DE8617489U1

DE8617489U1 - Rohrförmiges Pumpenaggregat mit Antriebsmotor

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Publication number: DE8617489U1
Application number: DE8617489U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1990-11-15
Anticipated expiration: 1996-07-02

Description

Patentanwälte *'4eM*Güt»r«loh1,V»nn«treB«e,Po«tf»ch24

Teuton: (O 52 41) 130 54

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Herr

Heinrich J. Lettmann Im SchiIffeld 19

4840 Rheda-Wiedenbrück 10

Rohrfc.irriges Pumpenaggregat mit Antriebsmotor 20

Die Erfindung betrifft ein in eine Förderleitung einfügbares Pumpenaggregat mit elektrischem 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 Pol schuhen ver- sehenen Stator sowie einen in diesem drehbar gelagerten als Kurzschlußläufer ausgebildeten Rotor aufweist.

Zur Förderung von Flüssigkeiten wie Wasser oder Erdöl, werde« Bohrlöcher bis in u.U. größte Teufen niedergebracht und - soweit die Flüssigkeit nicht unter ihrem natürlichen Druck an die Ober-

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fläche kommt - mit Pumpen versehen, die die Flüssigkeit fördern. Dabei ist zu beachten, daß aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten Pumpen eine durch den äußeren Druck begrenzte Saughöhe haben und bei großen Teufen diese Pumpen als Druckpumpen eingesetzt werden müssen- Darüber hinaus sind derartige Pumpen im Durchmesser dem engen Bohrloch anzupassen. Es ist bekannt, hierzu Pumpen mit halbachsialen Laufrädern als Kreiselpumpen oder Schraubenpumpen einzusetzen, deren Antriebsmotor über Tage angeordnet ist und über ein langes, die Drehung übertragendes Ge- stange, 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. ts ist darüber hinaus auch bekannt, rohrförmig ausgebildete Motoren mit einem dem engen Bohrloch angepaßten Durchmesser 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 lieh, jedoch müßte dann der Antriebsmotor für die entsprechende Leistungsabgabe ausgelegt sein. Das Einfügen der bekannten Pumpenaggregate 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» ddß es in eine Förderrohrleitung ohne den Motor umgehende Umwegsleitung eingefügt werden kann und der An triebsmotor unmittelbar die ihm zugeo*dnete/-en PumpeZ-sn 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

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Rotor des Antriebsniotors des in die Förderleitung einfUhrbaren Pumperiäggregats direkt öder abtreibende Kraftübertragungsglieder mit der⁴ /den Rötör/-efi der axial fördernden Pümpe/-n verbunden ist j wobei der Rotor des Antriebsmotors einen die kurzgeschios sene Rotorwicklung zwischen den Pol schuhen 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 Höhl räum verfügbar 1st. 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 besondere Konstruktion des Rotors überflüssig.

Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß die Pumpe/-n als Turbinenpumpe ausgebildet ist/sind, deren Schaufel kränze abwechselnd mit dem Rotor des Antriebsmotors als Laufschaufeln und mit dem Gehäuse bzw. Stator des Antriebsmotors als Leitschaufeln verbunden sind. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß die als Turbinenpumpe ausgebildete Pumpe im rohrförmigen Inneren des Rotors angeordnet ist, wobei die Laufschaufel kränze auf der inneren Oberflä- ehe des Rotors angeordnet sind und die Leitschaufel kränze auf einen mit dem Gehäuse des Antriebsmotors fest verbundenen axial im Innenraum des Rotors verlaufenden stabförmigen Halter angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird ein Förderaggregat vorgeschlagen, bei dem rotierende Laufschaufeln eine Impulsübertragung auf das zu fördernde Medium bewirken und den rotierenden Laufschaufel kränzen nachgeschaltete Leitschaufel kränze 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-

