DE69120477T2

DE69120477T2 - Pumpenbefestigung eines eintauchbaren Spaltrohrmotors für eine Tiefbrunnenpumpe

Info

Publication number: DE69120477T2
Application number: DE69120477T
Authority: DE
Inventors: Hiromi Sakacho; Seiichirou Yamada; Masakazu Yamamoto
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2011-07-13
Also published as: US5348452A; JPH0750854Y2; EP0466187B1; DE69120477D1; BR9102991A; DK0466187T3; EP0466187A1; JPH0434844U; ATE139826T1; ES2090178T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpenmontagestruktur eines gekapselten Tauchmotors oder Spaltrohrmotors für eine Tiefbrunnen- bzw. Tiefbohrungspumpe gemäß US-A-2,939,400.
Ein gekapselter Tauchmotor für eine Tiefbohrungspumpe ist wohlbekannt und ein typisches Beispiel eines solchen Motors, der auf einer Pumpe montiert ist, ist in Figur 2 gezeigt.
Wie im allgemeinen in Figur 2 gezeigt, besitzt eine Tiefbohrungspumpe des Standes der Technik einen Ansauganschluß 103, der an einem Montageteil vorgesehen ist, der zwischen einem oberen Pumpenelement 101 und einem unteren Motorelement 102 positioniert ist, und somit wird, wenn die Pumpe im Betrieb ist, Wasser in einer Tiefbohrung vom Ansauganschluß 103 eingesaugt, wie von Pfeilen angezeigt, wird vom Mehrstufenpumpelement 101 unter Druck gesetzt und wird nach außen aus einem oberen Auslaßanschluß 104 durch ein nicht gezeigtes Auslaßrohr gespeist bzw. geführt.
Figur 3 ist eine Längsschnittansicht eines gekapselten Tauchmotors des Standes der Technik für eine Tiefbrunnenbzw. Tiefbohrungspumpe, die dem zuvor erwähnten Motorelement 102 entspricht. In der Veranschaulichung weist der Motor folgendes auf: eine Statorkammer, die integral durch Schweißen eines Statorkerns 111 konstruiert bzw. gebildet ist, einen Rahmen oder Außenbehälter 112, einen Innenbehälter 113, eine Lastseiten- (oder Pumpenmontageseiten-)Endplatte 114 und eine Gegenlastseiten-Endplatte 115, und zwar zueinander, Lagerbügel 116 und 117, die an einer Lastseite bzw. einer Gegenlastseite der Statorkammer montiert sind, um eine Welle 119 und ein Radiallager 124, 125 zu tragen, einen Rotor 118 und die Welle 119, die eine Rotorvorrichtung bzw. einen Rotator bilden, ein unteres bzw. nach unten gerichtetes Schub- bzw. Axiallager 120, um den Rotator bzw. die Rotorvorrichtung axial zu tragen und ein Schub- bzw. Axiallagergehäuse 121, um das Schub- bzw. Axiallager 120 aufzunehmen bzw. zu enthalten.
Ein Motormontageflansch 122a eines Pumpenansauggehäuses 122, angezeigt durch eine Zwei-Punkt-Linie, ist an einem Pumpenmontageflansch 116a des Lagerbügels 116 des Motors montiert, und somit wird beim Pumpenbetrieb Wasser von einem Pumpenansauganschluß 122b des Pumpenansauggehäuses 122 angesaugt, und zwar zu einem Einlaßanschluß eines (nicht gezeigten) Pumpenkörpers, wie durch Pfeile angezeigt. In der Veranschaulichung bezeichnet das Bezugszeichen 111a eine Statorspulenwindung und 123 bezeichnet ein Leistungs- bzw. Stromkabel.
Im oben beschriebenen gekapselten Tauchmotor des Standes der Technik für eine Tiefbohrungspumpe fließt jedoch, da der Pumpenansauganschluß 122b am Pumpenansauggehäuse 122 vorgesehen, welches wiederum im Lagerbügel 116 montiert ist, beim Betrieb ausgepumptes Wasser an einer Position weit weg von der Wärmequelle, d.h. einer Statorspulenwindung 11a über die Lastseitenendplatte 114, den Gehäuse 116 und den Motormontageflansch 122a des Pumpeneinlaßge häuses 122, daher wird fast kein Kühleffekt auf die Windung lila ausgeübt.
Weiterhin, da das Pumpenansauggehäuse 122 und der Lagerbügel 116 axial verbunden sind, wird eine Axiallänge einer Gesamteinheit unvermeidbar zu lang werden.
Im US-A-2,939,400 ist ein Endglied oder eine Platte über einer Windung vorgesehen, ein Lagerbügel ist unabhängig von der Endplatte vorgesehen, ein Lagerbock bzw. -vorsprung erstreckt sich von einem Lagergehäuse zu einer Rotorkammer hin, wobei das Lagergehäuse von der Endplatte getrennt ist. Die Endplatte dient nicht als ein Pumpenansauggehäuse und kein Wasserkanal wird zwischen der Endplatte und dem Lagerbock bzw. -vorsprung ausgebildet. So mit werden in der Pumpentechnik eine Statorkammer und ein Pumpenansauggehäuse als getrennte Glieder ausgebildet und daher gibt es eine dicke Doppelschalenstruktur zwischen der Statorkammer, wo eine Windung bzw. Wicklung als Wärmequelle existiert und der Ansaugkammer, wo Kühlwasser fließt. Diese dicke Doppelschalenstruktur verhindert die Kühlung der Wicklung bzw. Windung.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen gekapselten Tauchmotor für eine Tiefbohrungspumpe vorzusehen, wobei zusätzlich zur Wärmestrahlung vom Außenumfangsteil des Außenbehälters ein Kühleffekt von der Lastseite verbessert werden kann, wobei weiter eine Axiallänge der Gesamteinheit verkürzt werden kann und wobei die Zahl der Teile verringert werden kann.
