DE4430764A1

DE4430764A1 - Cooling unit for submerged pump motor

Info

Publication number: DE4430764A1
Application number: DE4430764A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Wolfenstaetter; Gerhard Meyer
Original assignee: KSB AG; Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: KSB AG; Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-07

Abstract

A device 9 to cool the motor 3 of an immersion pump 1 which sits above the pump has the pump fully or partly immersed in the cooling medium. The motor is surrounded by a bell housing 4 which is open downwards and the device fills the inside of this housing with coolant. The device is an injector connected between the pressure side of the pump, or an attached pipeline, and the housing. It has a spray nozzle at the housing apex. The controller for the injector is guided by the fluid level 11 around the pump-motor combination.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen eines Motors eines Pumpenaggregates, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist.The invention relates to a device for cooling an engine Pump unit, as described in the preamble of claim 1.

Derartige Tauchmotorpumpen sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. So zeigt die DE-A-35 27 002 eine Lösung, bei der ein oberhalb eines Pumpenaggregates befindliches Motorgehäuse eines absenkbaren Tauchmotorpumpenaggregates eine großflächige Verbindung zwischen Motorflansch und Pumpengehäuseflansch aufweist. Damit soll die Verlustwärme des Motors leicht in den kühleren Pumpenteil übertragen werden und durch das darin befindliche kühlere Fördermedium abgeführt werden. Denn diese Pumpenaggregate arbeiten häufig in einem Betriebszustand, bei dem der Flüssigkeitsspiegel des abzupumpenden Fördermediums so niedrig ist, daß er das Motorgehäuse gar nicht oder nur teilweise überdeckt. Das Motorgehäuse wäre dann von außen nicht flüssigkeitsgekühlt, sondern nur teilweise flüssigkeitsgekühlt oder auf eine reine Luftkühlung angewiesen. Bei großen Antriebsleistungen der Motoren können jedoch Betriebszustände auftreten, bei denen durch eine reine Wärmeabstrahlung der Motor nicht ausreichend gekühlt werden kann und somit das Pumpenaggregat aus Sicherheitsgründen abgeschaltet wird.Such submersible pumps are in a wide variety of designs known. For example, DE-A-35 27 002 shows a solution in which one above a Pump unit located motor housing of a lowerable Submersible pump unit a large-area connection between Motor flange and pump housing flange has. The heat loss of the Motors are easily transferred to the cooler pump part and through that in it located cooler fluid are removed. Because these pump sets often work in an operating state in which the liquid level of the pumped medium is so low that it does not the motor housing or only partially covered. The motor housing would then not be from the outside liquid-cooled, but only partially liquid-cooled or to a pure Air cooling instructed. With large drive powers of the motors, however Operating conditions occur in which the pure heat radiation The motor cannot be cooled sufficiently and the pump set is shut off Security reasons is switched off.