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häusefeste Ümienkorgane das geförderte Medium zum Zentrum des nächsten Laufschaufelkranzes zurückführen» öle Anordnung im rohr-^ föraigen Innenraum des Antriebsmotors bedingt _f daß die Laufschau= fein direkt auf der inneren Oberfläche des Rotors angebracht sind und frei im Fördermedium rotieren. Der zentral im Innenraum angeordnete stabförmige Halter ist über entsprechende Halteglieder mit dem Außengehäuse des Antriebsmotors bzw« mit dessen Stator verbunden und mit Leitschaufel kränzen besetzt, so daß jeweils einem Laufschaufel kranz ein Leitschaufelkranz folgt. Die Winkel - ansteliung der Laufschaufeln bzw. der Leitschaufeln entspricht dabei den üblichen Ausführungen von Turbinenpumpen. Der axial im Innenraum des Rotors verlaufende stabförmige Halter ist vorteilhafter Weise beidendig über Haltestücke mit dem Gehäuse des Antriebsmotors 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 behindern. Um eine unerwünschte Schwingungsübertragung zu verindern, ist darüber hinaus eine in den Haltegliedern vorgesehene elastische 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 Wendel körper eine Pumpenwendel angeordnet ist und wobei der Wendel körper 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 Wendelkörper mit dem Rotor verbunden ist und die Pumpenwendel über Haltestücke gehäusefest angeordnet ist. Schließlich wird vorgeschlaj gen, daß zwischen dem Endstück des Kerns der Pumpenwendel und dem Haltestück eine elastische Einlage vorgesehen ist. Dieser Vorschlag ist darauf abgestellt im rohrförmigen Inneren des Rotors des Antriebsmotors eine Schraubenwendel pumpe anzuordnen, wobei

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^s entsprechend den Gegebenheiten der Wendel körper mit dem Rotorkörper Verbunden ist» Die Pumpenwendel selbst ist bei dieser Anordnung gehäusefest angeordnet; dadurch ergibt sich die Verdrehbarkelt beider relativ zueinander. Die Pumpenwendel selbst trägt auf einen Kern die schraubenförmige Pumpenwendel, die mit der Gegen-wendel des Wendel körpers zusammenwirkend die Förderung des Mediums bewirkt. Die Enden des Kerns der Pumpenwendel sind in HaltestUcken angeordnet, die fest mit dem Gehäuse bzw. dem Stator des Antriebsmotors in Verbindung stehen, so daß die Pum penwendei gehäusefest ist. Die Haltestücke selbst besitzen freie Querschnitte und erlauben somit das Durchströmen der geförderten Flüssigkeit. Zur Unterdrückung von Schwingungen ist es vorteilhaft, 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 unterbrochen ist.

Eine Weiterbildung ist dadurch gegeben, daß der Rotor des Antriebsmotors 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 Antriebsaggregat, unabhängig davon, ob in seinem rohrförmigen Inneren 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 inneren 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- bzwv

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- nachgeschaltete Pumpe eine Turbinen-' oder PropelleF-Pumpe ist, wobei deren Pumpengeha'use rohrförmig ausgebildet und auf seiner Innenseite mit den Leitschaufel kränzen versehen ist und wobei der über das/die Kraftübertragungsgiied/-er mit dem Rotor des Antriebsmotors verbundene Pumpenrotor konzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet und mit den Laufschaufel kränzen versehen ist. Durch diese Ausbildung ist es möglich, die vor- bzw. nachgescnaltete Pumpe als Propeller- oder Turbinen-Pumpe auszubilden; selbstverständlich ist auch hier eine halbaxiale ein- oder mehrstufige

1Ö Kreiselpumpe als Turbinen- bzw. Propeller-Pumpe anzusehen. Im Gegensatz zur Anordnung dieser Pumpenkonstruktion im rohrförmigen inneren des Rotors des Antriebsmotors sind hier die Leitschaufel -kränze auf der Innenseite des rohrförmigen Pumpengehäuses vorgesehen, während sich Laufschaufel kränze auf einem konzentrisch im Gehäuse angeordneten Purnpenrotor befinden uns zwar so, daß Lauf-' schaufel kränze und Lei tschäufel kränze sich abwechseln. Der Pumpenrotor seinerseits ist über ein Kraftübertragungsglied mit dem Rotor des Antriebsmotors verbunden, so daß der Antrieb des Pumpenrotors durch den Antriebsmotor gewährleistet ist. Zwischenge- schaltete Halteglieder oder das Kraftübertragungsglied mit dem Pumpenrotor bzw. dem Rotor des Antriebsmotors verbindende Zwischenglieder sind dabei so ausgebildet, daß sie hinreichend freien Querschnitt für das bei der Förderung strömende Medium aufweisen. 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 Wendel körper versehen ist und wobei der über das/die Kraftübertragungsgiied/-er mit dem Rotor des Antriebsmotors verbundene Pumpenrotor exzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet und mit der Pumpenwendel versehen ist- Diese dem Antriebsmotor vor- bzw. nachzuschaltende Schraubenpumpe ist