Um das zuvor erwähnte Ziel zu erhalten, ist eine Pumpenmontagestruktur für einen gekapselten Tauchmotor für eine Tiefbohrungspumpe vorgesehen, wobei der Motor eine Statorkammer und Lagerbügel aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten der Statorkammer vorgesehen sind, wobei einer der Lagerbügel, der an einer Lastseite des Motors angeordnet ist, einen Pumpenmontageflansch aufweist, um die Pumpe darauf zu tragen; wobei die Statorkammer einen Statorkern, einen Außenbehälter, einen Innenbehälter, eine Lastseitenendplatte und eine Gegenlastseitenendplatte aufweist, die integral miteinander durch Schweißen konstruiert bzw. zusammengesetzt sind,
wobei die Lastseitenendplatte eine Einzeischalenstruktur aufweist, die eine Windung bzw. Wicklung des Statorkerns abdeckt, wobei der Lastseitenlagerbügel einen Lagerbock bzw. -vorsprung aufweist, der sich von einem radial inneren Ende der Lastseitenendplatte zum Pumpenmontageflansch hin erstreckt, wobei ein Wasserkanal zwischen der Endplatte und dem Lagerbock definiert wird, und wobei die Lastseitenendplatte und der Pumpenmontageflansch integral mit dem Lagerbock des Lastseitenlagerbügels ausgebildet sind, wodurch die Endplatte, der Pumpenmontageflansch und der Lagerbock als ein Pumpenansauggehäuse dienen, welches einen Pumpenansauganschluß definiert, und wobei der Pumpenmontageflansch als ein Pumpenkörpermontage flansch ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele können aus den abhängigen Ansprüchen bestimmt werden.
Da die vorliegende Erfindung wie oben beschrieben konstruiert bzw. ausgebildet ist, kann das Pumpenansauggehäuse weggelassen werden und der Pumpenmontageflansch des gekapselten Tauchmotors kann als ein Pumpenkörpermontageflansch ausgebildet werden, der an einer Lastseiten- (Pumpenseiten-)Endfläche des Lagerbügel ausgebildet ist, und zwar mit einem Pumpenansaugeinlaßanschluß darin.
Folglich wird die von einer Windung der Statorspule erzeugte Wärme wirksam durch Wasser gekühlt, welches in den Pumpenansauganschluß fließt, der in dem Lagerbügel ausgebildet ist, und zwar ohne vom Motormontageflansch der Pumpe und vom Pumpenmontageflansch des Motors unterbrochen zu werden, die an dem Lastseitenlagerbügelendteil der Struktur des Standes der Technik vorgesehen sind, und daher wird ein Kühleffekt der Statorkammer von der Pumpenseite oder der Lastseite verbessert.
Wenn weiter die Lastseitenendplatte und der Lagerbügel integral miteinander strukturiert bzw. ausgebildet sind, und wenn der Pumpenansauganschluß aus der Endplatte und dem Lagerbügel gebildet ist, dann wird Wärme, die von einer Windung der Statorkammer im Betrieb erzeugt wird, direkt vom Wasser dissipiert bzw. abgeführt, welches über die Endplatte fließt, welche die Statorkammer bildet, daher wird die Kühlung weiter verbessert.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klarer werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen wird, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mittels veranschaulichender Beispiele gezeigt ist.
Figur 1 ist eine Längsschnittansicht eines Tauchmotors für eine Tiefbohrungspumpe nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 ist eine allgemeine Ansicht, die eine Tiefbohrungspumpe des Standes der Technik und einen Tauchmotor beispielhaft darstellt; und
Figur 3 ist eine Längsschnittansicht, die einen Tauchmotor des Standes der Technik für eine Tiefbohrungspumpe beispielhaft darstellt.
Als nächstes wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Figur 1 ist eine Längsschnittansicht eines Tauchmotors für eine Tiefbohrungspumpe gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In der Veranschaulichung weist die Statorkammer folgendes auf: einen Statorkern 1, einen Rahmen oder Außenseiten- bzw. Außenbehälter 2, einen Innenseiten- bzw. Innenbehälter 3, eine Lastseiten-(Stromkabelauszugsseiten)Endplatte 4 und eine Gegenlastseitenendplatte 5, welche integral miteinander durch Schweißen, wie im Fall des Standes der Technik (Figur 3), verbunden sind. Jedoch ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Lastseitenendplatte 4 integral mit dem Lagerbügel des Standes der Technik (116 in Figur 3) ausgebildet, ein Montageteil für ein Leistungsbzw. Stromkabel 6 ist am oberen und radial äußeren Teil davon ausgebildet, und ein Lagerbock bzw. -vorsprung 4a, um ein Radiallager 7 und eine Wellendichtung 8 zu montieren, ist integral am Mittelteil davon ausgebildet, und die Lastseitenendplatte 4, die integral mit dem Lagerbügel ausgebildet ist, ist derart strukturiert bzw. aufgebaut, daß sie als das Ansauggehäuse dient, welches den Pumpenansauganschluß 5 enthält. Weiter ist der obere Endteil des Innenbehälters 3 an den inneren Endteil des Lagerbocks 4a des Lagerbügels geschweißt, der integral mit der Lastseitenendplatte 4 ausgebildet ist.