Zur Vermeidung des vorstehend geschilderten Problems ist es aus der DE-B-29 03 064 und der EP-A-0 467 282 bekannt, den Umfang der Motoraußenseite mit einem Kühlmantel zu versehen, durch den Fördermedium der Pumpe zirkuliert. Diese Lösung mag zwar bei relativ sauberem Fördermedium praktikabel sein, jedoch bei mit Feststoffteilchen oder ähnlichen belasteten Fördermedium besteht die Gefahr, daß die Zuführungsleitungen oder der Kühlmantel verstopfen oder sich im Laufe der Betriebszeit zusetzen. Durch den Ausfall dieser Kühleinrichtung ist dann der Ausfall des gesamten Pumpenaggregates zu befürchten.To avoid the problem described above, it is from DE-B-29 03 064 and EP-A-0 467 282, the circumference of the motor outside with a To provide a cooling jacket, circulated through the pumped medium. These The solution may be practicable with a relatively clean fluid, but with there is a risk of that the supply lines or the cooling jacket clog or become in the course of Add operating time. The failure of this cooling device is then the failure of the entire pump set.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Kühleinrichtung zu schaffen, die bei einem oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels befindlichen Motor eine einfache und störunanfällige Flüssigkeitskühlung gewährleistet. Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß mindestens der Motor von einer zum Pumpenteil hin offen ausgebildeten Glocke umgeben ist und daß eine Einrichtung den Innenraum der Glocke mit Fördermedium füllt. Mittels dieser Lösung wird sichergestellt, daß die Glocke, die in einem genügend großen Abstand den Motor umgibt, mit ihrem offenen Teil in die Förderflüssigkeit eintaucht. Mit Hilfe der Einrichtung wird dann gewährleistet, daß der Innenraum der Glocke mit Förderflüssigkeit füllbar ist und somit für den Motor eine sehr gute Wärmeabgabe gewährleistet wird. Der Abstand zwischen Glockenwand und Motoroberfläche wird entsprechend der notwendigen Kühlmediummenge gewählt.The invention is therefore based on the problem of creating a cooling device which is a simple one for an engine located above a liquid level and liquid cooling, which is not prone to malfunctions. The solution to this task provides that at least the motor is open from one to the pump part trained bell is surrounded and that a device the interior of the Fills bell with fluid. This solution ensures that the Bell, which surrounds the engine at a sufficient distance, with its open one Immersed part in the liquid. Then with the help of the facility ensures that the interior of the bell can be filled with liquid and thus a very good heat output is guaranteed for the engine. The distance between bell wall and engine surface is according to the necessary Coolant volume selected.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Einrichtung aus einem an einer Druckseite des Pumpenaggregates oder an einer Druckleitung angeschlossenen und mit dem Innenraum der Glocke verbundenen Injektor besteht. Der Injektor kann hierbei beispielsweise als Wasserstrahlpumpe ausgebildet sein, die von der durch die Pumpe beaufschlagte Druckleitung gespeist wird. Mit Hilfe dieser Wasserstrahlpumpe ist dann der Innenraum der Glocke entlüftbar, wodurch aufgrund des erzeugten Unterdruckes der Außendruck das Fördermedium in die Glocke hineinpreßt. Bei entlüfteten und vollständig mit Fördermedium gefüllten Innenraum kann aufgrund der Strahlwirkung der Wasserstrahlpumpe auch eine Zirkulationsströmung um den Motor herum und damit eine sehr gute Kühlwirkung erreicht werden. Innerhalb des Fördermediums befindliche Schmutzteilchen werden sich aufgrund ihrer höheren Wichte im unteren Bereich der Glocke aufhalten und beim Abschalten der Anlage ungehindert aus der Glocke nach unten abfließen. Ein Festsetzen oder Zuklumpen wie bei den bekannten Kühlmänteln, wird dadurch vermieden.An embodiment of the invention provides that the device from one to one Pressure side of the pump set or connected to a pressure line and injector connected to the interior of the bell. The injector can in this case, for example, be designed as a water jet pump, which by the the pressurized pressure line is fed. With the help of this The interior of the bell can then be vented using a water jet pump due to the negative pressure generated, the external pressure into the fluid Bell pushes in. With vented and completely filled with pumped medium Interior can also due to the jet effect of the water jet pump Circulation flow around the engine and therefore a very good cooling effect can be achieved. Dirt particles inside the pumped medium stay in the lower part of the bell due to their higher weights and when the system is switched off, flow freely down from the bell. On Fixing or clumping as with the known cooling jackets, is thereby avoided.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besteht die Einrichtung aus einer mit dem Innenraum der Glocke verbundenen Unterdruckerzeuger. Bei dem Unterdruckerzeuger kann es sich beispielsweise um eine kleine einfache Luftpumpe handeln, die einen Unterdruck innerhalb der Glocke und damit ein Anstieg des Wasserspiegels innerhalb der Glocke über den Motor hinaus bewirkt. According to another embodiment of the invention, the device consists of a vacuum generator connected to the interior of the bell. In which Vacuum generator can be, for example, a small, simple air pump act that a negative pressure within the bell and thus an increase in the Water level inside the bell causes beyond the engine.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht auch vor, daß die Einrichtung aus einer in der Glocke angeordneten Sprüheinrichtung besteht, die von der Druckseite des Pumpenaggregates oder einer Druckleitung beaufschlagt ist. Mittels dieser Lösung wird das Fördermedium direkt auf den Motor gesprüht oder in den Innenraum der Glocke eingesprüht, um so durch eine permanente Benetzung der Motoraußenseite eine zuverlässige Kühlung zu gewährleisten. Die Kühlwassermenge richtet sich hierbei nach den zu entfernenden Motorverlustwärme.Another embodiment of the invention also provides that the device a spray device arranged in the bell, which is from the pressure side of the pump set or a pressure line. By means of this The pumped medium is sprayed directly onto the motor or into the solution The interior of the bell is sprayed so as to be permanently wetted To ensure reliable cooling of the outside of the motor. The The amount of cooling water depends on the heat loss to be removed from the engine.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wie sie im Anspruch 5 beschrieben ist, kann auch der Motor direkt und unter Verzicht auf eine umgebende Glocke direkt durch die Sprüheinrichtung gekühlt werden. Hierbei ist beispielsweise eine Ringdüse vorstellbar, welche oberhalb des Motors angeordnet ist und ständig einen Flüssigkeitsfilm über die Außenseite des Motors rinnen läßt.According to another embodiment of the invention, as set out in claim 5 is described, the engine can be directly and without a surrounding Bell can be cooled directly by the spray device. Here is for example an annular nozzle conceivable, which is arranged above the engine and constantly a film of liquid runs down the outside of the motor.