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in der herkömmlichen Weise aufgebaut: Der Schraubenkörper ist gehäuse- bzw. gestellfest, da er mit dem Außengehäuse der Pumpe verbunden ist· Exzentrisch im Inneren des Wendel körpers ist die Pumpenwendel angeordnet, die bei dieser Ausführung den Pumpenrotor darstellt. Der Pumpenrotor ist über das Kraftübertragungsglied mit dem Rotor des Antriebsmotors verbunden, wobei das Kraftübertragungsglied auf die Exzentrizität abgestellt ist. Dazu ist das Kraftübertragungsglied vorteilhaft als Gelenkwelle ausgebildet. Auch hier ist die Befestigung des Kraft"jertragungsgliedes am Rotor des Antriebsnotors über entsprechende Halteglieder so ausgebildet, daß hinreichend freie Querschnitte für die Durchströmung offenbleiben. Dazu kann das Halteglied mit entsprechenden Öffnungen versehen sein oder z.B. aus drei um 120° gegeneinander versetzten Stegen bestehen. Es versteht sich von selbst, da3 die Ausbildung des Haltegliedes den zu übertragenden Kräften entspricht.

Zur Vermeidung von Schwingungen ist es vorteilhaft eine einem Antriebsmotor 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 zugeordneten 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 Schraubenwendel 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. Di» einander entgegengesetzten Drehrichtungen spielen da besu-"<ers bei hochtourigen axial förderenden Turbinen-' öder Propeller-Pumpen eine Rolle. Bei der Excenterschraubenpumpe mit ihrer niedrigen Drehzahl ist hingegen die Förderrichtung im entgegengesetzten Drehsinn entscheidend für die

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Beruhigung.

Zur Förderung von Medien mit unterschiedlichen Dichten und/oder unterschiedlichen Viskositäten ist es vorteilhaft, daß die FeIdspulen des Stators des Antriebsmotors und die Rotorwicklurvgen des Rotors und damit die Anzahl der Pol schuhe von Stator und Rotor mehrpolig ausgebildet sind. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, 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 Pol zahl hat dabei im allgemeinen eine niedrige Drehzahl zur Folge, was besonders vorteilhaft für Excenterschraubenpumpen ist. Der Betrieb des Antriebsmotors mit einem Wechsel- bzw. Mehrphasenstrom höherer Frequenz (und dabei geringer Polzahl) bewirkt eine für Turbinen- bzw. Propeller-Pumpen geeignete hohe Drehzahl. Bei unterschiedlichen Visko-itäten 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 Figuren 1 bis 6 beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 : Eine Rohrleitung mit eingefügtem Pumpen-³^

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 Schraubenpumpe, Längsschnitt.

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Die Figur 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 saugseiti ge Förder1 eitungsstück 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 Förderleitung 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 einzufügenden Motorgehäuse 11 sind die Polschuhe 11.1 des Stators angeordnet, r*ie von der Statorwicklung 11.2 umgeben sind. Die Anzahl der Pol schuhe und der Statorwicklungen richtet sich selbstverständlich 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 Kurzschlußläufer auszubilden, als Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurzschlußläufer und - zur Reduzierung der Drehzahl für langsam laufende Pumpen mit einer vermehrten Anzahl von Pol schuhen zu ver- sehen. In dem Stator 11 ist der Rotor 12 angeordnet, der nach außen zum Stator gerichtet» Pol schuhe 12.2 aufweist, die voneinander durch die die Rotor-Wicklung darstellenden Stäbe 12.2, die untereinander kurzgeschlossen sind, getrennt sind. Beidseitig angeordnete axial- und/oder Radi al kräfte 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 inneren Hohlraum 19 aufweist. Beidendig sind Dichtungen 14 vorgesehen, auf denen die Außer, .and des Rotors läuft und die ein Ein- dringen der geförderten Flüssigkeit in den Innenraum des Motors