Ein Pumpenmontageflansch 4d ist an einem Plattenteil 4b montiert, der den Lastseitenendteil der Statorkammer durch eine Rippe 4c definiert, wobei der Pumpenkörpermontageflansch 4d am Lastseitenende des Lagerbügels ausgebildet ist. Dann bezeichnet in der Veranschaulichung das Bezugszeichen 9 einen Rotor, 10 bezeichnet eine Welle und 11 bezeichnet ein Schub- bzw. Axiallager.
Da die Konstruktion wie oben beschrieben ist, wird von einer Windung 1a in der Statorkammer erzeugte Wärme direkt durch das Wasser dissipiert bzw. abgeleitet, welches durch den Pumpenansauganschluß 5 fließt, der direkt über dem Endplattenteil 4b positioniert ist, und zwar wie durch Pfeile angezeigt, wobei somit eine Kühlwirkung verbessert wird.
Da auch der Raum zwischen der Endplatte 4 und und der oberen Endfläche des Statorkerns 1 um den Lagerbock 4a herum radial nach innen soweit wie die Außenfläche des Lagerbockes 4a ausgedehnt wird, kann er relativ weit gemacht werden, so daß ein Freiraum verfügbar ist, um einen Auslaßanschluß für das Stromkabel 6 aus der Statorkammer vorzusehen, und auch um das Kabel 6 und die Statorwindung 1a darin zu verbinden. Da weiterhin ein Pumpenansauggehäuse nicht speziell zusätzlich zum Lagerbügel erforderlich ist, anders als in der Struktur des Standes der Technik, kann nicht nur die Einheit axial verkürzt werden, sondern auch kann die Anzahl der Teile verringert werden.
Wie oben beschrieben, werden gemäß des gezeigten Ausführungsbeispiels die folgenden Effekte sichergestellt werden:
(i) ein Pumpenansauganschluß ist in einem Lastseitenlagerbügel eines Tauchmotors für eine Tiefbohrungspumpe ausgebildet, und der Lagerbügel ist ausgeführt, um als ein Ansauggehäuse mit einem Pumpenansauganschluß zu dienen, daher kann ein Pumpenmontageflansch als ein Pumpenkörpermontageflansch ausgebildet sein, und kann an einer Lastseiten-(Pumpenseiten-)Endfläche des Pumpenansauganschlusses des Lagerbügels ausgebildet werden, und somit sind die Montageflansche für eine Pumpe und einen Motor, die am Lastseitenlagerbügelendteil in der Struktur des Standes der Technik ausgebildet sind, nicht insbesondere erforderlich. Daher wird die von einer Mündung in der Statorkammer im Betrieb erzeugte Wärme wirkungsvoll vom Wasser dissipiert bzw. abgeführt, welches durch den Pumpenansauganschluß hindurchgeht, der im Lastseitenlagerbügel ausgebildet ist, und ein Kühleffekt von der Lastseite der Statorkammer kann dementsprechend verbessert werden.
(ii) Da ein Pumpenansauggehäuse nicht zusätzlich zum Lagerbügel erforderlich ist, kann nicht nur eine axiale Länge der Einheit verkürzt werden, sondern auch die Anzahl der Teile kann verringert werden.
(iii) Da die Lastseitenendplatte, die die Statorkammer bildet, und der Lagerbügel integral miteinander ausgebildet sind, um ein Ansauggehäuse mit dem Pumpenansauganschluß zu bilden, wird der Pumpenansauganschluß direkt über der Windung in der Statorkammer positioniert, die als eine Wärmequelle wirkt, und somit kann ein Kühleffekt von der Lastseite der Statorkammer weiter verbessert werden.
(iv) Da der obere Endteil des Innenbehälters am Innenendtell des Lagerbocks des Lagerbügels angeschweißt ist,der integral mit der Lastseitenendplatte ausgebildet ist, kann die Axiallänge des Innenbehälters verkürzt werden, und daher kann die Axiallänge der Einheit weiter verkürzt werden.
(v) Da der Statorraum zwischen der Lastseitenendplatte und der Oberfläche des Statorkerns um den Lagerbock herum relativ breit gemacht werden kann, ist leicht Raum verfügbar, um einen Auslaßanschluß des Stromkabels vorzusehen, und um das Kabel und die Statorwindung darin zu verbinden, ohne axial die Statorkammer zu verringern.
Obwohl das veranschaulichte Ausführungsbeispiel der Lastseitenendplatte integral mit dem Lagerbügel ausgebildet ist, können sie getrennt ausgebildet sein, und auch wenn sie getrennt ausgebildet sind, können die obigen Effekte (i) und (ii) erhalten bzw. erreicht werden.

