DE579834C

DE579834C - Protective device for submersible electrical machines

Info

Publication number: DE579834C
Application number: DES95711D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-12-20
Filing date: 1929-12-20
Publication date: 1933-07-01

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AH 1. JULI 1933ISSUED AH JULY 1, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 579834 KLASSE 21 d¹ GRUPPEJVi 579834 CLASS 21 d ¹ GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Dezember 1929 abPatented in the German Empire on December 20, 1929

Elektrische Maschinen, die unter Flüssigkeit arbeiten sollen, beispielsweise zum Antrieb von Tauchpumpen o. dgl., werden vielfach mit einer offenen oder geschlossenen Taucherglocke versehen, die das Eindringen der Flüssigkeit in das Innere der Maschine verhindern soll. Da aber die in der Taucherglocke eingeschlossene Luftmenge durch die praktisch nicht zu vermeidenden Undichtigkeiten des Gehäuses sowie durch Absorption der Luft in der Flüssigkeit allmählich verringert wird, sind besondere Schutzeinrichtungen erforderlich, um diese Luftmenge rechtzeitig wieder zu erneuern. Zu diesem Zweck hat man bereits innerhalb der Taucherglocke durch Schwimmer gesteuerte Schaltkontakte angeordnet, die in einem nach über Tage führenden Signalstromkreis liegen und die bei Überschreitung eines gewissen Standes des Wasserspiegels eine Signalanlage in Betrieb setzen und dadurch das Bedienungspersonal veranlassen, der Taucherglocke neue Druckluft zuzuführen. Es ist auch bekannt, die Druckluftzufuhr mittels eines Ventils selbsttätig zu bewirken, das durch einen elektrischen Hilfsstromkreis gesteuert wird. In diesem Hilfsstromkreis liegen die innerhalb der Taucherglocke angeordneten Elektroden, die beim Eindringen der Flüssigkeit in die Taucherglocke den Hilfsstromkreis schließen. Bei den bisher bekannten Einrichtungen wurde der Hilfsstromkreis entweder von einer Sammlerbatterie oder über einen kleinen Transformator von einem Wechselstromnetz gespeist. Beim Betrieb mit Gleichstrom werden aber die innerhalb der Taucherglocke liegenden Kontakte und Schwimmer durch elektrolytische Vorgänge zersetzt, während der Betrieb mit Wechselstrom den Nachteil hat, daß die Schutzeinrichtung beim Spannungsloswerden des Netzes wirkungslos wird, so daß bei längerer Dauer des spannungslosen Zustandes ein Ertrinken der Maschine nicht verhindert werden kann.Electrical machines that are supposed to work under liquid, for example for propulsion of submersible pumps o. The like., Are often provided with an open or closed diving bell, which prevents the penetration to prevent liquid from entering the machine. But there the one in the diving bell Trapped air volume due to the practically unavoidable leaks of the housing as well as by absorption of the air in the liquid special protective devices are required to prevent this amount of air in good time to renew again. For this purpose, switching contacts controlled by floats are already available inside the diving bell arranged, which are in a signal circuit leading to the surface and which are included If a certain level of the water level is exceeded, a signal system is in operation set and thereby cause the operating personnel to supply the diving bell with new compressed air to feed. It is also known to automatically supply the compressed air by means of a valve to effect which is controlled by an electrical auxiliary circuit. In this auxiliary circuit are the within the diving bell arranged electrodes, which when the liquid penetrates into the Diving bell close the auxiliary circuit. With the previously known facilities the auxiliary circuit was either from a collector battery or via a small one Transformer fed by an alternating current network. When operating with direct current but the contacts and floats located inside the diving bell by electrolytic Processes decomposed, while operation with alternating current has the disadvantage that the protective device is de-energized of the network becomes ineffective, so that the machine does not drown if the de-energized state lasts for a longer period of time can be prevented.

Um das Eindringen von Flüssigkeit in Räume unter Vermeidung von Kontakten anzuzeigen, ist nun bereits vorgeschlagen worden, zum Speisen des Hilfsstromkreises Elektroden zu verwenden, die bei Benetzung durch die Flüssigkeit als Primärelement wirken. Eine derartige Verwendung der Elektroden beschränkte sich bisher jedoch nur darauf, das Eindringen von Flüssigkeit in Gebäuden anzuzeigen.To indicate the ingress of liquid into rooms while avoiding contact, has now been proposed to feed the auxiliary circuit electrodes to use, which act as the primary element when wetted by the liquid. Such a use of the electrodes has so far only been limited to the ingress of liquids into buildings to display.