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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 Förderleitung oder zur Aufnahme von angesetzten Pumpen ausgebildet sein können. Die durch die Pumpen auf den Rotor übertragenen Reaktionskrä'fte müssen dabei von den Lagern 13 aufgenommen werden. Da es sich bei diesen Kräften vorwiegend um Axialkräfte handelt, ist die Ausbildung der Lager - in den Figuren nur schematisch dargestellt - darauf einzurichten. Unwuchten und/oder Exzentrizitäten bewirken darüber hinaus einen gewissen Radi al-Anteil der auftretenden Kräfte, denen ebenfalls durch die Lager-Anordnung und Lager-Ausbildung Rechnung zu tragen ist.

Die Schubkräfte werden dabei vorteilhaft von Kugellagern aufgenommen, für die andere Hälfte eignen sich Nadellager, wobei beide Lagerarten in den Lagern 13 auch kombiniert eingesetzt werden können.

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Die Figur 3 zeigt das Motorgehäuse 11 mit den Polschuhen 11.1 des Stators und den Statörwicklungen 11*2 sowie den im Stator¹ angeordneten und von ihm durch ei rieh geringen Luft·' spalt getrennten Rotor 12 mit seinen Polschuhen 12.1 und den die Rotor-Wicklung aufnehmenden Nuten 12.2 . Im allgemeinen &ldquor; sind gegenüber dem Rotor isolierte gut leitende Stäbe in diese Nuten eingelassen, die untereinander kurzgeschlossen sind. Im rohrförmigen Innenraum 19 (Fig. 2) ist die Flügel anordnung einer Propellerpumpe zu erkennen, mit den rötorfesten Laufschaufeln 51 und den von einem gehäusefesten Mittel stab 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 Laufschaufel kranz und Leitschaufelkranz eine Stufe der Propellerpumpe bildet. Dabei sind der Leitschaufelkranz und der Laufschaufel kranz in der Höhe gegeneinander versetzt. Dies wird in der Figur 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 Leitschaufel 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 hintereinander geschältet das Pumpenaggregat bilden. Es versteht sich ebenso von selbst, daß halbaxiale Kreiselpumpenanordnungen die Leitschaufeln ersetzen können.

Eine andere Ausbildung der Pumpe zeigt Figur 4. Hier ist innerhalb 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

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Stab 46 Und Haltestücke 48 (Fig_s 5) gehäusefest gehalten ist« Durch diese Anordnung Wird eine Schraubenspindel pumpe gebildet* Wobei sich hier - im Gegensatz zu den Üblichen Schrauben spindel pumpen - der Außenkörper zusammen mit dem Rotor dreht und die im Fördervolumen 45 befindliche Flüssigkeit in Schraubrichtung gefördert wird. Derartige Pumpen gestatten bei geringem FÖrderstrom eine erhebliche Druckerhöhung. Die Fig.

scrilIeBlIch Zeigt diese Pumpenanordnung "&idigr;&idiagr;&idigr;&idigr; Lä'nySSCiifiitt, WOuei die zum Antriebsmotor gehörenden Bezugszeichen denen der Figur Z entsprechen. Im rohrförmigen Innenraum 19 (Fig. 2) 1st 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 fest verbunden ist. Der sich mit dem Rotor drehende Gegenkörper 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 Zwischenlagen 48.1 gelagert.

Die Figur 6 schließlich zeigt die Verbindung eines Antriebsaggregats 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. Hit 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 abströmen kann. Es versteht sich von selbst, daß die Gelenkwellenhalterung 16 entsprechende Durchflußöffnungen aufweist. Die Bezugszeichen des Antriebsaggregats 10 entsprechen^denen der Fig. 2. Das Antriebsaggregat 30 ist ebenfalls als Schraubenpumpe dargestellt, wobei allerdings die Schraubenspindel 37 den Pumpen-Rotor bildet und der Außenkörper 33 gehäusefest

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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-1 legenden Fördervolumina 35, die beim Drehen der Schraubenspindel 37 in Förderrichtung verschoben werden.

