DE3621967A1 - Rohrfoermiges pumpenaggregat mit antriebsmotor - Google Patents
Rohrfoermiges pumpenaggregat mit antriebsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein in eine Förderleitung einfügbares
Pumpenaggregat mit elektrischem Antriebsmotor in Rohrform, wo
bei das Pumpenaggregat ein- oder mehrstufig ausgebildet ist
und axial fördert und wobei der Antriebsmotor in seinem rohr
förmigen Motorgehäuse einen mit Feldspulen und Polschuhen ver
sehenen Stator sowie einen in diesem drehbar gelagerten als
Kurzschlußläufer ausgebildeten Rotor aufweist.
Zur Förderung von Flüssigkeiten wie Wasser oder Erdöl, werden
Bohrlöcher bis in u.U. größte Teufen niedergebracht und - soweit
die Flüssigkeit nicht unter ihrem natürlichen Druck an die Ober
fläche kommt - mit Pumpen versehen, die die Flüssigkeit fördern.
Dabei ist zu beachten, daß aufgrund physikalischer Gesetzmäßig
keiten Pumpen eine durch den äußeren Druck begrenzte Saughöhe
haben und bei großen Teufen diese Pumpen als Druckpumpen einge
setzt werden müssen. Darüber hinaus sind derartige Pumpen im
Durchmesser dem engen Bohrloch anzupassen. Es ist bekannt, hier
zu Pumpen mit halbaxialen Laufrädern als Kreiselpumpen oder
Schraubenpumpen einzusetzen, deren Antriebsmotor über Tage ange
ordnet ist und über ein langes, die Drehung übertragendes Ge
stänge, das im Inneren der Förderleitung geführt ist, die Pumpen
antreibt. Mit Hilfe eines derartigen Gestänges können auch in
Abständen in die Förderleitung eingebaute Pumpen angetrieben
werden, wobei jede der zwischengeschalteten Pumpen das Gestänge
unterbricht und mit einem Abtrieb für das folgende Gestängeteil
versehen ist. Es ist darüber hinaus auch bekannt, rohrförmig aus
gebildete Motoren mit einem dem engen Bohrloch angepaßten Durch
messer unterhalb der Pumpe einzusetzen und von da aus die Pumpe
anzutreiben. Ein Einfügen mehrerer Pumpen in die Förderleitung
wäre zwar dann im Grundsatz über lange Gestänge auch noch mög
lich, jedoch müßte dann der Antriebsmotor für die entsprechende
Leistungsabgabe ausgelegt sein. Das Einfügen der bekannten Pum
penaggregate mit rohrförmigem Motor in die Förderleitung bedingt
eine Umgehungsleitung, die das geförderte Medium um den im Zuge
der Rohrleitung eingefügten Motor zu umgehen.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt,
ein Pumpenaggregat mit Antriebsmotor der oben genannten Gattung
so weiterzubilden, daß es in eine Förderrohrleitung ohne den
Motor umgehende Umwegsleitung eingefügt werden kann und der An
triebsmotor unmittelbar die ihm zugeordnete/-en Pumpe/-en an
treibt, wobei die geförderte Flüssigkeit die Verlustwärme des
Motors abführt. Darüber hinaus sollen Herstellung und Betrieb
wirtschaftlich und sicher möglich sein.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der
Rotor des Antriebsmotors des in die Förderleitung einführbaren
Pumpenaggregats direkt oder abtreibende Kraftübertragungsglieder
mit der/den Rotor/-en der axial fördernden Pumpe/-n verbunden
ist, wobei der Rotor des Antriebsmotors einen die kurzgeschlos
sene Rotorwicklung zwischen den Polschuhen aufnehmenden Rotor
körper aufweist, der mit einem sich über die gesamte Länge des
Rotors erstreckenden rohrförmigen Innenraum versehen ist. Durch
diese Ausbildung wird erreicht, daß der rohrförmige Innenraum als
Strömungsraum für das geförderte Medium oder als eine axial för
dernde Pumpe aufnehmender Hohlraum verfügbar ist. Das geförderte
Medium übernimmt dabei die Verlustwärme des Rotors, so daß die
Verlustwärme mit dem geförderten Medium abgeführt wird, wobei die
Förderung behindernde Viskosität des geförderten Mediums durch die
in Folge der Wärmeabfuhr erhöhten Temperatur verringert wird.
Überströmräume, Umwegleitungen u. dgl. werden durch diese beson
dere Konstruktion des Rotors überflüssig.
Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß die Pumpe/-n als Tur
binenpumpe ausgebildet ist/sind, deren Schaufelkränze abwechselnd
mit dem Rotor des Antriebsmotors als Laufschaufeln und mit dem
Gehäuse bzw. Stator des Antriebsmotors als Leitschaufeln verbun
den sind. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß die als Turbinen
pumpe ausgebildete Pumpe im rohrförmigen Inneren des Rotors ange
ordnet ist, wobei die Laufschaufelkränze auf der inneren Oberflä
che des Rotors angeordnet sind und die Leitschaufelkränze auf
einen mit dem Gehäuse des Antriebsmotors fest verbundenen axial
im Innenraum des Rotors verlaufenden stabförmigen Halter angeord
net sind. Durch diese Anordnung wird ein Förderaggregat vorge
schlagen, bei dem rotierende Laufschaufeln eine Impulsübertragung
auf das zu fördernde Medium bewirken und den rotierenden Lauf
schaufelkränzen nachgeschaltete Leitschaufelkränze eine Ausrich
tung des Impulses in axialer Richtung bewirken. Es versteht sich
von selbst, daß Turbinenpumpen im genannten Sinne auch halbaxiale
Pumpen sind, bei denen die Laufschaufeln das zu fördernde Medium
radial nach außen führen und den Leitschaufeln entsprechende ge
häusefeste Umlenkorgane das geförderte Medium zum Zentrum des
nächsten Laufschaufelkranzes zurückführen. Die Anordnung im rohr
förmigen Innenraum des Antriebsmotors bedingt, daß die Laufschau
feln direkt auf der inneren Oberfläche des Rotors angebracht sind
und frei im Fördermedium rotieren. Der zentral im Innenraum an
geordnete stabförmige Halter ist über entsprechende Halteglieder
mit dem Außengehäuse des Antriebsmotors bzw. mit dessen Stator
verbunden und mit Leitschaufelkränzen besetzt, so daß jeweils
einem Laufschaufelkranz ein Leitschaufelkranz folgt. Die Winkel
anstellung der Laufschaufeln bzw. der Leitschaufeln entspricht
dabei den üblichen Ausführungen von Turbinenpumpen. Der axial im
Innenraum des Rotors verlaufende stabförmige Halter ist vorteil
hafter Weise beidendig über Haltestücke mit dem Gehäuse des An
triebsmotors bzw. mit dem Stator verbunden. Die Haltestücke selbst
sind dabei so ausgebildet, daß sie hinreichend freien Querschnitt
aufweisen und die Strömung des geförderten Mediums so nicht be
hindern. Um eine unerwünschte Schwingungsübertragung zu verhindern,
ist darüber hinaus eine in den Haltegliedern vorgesehene elasti
sche Einlage vorteilhaft, die den Übertragungsweg für die Schwin
gungen zwischen dem stabförmigen Halter und dem Gehäuse bzw. dem
Stator unterbricht.
Eine andere Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß die Pumpe/-en
als Excenterschraubenpumpen ausgebildet sind, wobei in einem im
Pumpengehäuse versehenen Wendelkörper eine Pumpenwendel angeord
net ist und wobei der Wendelkörper und die Pumpenwendel relativ
gegeneinander verdrehbar sind. Weiter wird vorgeschlagen, daß der
rohrförmige Innenraum des Rotors des Antriebsmotors als Gehäuse
für die Excenterschraubenpumpe ausgebildet ist, wobei der Wendel
körper mit dem Rotor verbunden ist und die Pumpenwendel über Hal
testücke gehäusefest angeordnet ist. Schließlich wird vorgeschla
gen, daß zwischen dem Endstück des Kerns der Pumpenwendel und dem
Haltestück eine elastische Einlage vorgesehen ist. Dieser Vor
schlag ist darauf abgestellt im rohrförmigen Inneren des Rotors
des Antriebsmotors eine Schraubenwendelpumpe anzuordnen, wobei
entsprechend den Gegebenheiten der Wendelkörper mit dem Rotor
körper verbunden ist. Die Pumpenwendel selbst ist bei dieser
Anordnung gehäusefest angeordnet; dadurch ergibt sich die Ver
drehbarkeit beider relativ zueinander. Die Pumpenwendel selbst
trägt auf einen Kern die schraubenförmige Pumpenwendel, die mit
der Gegen-Wendel des Wendelkörpers zusammenwirkend die Förderung
des Mediums bewirkt. Die Enden des Kerns der Pumpenwendel sind
in Haltestücken angeordnet, die fest mit dem Gehäuse bzw. dem
Stator des Antriebsmotors in Verbindung stehen, so daß die Pum
penwendel gehäusefest ist. Die Haltestücke selbst besitzen freie
Querschnitte und erlauben somit das Durchströmen der geförderten
Flüssigkeit. Zur Unterdrückung von Schwingungen ist es vorteil
haft, die Haltestücke mit elastischen Zwischenlagern zu versehen,
so daß ein Schwingungsübertragungsweg von der exzentrisch ange
ordneten Pumpenwendel über deren in den Haltestücken gelagerten
Endstücke und die Haltestücke hin zum Gehäuse bzw. Stator unter
brochen ist.
Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß der Rotor des Antriebs
motors mindestens einseitig mit einem abtreibenden Kraftübertra
gungsglied versehen ist, das mit einem die übertragende Kraft
abnehmenden Rotor einer vor- bzw. nachgeschalteten Förderpumpe
zusammenwirkt. Durch diese Ausbildung wird es möglich, dem An
triebsaggregat, unabhängig davon, ob in seinem rohrförmigen In
neren eine Pumpe angeordnet ist oder nicht, eine Pumpe vor und/
oder nachzuschalten. Der Rotor der vor- bzw. nachgeschalteten
Pumpe wird dabei über das Kraftübertragungsglied vom Rotor des
Antriebsmotors mit angetrieben. Besonders im Hinblick auf vorge
schaltete Pumpen zeigt sich die Bedeutung des rohrförmigen In
neren des Antriebsmotors. Dieses rohrförmige Innere ist - sofern
nicht in ihm eine Pumpe angeordnet ist - frei durchströmbar; einer
zusätzlichen Umgehungsleitung bedarf es bei der vorgeschlagenen
Ausführung des Antriebsmotors nicht.
Weiter wird vorgeschlagen, daß die dem Antriebsmotor vor- bzw.
nachgeschaltete Pumpe eine Turbinen- oder Propeller-Pumpe ist,
wobei deren Pumpengehäuse rohrförmig ausgebildet und auf seiner
Innenseite mit den Leitschaufelkränzen versehen ist und wobei
der über das/die Kraftübertragungsglied/-er mit dem Rotor des
Antriebsmotors verbundene Pumpenrotor konzentrisch im Pumpenge
häuse angeordnet und mit den Laufschaufelkränzen versehen ist.
Durch diese Ausbildung ist es möglich, die vor- bzw. nachgeschal
tete Pumpe als Propeller- oder Turbinen-Pumpe auszubilden; selbst
verständlich ist auch hier eine halbaxiale ein- oder mehrstufige
Kreiselpumpe als Turbinen- bzw. Propeller-Pumpe anzusehen. Im Ge
gensatz zur Anordnung dieser Pumpenkonstruktion im rohrförmigen
Inneren des Rotors des Antriebsmotors sind hier die Leitschaufel
kränze auf der Innenseite des rohrförmigen Pumpengehäuses vorge
sehen, während sich Laufschaufelkränze auf einem konzentrisch im
Gehäuse angeordneten Pumpenrotor befinden, und zwar so, daß Lauf
schaufelkränze und Leitschaufelkränze sich abwechseln. Der Pum
penrotor seinerseits ist über ein Kraftübertragungsglied mit dem
Rotor des Antriebsmotors verbunden, so daß der Antrieb des Pum
penrotors durch den Antriebsmotor gewährleistet ist. Zwischenge
schaltete Halteglieder oder das Kraftübertragungsglied mit dem
Pumpenrotor bzw. dem Rotor des Antriebsmotors verbindende Zwi
schenglieder sind dabei so ausgebildet, daß sie hinreichend frei
en Querschnitt für das bei der Förderung strömende Medium aufwei
sen. Für die Ausbildung der Laufschaufeln und der Leitschaufeln
gelten die bereits erwähnten Leitsätze des Baues von Turbinen
oder Propeller-Pumpen.