Und eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Steuer- oder Regeleinrichtung vor, die in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand die Kühleinrichtung betätigt. Dies kann ein einfacher Schwimmerschalter sein, wie er in vielfältigster Weise bekannt ist.And another embodiment of the invention provides a control or Control device in front of the cooling device depending on the liquid level operated. This can be a simple float switch like the one in the most varied Way is known.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and will described in more detail below.

In der Zeichnung ist ein Pumpenaggregat 1 gezeigt, das als sogenannte Tauchmotorpumpe ausgebildet ist. Diese kann in einen Behälter, ein Becken oder dgl. abgesenkt werden und fördert von dort aus direkt in eine mit dem Pumpenaggregat 1 verbundenen Druckleitung 2. Die Druckleitung 2 kann mit der Pumpe fest verbunden sein oder, wie hier gezeigt, über einen Kuppelmechanismus verfügen, wodurch das Pumpenaggregat leicht anzukuppeln ist. Der Motor 3 ist hierbei von einer Glocke 4 umgeben, die beispielsweise durch einfache Streben 5 am Pumpenaggregat, an der Druckleitung 2, am Becken 6 oder an anderer geeigneter Stelle befestigt werden kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel durchdringt eine elektrische Anschlußleitung 7 des Pumpenaggregates 1 die Glocke 4, dies ist jedoch keine zwingende Voraussetzung. Im oberen Teil der Glocke 4 befindet sich eine Öffnung 8, die mit einer Einrichtung 9 verbunden ist. Diese Einrichtung 9 kann, wie hier gezeigt, als Strahlpumpe ausgebildet sein, die durch eine Verbindung 10 von der Druckleitung 2 her mit Fördermedium beaufschlagt wird. Anstelle der Strahlpumpe kann auch eine einfach wirkende Luftpumpe oder entsprechendes Verwendung finden. Die Einrichtung 9 entfernt innerhalb der Glocke 4 befindliche Luftpartikel, erzeugt somit einen Unterdruck und bewirkt, daß der auf dem Flüssigkeitsspiegel 11 lastende Außendruck das Fördermedium direkt innerhalb der Glocke 4 aufsteigen läßt. Somit kann eine ständige ausreichende Flüssigkeitskühlung für die Motoraußenseite gewährleistet werden. Bei vollständig gefüllter Glocke 4 kann darin befindliches Fördermedium über eine Leitung 12 zurück in das Becken 6 gefördert werden, wodurch innerhalb der Glocke 4 auch ein Kühlmittelstrom aufrecht erhalten wird.In the drawing, a pump unit 1 is shown, which is designed as a submersible pump. This can be lowered into a container, a basin or the like and, from there, delivers directly into a pressure line 2 connected to the pump unit 1 . The pressure line 2 can be fixedly connected to the pump or, as shown here, can have a coupling mechanism, as a result of which the pump unit can be easily coupled. The motor 3 is surrounded by a bell 4 , which can be attached, for example, by simple struts 5 on the pump unit, on the pressure line 2 , on the basin 6 or at another suitable location. In the exemplary embodiment shown, an electrical connecting line 7 of the pump unit 1 penetrates the bell 4 , but this is not a mandatory requirement. In the upper part of the bell 4 there is an opening 8 which is connected to a device 9 . As shown here, this device 9 can be designed as a jet pump, which is acted upon by a connection 10 from the pressure line 2 with the conveying medium. Instead of the jet pump, a single-acting air pump or corresponding use can also be found. The device 9 removes air particles located inside the bell 4 , thus generating a negative pressure and has the effect that the external pressure on the liquid level 11 causes the delivery medium to rise directly inside the bell 4 . This ensures constant, adequate liquid cooling for the outside of the engine. When the bell 4 is completely filled, the pumped medium can be conveyed back into the basin 6 via a line 12 , as a result of which a coolant flow is also maintained within the bell 4 .

