeführt und am Ende mit einer Schutzhaube 39 versehen, durch die Kühlluft angesaugt werden kann. Das Ansaugen der Kühlluft erfolgt mit Hilfe eines Sauggebläses 40, welches oben auf dem Motor 29 angeordnet und von dessen Welle antreibbar ist. .

Die mit Hilfe des Sauggebläses 40 durch die Schutzhaube 39 und das Luftzuführungsrohr 33 angesaugte Kühlluft .

umspült den Motor 29 und wird dabei über die gesamte

axiale Länge des Motors geführt, bis sie aus dem umlaufenden unteren Luftdurchtrittsspalt 36 in den Ringraum 38 übertritt. Dort wird die Kühlluft nach oben gefördert und gelangt durch den Zwischenraum, der zwischen 30

dem Verbindungsrohr 31 und dem Luftzuführungsrohr 33 gebildet ist, nach oben und tritt durch die Schutzhaube 32 ins Freie.

Durch den Zwischenraum 41 sind auch die elektrischen Leitungen 42 zum Motor 29 geführt.

AS - Leerseite

Claims

Dipl.-Irvg. W. Dahlk*
iDipl.-lng.H.-J.Lippert 16. JuIi 1984

Patentanwälte _ /..

Frankonforster Straße 137 L/Ma

Bergisch Gladbach 1

Albert Blum .

Lohmar 1

ίο · .

Ansprüche

_ (.1. Taüchmotorpumpenaggregat zur Förderung von chemisch

aggressiven, heißen und/oder explosionsgefährdeten Flüssigkeiten, bestehend aus einer Pumpe, einem sich an diese anschließenden Druckrohr, einem an das Pumpengehäuse angeflanschten Antriebsmotor sowie einem das

,_?n Motorgehäuse mit Abstand umgebenden gas- und flüssigkeitsdicht abschließenden Schutzmantel, da- . durch gekennzeichnet, daß sich an den Schutzmantel (12; 30) mindestens ein in den Raum zwischen dem Antriebsmotor (4; 29) und dem Schutzmantel (12; 30) mündendes Verbindungsrohr (16; 31) anschließt, dessen vom Schutzmantel abgewandtes Ende (17) in einer von dem Fördermedium' getrennten Umgebung liegt.
2. Taüchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verbindungsrohr (16; 31) nach oben erstreckt und über den Spiegel des Fördermediums hinausragt.
3. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (16) zur Zu- und Abfuhr von Kühlwasser vorgesehen ist.
4. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als.Tauchmotor (4) ausgebildet ist.
5. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, · . .· dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (31) zur Zu- und Abfuhr von Kühlluft vorgesehen ist.
6. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 5, d a durch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als normaler luftgekühlter Motor (29) ausgebildet ist.
7. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch das Verbindungsrohr (16; 31). ein Zuführungsrohr (19; 33) zur Zuführung des Kühlmediums erstreckt,

das bis nahe an das Pumpengehäuse (5) heranreicht, 25

und daß der freie Querschnitt des Verbindungsrohrs (16; 31) zur Abfuhr des Kühlmediums vorgesehen ist.
8. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 6 zum Betrieb mit Kühlwasser, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der freie Austrittsquerschnitt des Verbindungsrohrs (16) an das Druckrohr (10) der Pumpe bzw. des Druckleitungssystems (11) angeschlossen ist.
9. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr (19) mit einem Absperrventil (24) versehen ist.
10. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 9» d a durch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (24) eine Fernbedienung aufweist.
11. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 7 zum Be-

• trieb mit Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Luftzuführungsrohrs (33) als eine den Motor (29) mit Abstand umgebende Luftführungsglocke (34) ausgebildet ist, die an ihrem unteren Rand (35) einen umlaufenden Spalt (36) zum Durchtritt der Kühlluft in den Ringraum (38) zwischen dem äußeren Schutzmantel (30) und der Luftführungsglocke (34) aufweist.
12. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im Eingangsbereich der Luftführungsglocke (34) oben auf dem Motor (29) ein von der Motorwelle angetriebenes

Sauggebläse (40) sitzt.
25
13· Tauchmotorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Versorgungsleitungen (25; 42) durch den freien Querschnitt des Verbindungsrohrs (16; 31) geführt sind.
14. Tauchmotorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennz ei c h net, daß das Verbindungsrohr (16; 31) und das.

Druckrohr (10) über einen Haltebügel (26) miteinander

verbunden sind und daß der Haltebügel (26) eine Einhängeeinrichtung (27) für den Greifteil eines Hebezeuges aufweist.
15. Tauchmotorpumpenaggregat nach Anspruch 14 für große Schachttiefen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (16; 31) und das Druckrohr der Pumpe (3) aus mehreren miteinander verbindbaren Einzelabschnitten (10, 18) zusammengesetzt sind und daß zwischen jeweils zwei auf gleicher Höhe angeordneten Rohrabschnitten (10, 18) ein gesonderter Haltebügel (26) mit je einer Einhängeeinrichtung (27) angeordnet ist.