Eine andere Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß die dem
Antriebsmotor vor- bzw. nachgeschaltete Pumpe eine Excenterschrau
benpumpe ist, wobei deren Pumpengehäuse rohrförmig ausgebildet
und auf seiner Innenseite mit dem Wendelkörper versehen ist und
wobei der über das/die Kraftübertragungsglied/-er mit dem Rotor
des Antriebsmotors verbundene Pumpenrotor exzentrisch im Pumpen
gehäuse angeordnet und mit der Pumpenwendel versehen ist. Diese
dem Antriebsmotor vor- bzw. nachzuschaltende Schraubenpumpe ist
in der herkömmlichen Weise aufgebaut: Der Schraubenkörper ist ge
häuse- bzw. gestellfest, da er mit dem Außengehäuse der Pumpe
verbunden ist. Exzentrisch im Inneren des Wendelkörpers ist die
Pumpenwendel angeordnet, die bei dieser Ausführung den Pumpen
rotor darstellt. Der Pumpenrotor ist über das Kraftübertragungs
glied mit dem Rotor des Antriebsmotors verbunden, wobei das Kraft
übertragungsglied auf die Exzentrizität abgestellt ist. Dazu ist
das Kraftübertragungsglied vorteilhaft als Gelenkwelle ausgebil
det. Auch hier ist die Befestigung des Kraftübertragungsgliedes
am Rotor des Antriebsmotors über entsprechende Halteglieder so
ausgebildet, daß hinreichend freie Querschnitte für die Durch
strömung offenbleiben. Dazu kann das Halteglied mit entsprechen
den Öffnungen versehen sein oder z.B. aus drei um 120° gegenein
ander versetzten Stegen bestehen. Es versteht sich von selbst,
daß die Ausbildung des Haltegliedes den zu übertragenden Kräften
entspricht.
Zur Vermeidung von Schwingungen ist es vorteilhaft eine einem An
triebsmotor vor- und eine einem Antriebsmotor nachgeschaltete
Pumpe so anzutreiben, daß die dem Antriebsmotor vorgeschaltete
Pumpe einen Drehsinn aufweist, der dem der nachgeschalteten Pumpe
entgegengesetzt ist, wobei der Drehsinn der den Pumpen zugeord
neten Abtriebe des Antriebsmotors jeweils entsprechenden Drehsinn
aufweisen. Darüber hinaus gibt es, wenn die vor- bzw. nachge
schaltete Pumpe als Excenterschraubenpumpe ausgebildet sind, die
Möglichkeit, daß die eine der Pumpen eine rechtsgängige Schrauben
wendel und die andere eine linksgängige Schraubenwendel aufweist.
Durch die einander entgegengesetzten Drehrichtungen der Pumpen
bzw. die einander entgegengesetzten Förderrichtungen der Excenter
schraubenpumpen ist es möglich, daß gesamte Pumpenaggregat nahe
zu schwingungsfrei zu halten. Die einander entgegengesetzten
Drehrichtungen spielen da besonders bei hochtourigen axial för
dernden Turbinen- oder Propeller-Pumpen eine Rolle. Bei der Ex
centerschraubenpumpe mit ihrer niedrigen Drehzahl ist hingegen die
Förderrichtung im entgegengesetzten Drehsinn entscheidend für die
Beruhigung.
Zur Förderung von Medien mit unterschiedlichen Dichten und/oder
unterschiedlichen Viskositäten ist es vorteilhaft, daß die Feld
spulen des Stators des Antriebsmotors und die Rotorwicklungen
des Rotors und damit die Anzahl der Polschuhe von Stator und
Rotor mehrpolig ausgebildet sind. Darüber hinaus ist es vorteil
haft, daß der Antriebsmotor mit Wechsel- oder Mehrphasenstrom
einstellbarer Frequenz antreibbar ist. Durch diese Ausbildung
des Motors und durch die Art seines Betriebs wird erreicht, daß
die Drehzahl unter Berücksichtigung der eingesetzten Pumpenart
dem zu fördernden Medium angepaßt werden kann. Eine Erhöhung der
Polzahl hat dabei im allgemeinen eine niedrige Drehzahl zur Folge,
was besonders vorteilhaft für Excenterschraubenpumpen ist. Der
Betrieb des Antriebsmotors mit einem Wechsel- bzw. Mehrphasen
strom höherer Frequenz (und dabei geringer Polzahl) bewirkt eine
für Turbinen- bzw. Propeller-Pumpen geeignete hohe Drehzahl. Bei
unterschiedlichen Viskositäten des zu fördernden Mediums ist es
darüber hinaus möglich die Drehzahl durch Frequenz-Änderung den
jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
Das Wesen der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 6 beispielhaft
näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 Eine Rohrleitung mit eingefügtem Pumpen
aggregat
Fig. 2 Den Antriebsmotor für das Pumpenaggregat,
Längsschnitt
Fig. 3 Antriebsaggregat mit Propeller-Pumpe,
Querschnitt
Fig. 4 Antriebsaggregat mit Schraubenpumpe,
Querschnitt
Fig. 5 Antriebsaggregat mit Schraubenpumpe,
Längsschnitt
Fig. 6 Antriebsaggregat mit angekoppelter Schrauben
pumpe, Längsschnitt.
