DE832404C - Durch eine Welle von ueber Tage angetriebene Tiefbrunnenpumpe - Google Patents

Description

• Durch eine Welle von über Tage angetriebene Tiefbrunnenpumpe Piir die Wasserförderung aus tiefen Brunnen wverden außer den mit ihrem elektrischen Antriebsmotor unmittelbar zusammengel)aute:nUnterwasserpumpen auch Kreiselpumpens verwendet, die im Brunnen eingebaut sind und von über Tage mittels einer langen Welle angetrieben werden. Die Pumpe ist unmittelbar mit der Welle gekuppelt, die infolgedessen mit Gier gleichen Drehzahl wie die Pumpe umläuft. Einderartiger Antrieb weist verschiedene Nachteile auf. Wegen ihrer großen Länge kann die Welle keine höhere Drehzahl als etwa 1500 U/min erhalten, was bei größeren Pumpenleistungen, wie sie bei Tiefbrunnen im allgemeinen üblich sind, eine hohe Stufenzahl und einen urgünstigen Durchmesser der Kreiselpumpe ergibt. Hinzu kommt. daß die Wellenleitung wegen ihrer großen Länge aus zahlreichen einzelnen, miteinander gekuppelten Teilen zusammengesetzt wenden muß und viele Lagerstellen erfordert, die dem Verschleiß ausgesetzt sind. Außerdem muß die Drehzahl der Wellenleitung immer unter der kritischen Dre'hza'hl gehalten werden, so daß auch aus diesem Grunde die Pumpendrehzahl .nicht so hoch gewählt werden kann, wie es mit Rücksicht auf die Förderleistung notwendig wäre. Besonders empfindlich sind derartige Wellenpumpen, wenn die Bohrlöcher nicht genau senkrecht oder etwas gekrümmt verlaufen, in welchem Falle eine Wellenpumpe praktisch nicht eingebaut werden kann oder einem raschen, überaus starken Verschleiß ausgesetzt ist. In derartigen Fällen können nur die elektrisch angetriebenen Unterwasserpumpen .benutzt werden, deren Anwendung aber namentlich ,im Ausland) nicht immer möglich ist, da hier die notwendige elektrische Energie nicht vorhanden ist, deren Erzeugung durch von Brennkraftmaschinen angetrie-

  heue Stromerzeuger viclfaoh zti kostspielig iitr(l für

  gewisse 1#.@portl:ita(ler auch zu verwickelt ist.