Die Erfindung besteht nun in der Anwendung der bei Benetzung durch Flüssigkeiten als Primärelement wirkenden Elektroden zum Anzeigen des Flüssigkeitsstandes in Taucherglocken, in denen die elektrische Maschine zum Schutz gegen umgebende Flüssigkeiten angeordnet ist, durch. Speisen eines über Tage führenden Hilfsstromkreises. In diesem Hilfsstromkreis kann eine über Tage angebrachte Signaleinrichtung oder auch die Spule eines Relais liegen, das beim Ansprechen die Druckluftzufuhr zur Taucher-The invention now consists in the application of the liquid when wetted Electrodes acting as the primary element to display the liquid level in diving bells, in which the electrical machine protects against surrounding liquids is arranged by. Supply of an auxiliary circuit leading above ground. In this Auxiliary circuit can be a signaling device installed above the ground or the coil of a relay, which when responding the compressed air supply to the diving

glocke selbsttätig steuert. Hierdurch werden für den Betrieb von tauchbaren elektrischen Maschinen ganz erhebliche technische Fortschritte erzielt", da die Schwierigkeiten der bisher bekannten, durch Schwimmer u. dgl. gesteuerten Kontakteinrichtung vermieden werden und auf überaus einfache und zuverlässige Weise das Eindringen von Flüssigkeit in das Innere der Taucherglocke angezeigt ίο wird, so daß rechtzeitig Vorkehrungen zum Schutz der elektrischen Maschinen getroffen werden können, indem z. B. Druckluft in die Taucherglocke geblasen wird.bell controls automatically. In this way, very considerable technical advances are achieved for the operation of submersible electrical machines, since the difficulties of the previously known contact device controlled by floats and the like are avoided and the penetration of liquid into the interior of the diving bell is indicated in an extremely simple and reliable manner ίο, so that precautions can be taken in good time to protect the electrical machines, e.g. by blowing compressed air into the diving bell.

Um an der Anzeigevorrichtung über Tage das Ansteigen des Wasserspiegels laufend sichtbar zu machen, können mehrere solcher Elektrodenpaare übereinander angeordnet werden, deren Einzelströme entweder auf irgendeine Weise addiert werden oder auf einzelne Zeiger o. dgl. einer Anzeigevorrichtung wirken, so daß aus der Anzahl der bewegten Zeiger auf den Stand des Wasserspiegels geschlossen werden kann. Es kann auch ein einziges Elektrodenpaar von solcher Länge in vertikaler Richtung eingebaut werden, daß es beim Ansteigen des Wasserspiegels nach und nach immer tiefer eintaucht, wodurch die Stärke des erzeugten Stromes entsprechend zunimmt und an einem Meßinstrument über Tage einen veränderlichen Ausschlag erzeugt. Die Elektroden können auch eine solche Form erhalten, z. B. oben breiter und unten schmaler, daß der erzeugte Strom nicht nur proportional mit der Eintauchtiefe zunimmt, sondem in schnellerem Fortschritt ansteigt, als der Eintauchtiefe entsprechen würde.In order to make the rise of the water level continuously visible on the display device above day, several such pairs of electrodes can be arranged one on top of the other, the individual currents of which are either added in some way or on individual pointers or the like Pointer to the level of the water level can be inferred. It is also possible to install a single pair of electrodes of such a length in the vertical direction that it gradually dips deeper and deeper as the water level rises. The electrodes can also be given such a shape, e.g. B. wider at the top and narrower at the bottom, so that the current generated not only increases proportionally with the immersion depth, but increases at a faster rate than would correspond to the immersion depth.

Die Elektrodeneinrichtung kann zur Erzielung des gewünschten veränderlichen Stromes auch aus mehreren Einzelelektrodenpaaren von jeweils verschiedenen Metallen bestehen, deren Wirkung als Primärelement von verschiedener Stärke ist, so daß in gleicher Weise mit steigendem Wasserspiegel eine Änderung der Stromstärke bewirkt wird.The electrode device can be used to achieve the desired variable current also consist of several pairs of individual electrodes, each made of different metals, whose effect as a primary element is of varying strength, so that in the same way a change in the current strength is caused with rising water level.