Die Fig. 1 zeigt eine Förderleitung mit einem druckseitigen
Leitungsteil 2 und einem saugseitigen Leitungsteil 3, zwischen
denen das mit einem Antriebsaggregat versehene Pumpenaggregat
1 eingebaut ist. Es ist dabei unerheblich, ob die Förderleitung
in einem Bohrloch geführt im wesentlichen vertikal verläuft oder
ob die Förderleitung horizontal verlegt ist. In gleicher Weise
ist es ebenso möglich, daß das saugseitige Förderleitungsstück
3 als Filterrohr ausgebildet ist und daß Pumpenaggregat 1 dem
Einlauf in die Förderleitung benachbart ist. Es versteht sich
weiterhin von selbst, daß mehrere in Abständen in die Förderlei
tung eingeschaltete Pumpenaggregate 1 vorgesehen sein können.
Wesentlich für das Pumpenaggregat ist die Ausbildung des Motors
10, der in Fig. 2 zur Verdeutlichung ohne Anschluß an die Pumpen
im Längsschnitt dargestellt ist. Im in die Rohrleitung einzu
fügenden Motorgehäuse 11 sind die Polschuhe 11.1 des Stators an
geordnet, die von der Statorwicklung 11.2 umgeben sind. Die An
zahl der Polschuhe und der Statorwicklungen richtet sich selbst
verständlich nach dem Antriebs-Strom, der Frequenz des Antriebs-
Stromes und der gewünschten Drehzahl. So ist es ohne weiteres
möglich, den Motor als Wechselstrom-Asynchronmotor mit Kurz
schlußläufer auszubilden, als Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurz
schlußläufer und - zur Reduzierung der Drehzahl für langsam lau
fende Pumpen mit einer vermehrten Anzahl von Polschuhen zu ver
sehen. In dem Stator 11 ist der Rotor 12 angeordnet, der nach
außen zum Stator gerichtet, Polschuhe 12.2 aufweist, die vonein
ander durch die die Rotor-Wicklung darstellenden Stäbe 12.2, die
untereinander kurzgeschlossen sind, getrennt sind. Beidseitig
angeordnete axial- und/oder Radialkräfte aufnehmende Lager 13
gewährleisten die Drehbarkeit des Rotors und die Genauigkeit
seiner Lage im Stator. Der Rotorkörper 12 ist dabei als Rohr aus
gebildet, das über die Lager 13 hinausgeführt ist und einen in
neren Hohlraum 19 aufweist. Beidendig sind Dichtungen 14 vorge
sehen, auf denen die Außenwand des Rotors läuft und die ein Ein
dringen der geförderten Flüssigkeit in den Innenraum des Motors
verhindern. Derartige Dichtungen sind allgemeiner Stand der
Technik.
Die Endstücke 15 verschließen den Motor. Es versteht sich von
selbst, daß diese Endstücke als Kupplungsstücke zum saugseitigen
Ende der Förderleitung, zum druckseitigen Ende der Förder
leitung oder zur Aufnahme von angesetzten Pumpen ausgebildet
sein können. Die durch die Pumpen auf den Rotor übertragenen
Reaktionskräfte müssen dabei von den Lagern 13 aufgenommen
werden. Da es sich bei diesen Kräften vorwiegend um Axial
kräfte handelt, ist die Ausbildung der Lager - in den Figuren
nur schematisch dargestellt - darauf einzurichten. Unwuchten
und/oder Exzentrizitäten bewirken darüber hinaus einen gewissen
Radial-Anteil der auftretenden Kräfte, denen ebenfalls durch
die Lager-Anordnung und Lager-Ausbildung Rechnung zu tragen
ist.
Die Schubkräfte werden dabei vorteilhaft von Kugellagern auf
genommen, für die andere Hälfte eignen sich Nadellager, wobei
beide Lagerarten in den Lagern 13 auch kombiniert eingesetzt
werden können.