Claims

1. Pumpenbefestigungsstruktur für einen gekapselten Tauchmotor (102) für eine Tiefbrunnenpumpe (101), wobei der Motor eine Statorkammer und Lagerbügel (116, 117) auf gegenüberliegenden Seiten der Statorkammer aufweist, wobei einer der Lagerbügel (116, 117) auf einer Lastseite des Motors (102) angeordnet ist und einen Pumpenbefestigungsflansch (4d) umfaßt zum Tragen der Pumpe (101) daran; wobei die Statorkammer einen Statorkern (1), ein Außengehäuse (2), ein Innengehäuse (3), eine lastseitige Endplatte (4) und eine der Lastseite gegenüberliegende Endplatte (5) aufweist, die durch Schweißen integral miteinander ausgebildet sind,

wobei die lastseitige Endplatte (4) eine einzige Mantel- oder Gehäusestruktur aufweist, die eine Windung (1a) des Statorkerns (1) abdeckt, wobei der lastseitige Lagerbügel einen Lagervorsprung bzw. -ansatz (4a) aufweist, der sich von einem radial inneren Ende der lastseitigen Endplatte (4) zu dem Pumpenbefestigungsflansch (4d) erstreckt, welcher einen Wasserkanal zwischen der Endplatte (4) und dem Lagervorsprung bzw. -ansatz (4a) definiert, und wobei die lastseitige Endplatte (4) und der Pumpenbefestigungsflansch (4d) integral mit dem Lagervorsprung bzw. -ansatz (4a) des lastseitigen Lagerbügeis ausgebildet sind, wodurch die Endplatte (4), der Pumpenbefestigungsflansch (4d) und der Lagervorsprung (4a) als Pumpenansauggehäuse dienen, welches einen Pumpenansauganschluß (5) definiert, und wobei der Pumpenbefestigungsflansch (4d) als ein Pumpenkörperbefestigungsflansch aufgebaut bzw. ausgebildet ist.

2. Pumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 1, wobei ein Befestigungsteil für ein Leistungskabel (6) des Motors am oberen und radial äußeren Teil des Lagerbügels vorgesehen ist, und wobei ein Lagervorsprung bzw. -ansatz (4a) zum Tragen eines Radiallagers (7) und einer Welle (10) des Motors integral am Mittelteil des Lagerbügels ausgebildet ist.

3. Pumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 2, wobei der obere Endteil des Innengehäuses (3) an den inneren Endteil des auf dem Lagerbügel ausgebildeten Lagervorsprungs bzw. -ansatzes (4a) geschweißt ist.

4. Pumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 2, wobei der Pumpenbefestigungsflansch (4d) am lastseitigen Ende des Lagerbügels mittels einer Rippe (4c) getragen wird, welche auf einem Plattenteil vorgesehen ist, der ein lastseitiges Ende der Statorkammer definiert.

5. Pumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 2, wobei ein Statorraum zwischen der lastseitigen Endplatte (4) und einer oberen Endoberfläche bzw. Endfläche des Statorkerns (1) vorgesehen ist und sich radial soweit nach innen erstreckt wie die Außenoberfläche des Lagervorsprungs (4a)

6. Pumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 5, wobei eine Leistungskabelherausführungsöffnung bzw. ein Leistungskabelherausführungsanschluß aus der Statorkammer in dem Statorraum vorgesehen ist.

7. Pumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 6, wobei das Leistungskabel (6) und eine Windung (1a) der Statorspule in der Statorspule verbunden sind.