Es versteht sich von selbst, daß neben der beschriebenen mehrstufigen Propellerpumpe lind der Schraubenspindelpumpe andere Pumpenkonstruktionen eingesetzt werden können. Wesentlich ist, daß die Pumpen im Rohrdurchmesser des Antriebsaggregats gebaut 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 Innenraum des Antriebsaggregats selbst, wobei jede dieser Pumpen insich wieder mehrstufig sein kann. Die benötigten elektrischen Anschlußleitungen, die im einzelnen nicht näher dargestellt sind, lassen sich im Inneren der Förderleitung verlegen, so daß das Mitführen keine Schwierigkeit bietet. Durch Wahl der Frequenz des antreibenden Stroms läßt sich eberso wie durch die Wahl der Pol zahl 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 eingebautiwerden kann.

Claims

&eegr; ta &eegr; w ä I t eI · ·t, · au«• »· « fL 667 - jS/ifiPateit hi• · ·4830 Gülorsloh 1, Vennsli'ane &THgr;, Pbsllach 24 52G.MeldauTelefon: (0 52 4<)'13C 54DlpWng.H.-J.StraußDatumDlpl.-Phys.Df, flatawtnnsprüche

1. In eine Förderleitung einfügbares Pumpenaggregat mit elektrischem Antriebsmotor in Rohrfofm, wobei das Pumpenaggregat ein- oder mehrstufig ausgebildet ist Mnd axial fördert und wobei der Antriebsmotor in seinem rohrförmigen Motorgehäuse einen mit Feldspulen und Pol schuhen versehenen Stator sowie einen in diesem drehbar gelagerten, als Kurzschlußläufer ausgebildeten Rotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) des Antriebsmotors (10) des in die Förderleitung (2,3) einfügbaren Pumpen aggregats (1) direkt oder über abtreibende Kraftübertragungsgi ie^· 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, G£r 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 Schaufelkränze 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 Inneren (19) des Rotors (12) angeordnet ist, wobei die Laufschaufelkränze auf der inneren Oberfläche des Rotors (12> angeordnet sind

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und die Leitschaufel kränze auf einen mit dem Gehäuse des Antriebsmotors (10) fest verbundenen, axial im Innenraum (19) des Rotors (12) verlaufenden stabförmigen Halters (52) angeordnet sind.
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4. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe/-en (20; 30; 40; 50) als Excenter-Schraubenpumpen ausgebildet sind, wobei in einem im Pumpengehäuse vorgesehenen Wendelkörper (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 (Iu) als Gehäuse für die Excenter-Schraubenpumpe (40) ausgebildet ist, wobei der Wendel körper (43) mit dem Rotor (12) verbunden ist und die Pumpenwendel (47) über Haltestücke (48) gehäusefest angeordnet ist.

6. Pumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Endstück (46.1) des Kerns (46) der Pumpenwendel (47) und dem Haltestück (48) eine elastische Einlage (48.1) vorgesehen ist.

7. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) des Antriebsmotors (10) mindestens einseitig mit einem abtreibenden Kraftübertragungsglied versehen 1st, 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- b>.« nachgeschaitete Pumpe (20; 30) eine Turbinen- oder Propeller-Pumpe 1st, wobei deren Pumpengehäuse rohrförmig ausgebildet und auf seiner Innenseite mit den Leitschaufel kränzen versehen ist und wobei der über das/die Kraft-

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iibertragungsglied/-er mit dem Rotor (12) des Antriebsmotor (10) verbundene Pumpenrotor konzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet und mit den Laufschaufel kränzen 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 rohrförmig ausgebildet und auf seiner Innenseite mit dem Wendefkörper (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 gekennzeichnet, 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) entgegengesetzt ist, wobei der Drehsinn der den Pumpen (20; 30) zugeordneten 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 nachgeschalteten, 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 Pol schuhe von Stator

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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 antreibbar ist.

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