In den Abbildungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Abb. 1 ein Tauchpumpenaggregat, dessen Motor π über der unmittelbar mit ihm gekuppelten Pumpe 12 liegt und in bekannter Weise an der Förderrohrleitung 14 hängt. Unterhalb der Pumpe 12 ist das Saugrohr 13 angebracht. Die Stromzuführung des Motors 11 erfolgt über das an dem Förderrohr 14 befestigte Kabel 20. An der Pumpe 12 ist eine Taucherglocke 15 befestigt, an deren oberem Teil eine nach über Tage führende Druckluftleitung 16 angeschlossen ist. Im Innern der Taucherglocke ist unterhalb der Pumpe 12 die Elektrodeneinrichtung 17 angeordnet, die auf verschiedene Weise ausgeführt sein kann. Das untere Ende der Elektrodeneinrichtung 17 liegt ein Stück oberhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels 18. An die Elektroden sind Leitungen 19 angeschlossen, die zu über Tage befindlichen Meß- oder Anzeigevorrichtungen, einer Signalvorrichtung' oder einem die Druckluftzufuhr bewirkenden Relais hochgeführt sind. Beim Steigen des Flüssigkeitsspiegels 18 tauchen die Elektroden 17 nach und nach tiefer in die Flüssigkeit ein, wodurch ein Primärelement entsteht und ein mehr und mehr ansteigender Strom erzeugt wird. Dieser wirkt auf die Meß- oder Anzeigevorrichtung oder die Signalanlage oder das Relais, durch deren Ansprechen die Zufuhr von Druckluft in die Taucherglocke 15 entweder von Hand oder selbsttätig durch Einschalten eines Kompressors, öffnen eines mit einem Druckluftbehälter verbundenen Ventils o. dgl. bewirkt wird.Various exemplary embodiments of the invention are shown in the figures, namely, Fig. 1 shows a submersible pump unit, the motor π above the immediately with it coupled pump 12 is and in a known manner on the delivery pipeline 14 depends. The suction pipe 13 is attached below the pump 12. The power supply of the motor 11 takes place via the cable 20 attached to the conveyor pipe 14 Pump 12 is attached to a diving bell 15, on the upper part of which is one above days leading compressed air line 16 is connected. Inside the diving bell is below of the pump 12, the electrode device 17 is arranged in various ways can be executed. The lower end of the electrode device 17 lies a little above the normal liquid level 18. Lines 19 are connected to the electrodes, the above-ground measuring or display devices, a signaling device or a compressed air supply causing relays are brought up. When the liquid level rises 18 gradually immerse the electrodes 17 deeper in the liquid, creating a primary element arises and a more and more rising current is generated. This acts on the measuring or display device or the signal system or the relay, through whose response the supply of compressed air into the diving bell 15 either by hand or automatically by switching on a compressor, opening of a valve or the like connected to a compressed air tank will.

Das in die Taucherglocke eindringende Wasser hat in den meisten Fällen bereits genügende elektrolytische Eigenschaften, so daß bei Verwendung geeigneter Elektroden ein Strom von genügender Stärke erzeugt wird, um die Anzeigevorrichtung, die Signaleinrichtung oder das die Druckluftzufuhr bewirkende Relais zum Ansprechen zu bringen. Sollte das Wasser nicht in genügendem Maße als Elektrolyt dienen können, so werden die Elektroden zweckmäßig so ausgebildet, daß sie nicht vom Wasser des Brunnens selbst, sondern von einem besonderen Elektrolyten benetzt werden, wobei der Grad der Eintauchtiefe in den Elektrolyten in einem gewissen Verhältnis zum Emporsteigen des Wasserspiegels in der Taucherglocke steht.The water entering the diving bell is already sufficient in most cases electrolytic properties, so that a current of sufficient strength is generated when suitable electrodes are used, around the display device, the signaling device or the one causing the compressed air supply Bring relay to respond. If the water cannot serve as an electrolyte to a sufficient extent, the Electrodes are expediently designed in such a way that they are not affected by the water in the well itself, but rather be wetted by a special electrolyte, with the degree of immersion depth in the electrolyte in a certain proportion to the rise of the water level is in the diving bell.

In den Abb. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele solcher Anorelnungen im Längsschnitt dargestellt.FIGS. 2 and 3 show exemplary embodiments of such anorelations in longitudinal section shown.

Bei Abb. 2 ist in die Taucherglocke 15 ein S-förmiges Rohr 21 eingebaut, in das so viel Säure 22 oder ein anderer geeigneter Elektrolyt, beispielsweise eine Salzlösung o. dgl., eingefüllt ist, daß diese, solange das ansteigende Wasser den unteren Rand 23 des linken Rohrschenkels noch nicht erreicht hat, den mittleren und rechten Rohrschenkel bis zur Höhe 24 anfüllt. Dabei sind die im rechten Rohrschenkel untergebrachten Elektroden 25 so hoch eingebaut, daß sie bei diesem Wasserstand von der Säure noch nicht berührt werden. Wenn nun der Wasserspiegel vom Punkt 18 bis zum Punkt 26 ansteigt, schiebt er im linken und mittleren Rohrschenkel die dort eingeschlossene Luft vor sich her und drückt dadurch im mittleren Rohrschencel die Säure bis zum Punkt 2f nach unten und gleichzeitig im rechten Rohrschenkel bis zum Punkt 28 hoch. Dadurch tauchen die Elektroden nach und nach in einem A^erhält-In Fig. 2 , an S-shaped tube 21 is built into the diving bell 15, in which so much acid 22 or another suitable electrolyte, for example a salt solution or the like, is filled that this, as long as the rising water, the lower edge 23 of the left pipe leg has not yet reached, the middle and right pipe leg fills up to level 24. The electrodes 25 accommodated in the right pipe leg are installed so high that they are not touched by the acid at this water level. When the water level rises from point 18 to point 26, it pushes the air trapped there in front of it in the left and middle tube limbs and thereby pushes the acid down to point 2f in the middle tube limb and at the same time in the right tube limb to point 28 high. As a result, the electrodes are gradually submerged in an A ^