  Aufgabe der 1?rfindung ist :s, die Nachteile des

  bekannten Antriebes (leg "hiefl)rtniiictikreisell)itml)en

  von über Tage mittels einer \\'ellenleitung zu- v:s--

  meiden unkt einen für derartige Zwecke geeigneten

  :\ntriel) zu schaffen, der auch bei ungünstigsten Ver-

  hältnissen und großen Pumpenleistungen einen ein-

  \vallKlfreieti Betreell ermöglicht. Gemäß der Erfin-

  dung wird im Brunnen eine schnell laufende Kreisel-

  pumpe vorgesehen, die durch ein übersetzungs-

  getriebe niit der von über Tage angetriebenen lang-

  sam umlaufenden Welle gekuppelt ist. Das Cber-

  setzungsgetriebe hat zweckmälii@g ein liolies Vller-

  setzurrgsverhältnis, und seine antreibende und ab-

  treibende Welle liegen gleichachsig zueinander. Vor-

  ztigsiveise wird hierfür ein gleichachsiges @etriel>,^,

  verwendet, es können aber auch andere Getriehc-

  hauarten mit @gleicliaclisigeri'\Velaen für den Antrieb

  (leg schnell .laufenden Kreiselpumpe benutzt wer-

  den. Derartige Getriebe haben bei überaus geringen

  .\Illllesstlngen ein Vbersetzungsverhältnis von min-

  (lestCl1s t : 2o, sie arbeiten aber auch. mit Cher-

  cinwan(lfr(si und

  setzullgell voll i : 50 ,bis 1 : 500

  haben sich in der Praxis "gut bewährt. Die über (las

  Getriebe angetriebene schnell laufende Kreisa-

  pumpe kann ohne weiteres eine Drehzahl bis etwa

  doof> Uniin haben,während die ol)erliall)derl'umpe

  zweckmäßig innerhalb der Steigrohrleitung ein-

  gebaute Welle entsprechend (lern hohen tTl)er-

  setZulläSverliältn.is des Getriebes nur eitle sehr ge-

  ringe Drelizahl ausführt. Die langsam umlaufende

  \\'ellctileituitgkann infolgedessen bedeutend weniger

  1.agerstelle.n erhalten, als wenn sie in der üblichen

  \\'eise finit der Pumperiidrehzahl urn.läuft, in ivclchean

  I# ahle die Entt-fernumg der Lagerstellen im allgemei-

  nen etwa 1,3 m beträgt. Statt dessen 'kann wegen

  (leg geringen Drehzahl der Wellenleitung der Ab-

  stand der einzelnen Lagerstellen ein Mehrfaches

  (fieser 1»slatig üblichen Entfernung betragen, bei-

  spielsweise etwa 5 bis () m (11 ew:illlt werden, was

  etwa den normalen Fabrikationslängen der einzelnen

  Itolirschüsse,(leg Steilgrohrleitunig entspricht, so (saß

  sioli für jede Steigrohrlänge nur- j#iite Lagei-stel-lc

  (leg \Vellenleituttg ergibt. Die Wellendeittliig wird

  zweckmäßig aus einzelnen Abschnitten von etwa

  (leg gleichen Länge von beispielsweise 5 bis 6 in

  zusammengesetzt. Dieeinzelnen-\1)schnittel)raticlien

  dann tiair einmal gelagert ztt werden und können

  wegen der geringen Drehzahl ohne Scliwierigkeit#-ii

  (furch nachgiebige Kupplungen miteinander ver-

  hunden werden, so daß in Tiefbrunnen, <sie nicht

  genau senkrecht oder gekrümmt gebohrt sind, ein

  einwandfreier Betrieb der Pumpe auch für größte

  l,'i'')r(lerleistungen ermöglicht wird.

  Es empfiehlt sich, die Lagerstellen der \Vellen-

  leitung nachgiebig auszubilden, z. B. aus Gummi

  herzustellen. Derartige nachgiebige Lager sind ge-

  rade bei der niedrigen Drehzahl der Wellenleitung

  gilt geeignet, und das ,bei ihnen vorhandene große

  Lagerspiel kann ohne weiteres in Kauf genommen

  werden, wälireti@d derartige Lager bei dein bisher

  üblichen kurzen Abstand der Lagerstellen bei den

  nornialenWellenkreiselpunipen, derenWelleitleitung

  mit der 1'unil)en(Ii-elizaltl unil:itift, praktisch nicht

  verwendet werden konnten. I )fiese liachgiel»gen

  Lager haben den großen Vorte il. (lall sie gereu Sand

  und s(-),listige =inl-\\'arser ,ntbaltcne Beilnengungeil

  unempfindlich sind, \vie sich (lies ini Schiffbau ge-

  zeigt hat. so daß keile »t#iinenswerter Ve rschleil3 all

  i 'liiieii auftritt. L.iti weiterer Vorteil besteht darin.

  (saß die einzelnen @tcigr(illrl:ing.en all den V(-r-

  1)iIlKhingSstelleil nicht genau lwarbeitet zu wer;kn

  brauchen, da et\\-aig(- l'ngenauigkeiteit bei

  geringen \Vellendrehzalil (furch dic# nachgiel»gen

  1-ager leicht atis@geglielnvii wer(lvii können.