Die Fig. 3 zeigt das Motorgehäuse 11 mit den Polschuhen 11.1
des Stators und den Statorwicklungen 11.2 sowie den im
Stator angeordneten und von ihm durch einen geringen Luft
spalt getrennten Rotor 12 mit seinen Polschuhen 12.1 und den
die Rotor-Wicklung aufnehmenden Nuten 12.2 . Im allgemeinen
sind gegenüber dem Rotor isolierte gut leitende Stäbe in diese
Nuten eingelassen, die untereinander kurzgeschlossen sind.
Im rohrförmigen Innenraum 19 (Fig. 2) ist die Flügelanordnung
einer Propellerpumpe zu erkennen, mit den rotorfesten Lauf
schaufeln 51 und den von einem gehäusefesten Mittelstab 52
getragenen Leitschaufeln 53. Der die Leitschaufeln 53 tragende
Stab 52 ist dabei über mit dem Motorgehäuse verbundene Halter
(48, Fig. 5) gehäusefest und damit die mit ihm verbundenen
Leitschaufeln 52. Die mit dem Rotor 12 verbundenen Laufschaufeln
drehen sich demgegenüber zusammen mit dem Rotor, so daß die
Anordnung von Laufschaufelkranz und Leitschaufelkranz eine
Stufe der Propellerpumpe bildet. Dabei sind der Leitschaufel
kranz und der Laufschaufelkranz in der Höhe gegeneinander
versetzt. Dies wird in der Fig. 3 dadurch dargestellt, daß
die stark ausgezogene Vertikallinie eine Teilungslinie ist
und die beiden Hälften in unterschiedlichen Höhenlagen so
geschnitten sind, daß in der rechten Hälfte die Laufschaufeln
51 und in der linken Hälfte die Leitschaufeln 53 erkennbar
sind. Die Teilungslinie ist dabei so geführt, daß die Leit
schaufel 53′ in die Teilung einbezogen (und selbst
dann abgeschnitten ist) und die Laufschaufel 51′ teilweise
überdeckt. Es versteht sich von selbst, daß mehrere derartige
Laufschaufelkranz-Leitschaufelkranz-Kombinationen über die
Länge der Pumpe hintereinandergeschaltet das Pumpenaggregat
bilden. Es versteht sich ebenso von selbst, daß halbaxiale
Kreiselpumpenanordnungen die Leitschaufeln ersetzen können.
Eine andere Ausbildung der Pumpe zeigt Fig. 4. Hier ist inner
halb des Motorgehäuses 11 mit dem Stator, dessen Polschuhen
11.1 und dessen Wicklung 11.2 der Rotor 12 angeordnet, dessen
Inneres als Schraubenpumpengehäuse 44 ausgebildet ist und in
dem eine Schraubenspindel 47 angeordnet ist, die über einen
Stab 46 und Haltestücke 48 (Fig. 5) gehäusefest gehalten ist.
Durch diese Anordnung wird eine Schraubenspindelpumpe ge
bildet, wobei sich hier - im Gegensatz zu den üblichen Schrauben
spindelpumpen - der Außenkörper zusammen mit dem Rotor dreht
und die im Fördervolumen 45 befindliche Flüssigkeit in Schraub
richtung gefördert wird. Derartige Pumpen gestatten bei ge
ringem Förderstrom eine erhebliche Druckerhöhung. Die Fig. 5
schließlich zeigt diese Pumpenanordnung im Längsschnitt, wobei
die zum Antriebsmotor gehörenden Bezugszeichen denen der
Fig. 2 entsprechen. Im rohrförmigen Innenraum 19 (Fig. 2)
ist die Schraubenspindelpumpe angeordnet, die mit den Enden
46.1 des Spindelkerns 46 (Fig. 4) und die Haltestücke 48 und
die Endstücke 15 mit dem Gehäuse 11 des Antriebsaggregats 10
fest verbunden ist. Der sich mit dem Rotor drehende Gegen
körper 43 ist mit schraubenähnlich verlaufenden Wellen mit
Wellentälern 44.1 und Wellenbergen 44.2 versehen, deren
"Wellenlänge" der der Schraubenspindel entspricht, so daß
jeder Windung ein Fördervolumen 45 zugeordnet werden kann, das
mit der Drehbewegung in Förderrichtung vorgeschoben wird. Die
Schraubenspindel 47 ist dabei exzentrisch in den Haltestücken
48 gehalten und darüber hinaus mittels elastischer Zwischen
lagen 48.1 gelagert.