Die Einrichtung 9 kann auch in Abhängigkeit von der zu entfernenden Motorverlustleistung so ausgebildet sein, daß ein Fördermediumstrom von der Druckleitung 2 direkt über die Außenseite des Motors 3 gesprüht wird. Im derartigen Fall würde der Abstand zwischen Glocke 4 und Motoraußenseite etwas geringer gehalten werden, um eine Konzentration des Kühlmittels auf die Motoraußenseite zu gewährleisten. Mit Hilfe einer üblichen Regeleinrichtung kann die Kühleinrichtung bedarfsgerecht gesteuert werden, so daß bei ausreichend hohem Flüssigkeitsspiegel 11 deren Betrieb abgeschaltet wird.The device 9 can also be designed as a function of the motor power loss to be removed in such a way that a flow of conveyed medium is sprayed from the pressure line 2 directly over the outside of the motor 3 . In such a case, the distance between bell 4 and the outside of the engine would be kept somewhat smaller in order to ensure a concentration of the coolant on the outside of the engine. With the help of a conventional control device, the cooling device can be controlled as required, so that its operation is switched off when the liquid level 11 is sufficiently high.

Diese Einrichtung ist geeignet für Anlagen, bei denen die permanente Verfügbarkeit des Pumpenaggregates wichtiger ist als die durch die Kühleinrichtung erzeugte geringfügige Leistungsreduzierung. Denn bei großen zu entfernenden oder umzuwälzenden Flüssigkeitsmengen hat die ständige Verfügbarkeit des Pumpenaggregates allererste Priorität.This facility is suitable for facilities where permanent availability of the pump unit is more important than that generated by the cooling device slight reduction in performance. Because with large ones to be removed or The amount of liquid to be circulated has the constant availability of the Pump sets first priority.

Claims

1. Device for cooling a motor of a pump assembly, the motor being arranged above the pump and the pump assembly being wholly or partly immersed in a conveying medium, and wherein the motor can be cooled with the conveying medium, characterized in that at least the motor ( 3 ) of a bell ( 4 ) which is designed to be open towards the pump part is surrounded and that a device ( 9 ) fills the interior of the bell ( 4 ) with the pumped medium.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the device ( 9 ) consists of an injector connected to a pressure side of the pump unit ( 1 ) or to a pressure line ( 2 ) and connected to the interior of the bell ( 4 ).

3. Cooling device according to claim 1, characterized in that the device ( 9 ) consists of a vacuum generator connected to the interior of the bell ( 4 ).

4. Cooling device according to claim 1, characterized in that the device consists of a in the bell ( 4 ) arranged spray device which is acted upon by the pressure side of the pump unit or a pressure line ( 2 ).

5. Device for cooling the motor of a pump assembly, the motor being arranged above a pump and the pump assembly being wholly or partly immersed in the conveyed medium and the motor being coolable with the conveyed medium, characterized in that one of the pressure side of the pump assembly ( 1 ) or spray device acted upon by a pressure line ( 2 ) cools the outside of the motor ( 3 ).

6. Cooling device according to one of claims 1-5, that a controllable by the liquid level ( 11 ) of the conveying medium regulating or control device influences the operating state of the device ( 9 ).