  Wegen der holien 1)relizahl der Pumpe wird durch

  (sie .=\ntriol)scinrichtung gemäti (leg l?rtiniduilg bei

  gegebenem Durchmesser (res Bohrloches c ine wesent-

  lich größere Pumpenleitung hei geringerer Stufen-

  zahl als bisher erzielt, da (sie I,ür(lernietige der

  Drehzahl proportioltal ist und die I,ördei-liölie

  (luadrati,sch mit (leg Drehzahl \v:iclist. Die einzelnen

  Abschnitte (leg Steigr(lhrleitung und Wellenleitung

  können so lang lwtnessc-ii sein, wie sie den üblichen

  Vah.rikatiönslängen entsprechen. l)ie innerhalb der

  Steigrohrleitung eingetraute \\'elletlleitung wird

  zweckni:ißiig aus Rohren gel»1(let. einerseits um (las

  Gewicht der Wellenleitung gering ziv halten und

  andererseits uni durch die Bohle \\'elle dein Ge-

  triebe das nötige Ö1 zuzuführen. Befindet sich (si(I

  Pumpe mit ihrem Getriebe unterhalb des \\'asse;-

  spiegels, so wird der ()lstand in dein Wellenrohr

  zweckmäßig höher als (leg \\-as;ersl)iegel ein

  Brunnenschacht gewählt. damit das 01 in (lein Ge-

  triebegehäuse unter einem gewissen Überdruck

  , - v übt, durch den das 1, indl #, vo 1i \Vasser all

  den Wellendurchführun-t#ii des ('ietriel>es) ver-

  hindert wird. Die aus Rohren gebildete Wellen-

  leitung kann als schwimmendes Gestälige ans-

  gebildet werden. tirn zus:itzlicli eine gewisse 1?ilt-

  lastung ihrer Traglagertiiig zu :#rnli>glichen.

  Die Pumpe wird voll einer über 'Gage aut-

  gestellteiii Kraftquelle, z.13.@iil@ill 1)ieselniotor

  o. d,gl., angetrieben. Falls (sie Punipe mir eiin#,ii ver-

  hältnismäßig gei-:ngen Kraftbedarf hat, kann sie

  beim Versagest des _\iitriebsnlotors firn Notfall

  auch vonHand oder illitt(#ls rin-es(;@ilrels an-etrieln»

  werden. lnl (-#eg(-ns.itz zti (len anderen \Velleii-

  pumpen mit unmittelbarer Kupplung von Punipe

  und Wellenleitung kann bei (leg .\ntriel)ceinricli-

  tung gemäß der Erfindung (leg .\tts- und Einbau

  ohne weiteres von usigeleriitellKl-;iftenvorgenomnieii

  werden. Trotz \'erivt-n(lun<@ eines zusätzlichen 1`l): r-

  setzungsgetriebes ist die gemäß der Erfindung

  mit einer langsam laufeildeii .\litrichswelle ver-

  seheike 'I@icfllrtinnenl>timl>(# billiger als (sie bisher

  bekannten \usführungen. Viel weiterer Vorteil

  besteht in der Ermügliclitiiig einer wesentlich

  größeren Einbautiefe als bisher. da sich für die

  Lagerungen der langsam laufenden \\'ellenleitun;g

  auch bei großer Länge keiric Schwierigkeiten er-

  geben.

  Inder Zeichnung sind verschiedene.\usführungs-

  beispiele der Erfindung dargest(#llt. Nach Fig. i ist

  die für den Betrio1) finit liolien Drehzahlen atis-

  gel)il(lete @reisel[)um[><# t in einen Tiefbrunnen ein-

  gebaut. Die Pumpenwelle 2 ist über ein gleich-

  achsiges Getriebe 3 mit der gleichachsig zu ihr

  liegenden Wellenleitun g 4 g,kttppelt, die Über Tage

  Über ein Kegelgetriel>, j von einem beliebigen .\n-

  triel)sniotoi- angetrieben wird. Die \Vellenleitutig 4

  ist innerhalb des Steigrohres (-) geführt, das Über

  ein (las gleichacbsi,ge ( ;etriehe 3 ttnischl@ießenules

  Zwisclicnstiicl: 7 :([1 (lern Gehäuse der l'unipe i an-

  geflanscht ist. I)ie \\-ellenleitung.f ist mittels nach-

  ;;iel)iger Lager 8 in (lern Steigrohr (> [;clagert tttt,(1

  bestellt aus einzelnen Abschnitten, die durch eine

  nachgiebige Kupplung () miteinander verbunden

  sind. ()ie \\'ellenleitung 4 ist hohl und lestelit bei-

  aus, holiren, die gleichzeitig zur Zu-

  fülirunig des Sclimit#riiles für (las gleichacdisige

  Getriebe3 (liehen. Der C)lsl»egel to befindet sich 111

  der Wellenleitung 4 so Boch Über (lern Wasser-

  spiegel i i im lirunnenschaclit. d.a13 das 0,1 in dein

  Getriebegehäuse unter einem hydrostatischen (il)er-

  druck steht, s() (1a13 kein Wasser an den Wellen-

  durclifiilirtin<geu in <las Getriebegehäuse .;indringen

  kann. Das Getriebe 3 ist :in seinen beiden gleich-

  aclisigeti \\'ellenc[urchfüliruugen (lurch je eine Ring-

  kanitner t? abgedichtet. die durch einen Kanal 13

  niit (lern Brunnenschacht in offener ' Verbindung

  steht, so daß (las Getriebe nur gegen den Druck im

  liruittieti@ und nicht gegen Aden hohen hcirderdrttck

  der 1'urnpe abgedichtet zti werden braucht.