Die Fig. 6 schließlich zeigt die Verbindung eines Antriebs
aggregats 10 mit einer - in diesem Falle vorgeschalteter -
Pumpe 30. Hier ist der Rotor 12 des Antriebsaggregats mit
einer endständigen Wellenaufnahme 16 versehen, an die eine
Gelenkwelle 17 angeschlossen ist. Mit Hilfe dieser Konstruktion
kann ein an das Antriebsaggregat angesetztes Pumpenaggregat
angetrieben werden, wobei das geförderte flüssige Medium durch
den rohrförmigen Innenraum 19 des Antriebsaggregats 10 ab
strömen kann. Es versteht sich von selbst, daß die Gelenk
wellenhalterung 16 entsprechende Durchflußöffnungen aufweist.
Die Bezugszeichen des Antriebsaggregats 10 entsprechen denen
der Fig. 2. Das Antriebsaggregat 30 ist ebenfalls als Schrauben
pumpe dargestellt, wobei allerdings die Schraubenspindel 37
den Pumpen-Rotor bildet und der Außenkörper 33 gehäusefest
und demgegenüber ruhend ist. Wie bereits beschrieben, bilden
die Gänge der Schraube mit ihren Tälern 34.1 und Bergen 34.2
zusammen mit denen der Schraubenspindel 37 die hintereinander
liegenden Fördervolumina 35, die beim Drehen der Schrauben
spindel 37 in Förderrichtung verschoben werden.
Es versteht sich von selbst, daß neben der beschriebenen mehr
stufigen Propellerpumpe und der Schraubenspindelpumpe andere
Pumpenkonstruktionen eingesetzt werden können. Wesentlich ist,
daß die Pumpen im Rohrdurchmesser des Antriebsaggregats ge
baut und an das Antriebsaggregat angeschlossen werden können,
wobei das geförderte Medium durch den inneren Hohlraum des
Antriebsaggregats strömt. Das so geschaffene Pumpenaggregat
kann bis zu 3 Pumpen enthalten, eine auf der Saugseite, eine
auf der Druckseite und schließlich eine im rohrförmigen Innen
raum des Antriebsaggregats selbst, wobei jede dieser Pumpen
insich wieder mehrstufig sein kann. Die benötigten elek
trischen Anschlußleitungen, die im einzelnen nicht näher darge
stellt sind, lassen sich im Inneren der Förderleitung ver
legen, so daß das Mitführen keine Schwierigkeit bietet. Durch
Wahl der Frequenz des antreibenden Stroms läßt sich ebenso
wie durch die Wahl der Polzahl des Antriebsaggregats die
Drehzahl den Pumpenerfordernissen anpassen. Es wird so ein
leistungsfähiges, platzsparendes, sicher betreibbares und
wirtschaftlich herstellbares Pumpenaggregat geschaffen, das
in alle Arten von Förderleitungen eingebaut werden kann.
Claims (14)
1. In eine Förderleitung einfügbares Pumpenaggregat mit elektri
schem Antriebsmotor in Rohrform, wobei das Pumpenaggregat ein-
oder mehrstufig ausgebildet ist und axial fördert und wobei der
Antriebsmotor in seinem rohrförmigen Motorgehäuse einen mit
Feldspulen und Polschuhen versehenen Stator sowie einen in die
sem drehbar gelagerten, als Kurzschlußläufer ausgebildeten Rotor
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) des Antriebs
motors (10) des in die Förderleitung (2, 3) einfügbaren Pumpen
aggregats (1) direkt oder über abtreibende Kraftübertragungsglie
der mit der/den Rotor/-en der axial fördernden Pumpe/-n (20; 30;
40; 50) verbunden ist, wobei der Rotor (12) des Antriebsmotors
(10) einen die kurzgeschlossenen Rotorwicklungen (12.2) zwischen
den Polschuhen (12.1) aufnehmenden Rotorkörper aufweist, der mit
einem sich über die gesamte Länge des Rotors (12) erstreckenden,
rohrförmigen Innenraum (19) versehen ist.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pumpe/-n (50) als Turbinenpumpe ausgebildet ist/sind, deren Schau
felkränze abwechselnd mit dem Rotor (12) des Antriebsmotors (10)
als Laufschaufeln (51) und mit dem Gehäuse bzw. Stator (11) des
Antriebsmotors (10) als Leitschaufeln (53) verbunden sind.
3. Pumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
als Turbinenpumpe ausgebildete Pumpe (50) im rohrförmigen Inne
ren (19) des Rotors (12) angeordnet ist, wobei die Laufschaufel
kränze auf der inneren Oberfläche des Rotors (12) angeordnet sind
und die Leitschaufelkränze auf einen mit dem Gehäuse des Antriebs
motors (10) fest verbundenen, axial im Innenraum (19) des Ro
tors (12) verlaufenden stabförmigen Halters (52) angeordnet
sind.
4. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pumpe/-en (20; 30; 40; 50) als Excenter-Schraubenpumpen ausge
bildet sind, wobei in einem im Pumpengehäuse vorgesehenen Wendel
körper (33; 43) eine Pumpenwendel (37; 47) angeordnet ist, wobei
der Wendelkörper (33; 43) und die Pumpenwendel (37; 47) relativ
gegeneinander verdrehbar sind.
5. Pumpenaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
rohrförmige Innenraum (19) des Rotors (12) des Antriebsmotors
(10) als Gehäuse für die Excenter-Schraubenpumpe (40) ausgebil
det ist, wobei der Wendelkörper (43) mit dem Rotor (12) verbun
den ist und die Pumpenwendel (47) über Haltestücke (48) gehäuse
fest angeordnet ist.
6. Pumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen dem Endstück (46.1) des Kerns (46) der Pumpenwendel (47)
und dem Haltestück (48) eine elastische Einlage (48.1) vorgese
hen ist.
7. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Rotor (12) des Antriebsmotors (10) mindestens
einseitig mit einem abtreibenden Kraftübertragungsglied versehen
ist, das mit einem die übertragende Kraft abnehmenden Rotor einer
vor- bzw. nachgeschalteten Förderpumpe (20; 30) zusammenwirkt.
8. Pumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Antriebsmotor (10) vor- bzw. nachgeschaltete Pumpe (20; 30)
eine Turbinen- oder Propeller-Pumpe ist, wobei deren Pumpenge
häuse rohrförmig ausgebildet und auf seiner Innenseite mit den
Leitschaufelkränzen versehen ist und wobei der über das/die Kraft
übertragungsglied/-er mit dem Rotor (12) des Antriebsmotors (10)
verbundene Pumpenrotor konzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet
und mit den Laufschaufelkränzen versehen ist.
9. Pumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Antriebsmotor (10) vor- bzw. nachgeschaltete Pumpe (20; 30)
eine Excenterschraubenpumpe ist, wobei deren Pumpengehäuse rohr
förmig ausgebildet und auf seiner Innenseite mit dem Wendelkörper
(33) versehen ist und wobei der über das/die Kraftübertragungs
glied/-er mit dem Rotor (12) des Antriebsmotors (10) verbundene
Pumpenrotor exzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet und mit der
Pumpenwendel versehen ist.
10. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Kraftübertragungsglied als Gelenkwelle
ausgebildet ist.
11. Pumpenaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 10,
mit einer dem Antriebsmotor vor- und einer dem Antriebsmotor
nachgeschalteten Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die dem
Antriebsmotor (10) vorgeschaltete Pumpe (30) einen Drehsinn
aufweist, der dem der nachgeschalteten Pumpe (20) entgegenge
setzt ist, wobei der Drehsinn der den Pumpen (20; 30) zuge
ordneten Abtriebe des Antriebsmotors (10) jeweils entsprechen
den Drehsinn aufweisen.
12. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 9 oder 10, mit einer
dem Antriebsmotor vor- und einer dem Antriebsmotor nachge
schalteten, als Exzenterschraubenpumpe ausgebildeten Pumpe,
dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Pumpen (20; 30) eine
rechtsgängige Schraubenwendel und die andere eine linksgängige
Schraubenwendel aufweist.
13. Pumpenaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspulen (11.2) des Stators
(11) des Antriebsmotors (10) und die Rotorwicklungen (12.2)
des Rotors (12) und damit die Anzahl der Polschuhe von Stator
und Rotor mehrpolig ausgebildet sind.
14. Pumpenaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor mittels
Wechsel- oder Mehrphasenstrom einstellbarer Frequenz an
treibbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863621967 DE3621967A1 (de) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Rohrfoermiges pumpenaggregat mit antriebsmotor |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3621967A1 true DE3621967A1 (de) | 1988-01-14 |
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ID=6304092
Family Applications (1)
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