nis, das genau dem Ansteigen des Wasserspiegels entspricht, in die emporgedrückte Säure ein.nis, that is exactly the rise of the water level corresponds to, into the acid that is pushed up.

In der Abb. 3 ist die Säure 32 in einem ringförmigen, allseits geschlossenen Schwimmer untergebracht, der im Punkt 31 drehbar an der Wand der Taucherglocke 15 befestigt ist und, solange ihn der ansteigende Wasserspiegel noch nicht erreicht, die in starken Linien angegebene untere Stellung einnimmt. Wie ersichtlich, tauchen die Elektroden 33 in dieser Stellung noch nicht in die Säure ein. Wenn der Wasserspiegel 18 ansteigt, geht der Schwimmer nach und nach in die punktiert gezeichnete obere Stellung über. Dabei tauchen die beiden Elektroden 33 nach und nach immer tiefer in die Säure ein, so daß der die Signaleinrichtung o. dgl. steuernde Strom erzeugt wird.In Fig. 3, the acid 32 is in a ring-shaped float closed on all sides housed, which is rotatably attached to the wall of the diving bell 15 at point 31 is and, as long as the rising water level has not yet reached it, in strong Lines indicated lower position. As can be seen, the electrodes 33 are immersed in this position does not yet enter the acid. When the water level 18 rises, it goes Swimmer gradually into the upper position shown in dotted lines. Dive at the same time the two electrodes 33 gradually deeper and deeper into the acid, so that the Signaling device or the like. Controlling current is generated.

Die gemäß der Erfindung ausgebildete Schutzeinrichtung kann außer für in Bohrlöchern arbeitende Elektromotoren auch in solchen Fällen Anwendung finden, wo der Motor längere Zeit unter Flüssigkeit arbeiten muß, beispielsweise zum Antrieb von Leckpumpen für Schiffe o. dgl. Durch die Erfindung wird ein sicherer Betrieb von unter Flüssigkeit arbeitenden Elektromotoren erreicht, da bei einem gefahrbringenden Ansteigen der Flüssigkeit stets für rechtzeitige Zufuhr von Druckluft Sorge getragen werden kann.The protective device designed according to the invention can be used except for in boreholes working electric motors are also used in cases where the motor works under liquid for a long time must, for example, to drive leakage pumps for ships o. The like. By the invention a safe operation of electric motors working under liquid is achieved, because in the event of a dangerous increase in the liquid, care must always be taken to supply compressed air in good time can.

Claims

Patent claims:

i. The application of those acting as the primary element when wetted by liquid Electrodes for displaying the liquid level in diving bells, in which electrical machines are used for protection are arranged against surrounding liquids, by feeding a surface leading, provided with display devices Auxiliary circuit.

2. Device according to claim 1, characterized in that several pairs of electrodes are arranged one above the other, the currents of which indicate one or more of the level of the liquid level Devices work.

3. Device according to claim 2, characterized in that the electrodes are made in pairs at different heights of different materials, such that when wetted the EMF of the elements at the lower end of the electrodes has the lowest and at the upper end the highest value.

4. Device according to claim 1, characterized in that the electrodes have a tapered shape so that the generated current grows faster than that Immersion depth corresponds.

5. Device according to claim 1, characterized in that the electrodes are arranged in a special vessel filled with a liquid acting as an electrolyte in such a way that they when Rising of the liquid level inside the diving bell due to the electrolyte are wetted.

6. Device according to claim 5, characterized in that the electrodes are arranged in the upper part of a tube bent several times, in which the electrolyte is pushed up when the liquid level rises.

7. Device according to claim 5, characterized in that the electrodes containing vessel is a swivel mounted in the diving bell float, which is raised when the liquid level rises and thereby the Electrolyte supplies the electrodes.

1 sheet of drawings