  Die Lagerungen 8 (ler \Vellenleitung bestehen

  aus Gummi. Die Kupplungen o der einzelnen

  Wellenabschnitte sind ebenfalls Gummimtiffen-

  l:u[>[>lungen,s(> (1a13 (lie\\-ellenleitung.t eine gewisse

  Nachgiebigkeit hat. uni etwaige Krümmungen des

  Brunnenschachtes ausgleichen zti können. Sind hier

  stärkere Krümmungen vorhanden. so ennpfiehlt es

  sich, die einzelnen kohrschiisse -durch Kardan-

  gelenke miteinander zu verbinden, wobei dann die

  Zuführung des O1es zum Getriebe 3 etwa:

  andere Ausbildung erhält.

  l)as Getriebe 3 hat ein l'1>ersetzungsverhä ltnis

  v011 etwa i : ?<. liei eitler I'unil)eti<lrehzali.l von

  etwa 40o() lT/niiii ergibt sich für die Wellenleitung

  eine Drehzahl von etwa 140 U/min. Bei dieser ge-

  ringen Drehzahl treten innerhalb des praktisch in

  Frage kommenden I )relizalidl)ereiches keine kri-

  tischen Schwingteigen in der Wellenleitun- auf,

  wenn. diese aus handel,si:ihlichen Rohrlängen von

  etwa 5 bis f) in hergestellt wird.

  Bei vier in hig. 2 1>eisl>ielsiveise dargestellten

  Ausfiihrungsforin ist an die Pumpe i ein Satig-

  rolir 14 angeschlossen. (las eine Länge von etwa f

  bis 7 m hat. Um die Länge dieses Saugrohres wird

  (las Steigrohr <> verkürzt, so <aß auch die \\%elleti-

  leituirg 4 mit ihren Lagerungen b entsprechend

  kurzer wird. Die Anordnung des Saugrohres 14 hat

  den weiteren \%oe-teil, daß die Pumpe i mit ihrem

  Getriebe 3 oberhalb des \Vassersl)iegels t t liegt, so

  daß eine besondere Abdichtung der \Vellendurch-

  führungen des Getriebes 3 erspart werden kann. Die

  übrigeAushildung entspricht derjenigen gemäß dem

  :\tisfiilirungsl)eisi)iel der Fig. i.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Durch eine Welle von über Tage angetrie- bene Tiefbrunnenpumpe, dadurch gekennzeich- net. (laß eine im Brunnen angeordnete schnell laufende Kreiselpumpe durch Ürhers2tzun#s- getriel>e mit der von über Tage airgetriel>°nen langsam umlaufenden Welle gekuppelt ist. =. Tiefbrunnenpumpe nach Anspruch, t, da- durch gekennzeichnet, claß die antreibende und a@l>treibende Welle des vorzugsweise als gleich- achsiges Getriebe ausgebildeten VI>ersetzungs- getriehes gleichachsig sind. 3. Tiefbrunntenpumpe nach Anspruch t und z, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungs- verhältnis des Getriebes größer als 1 :20 ist. Tiefbrunnenpumpe mach Anspruch t, da- .durch gekennzeichnet, daß die Lagerungen der Antriebswelleeinen an:näherudidenRohrschüssen des Steigrohres entsprechenden Albstanid von- einander haben. 'I'iefürunnenl)#umpe nach Anspruch .4, da- .durch gekennzeichnet, d aß cüe:Antriel>swelle aus einzelnen, durch nachgiebige Kupplungen mit- einander verbundenen Teilen besteht. (i. Tiefbrun.nenpumpe nach Anspruch t, da- durch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle mittels nachgiebiger Lager, vorzugsweise aus Gummi o. dgl., im Steigrohr geführt ist. j. 7'iefl)ruirneupumpe nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, (laß die Antriebswelle hohl atisgel)i,ldet ist und aus ein,r Rohrleitung @bestolit, die zur Zuführung von 01 zum Getriebe dient. S. 'l'iefl>runinenpumpe nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß die gleichachsigen Wellendurchführungen desi Getriebes durch Rin,gkatninern abgedichtet sind, die mit dem Brunnenschacht in offener Verbind-ung stehen. Tiefl>runtienptimpe nach .Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, @daß die Pumpe mit einem Saugrohr versehen und mit ihrem Getriebe oberhalb des Wasserspiegels angeordnet ist.