Elektrisch angetriebener Tauchpumpensatz, insbesondere für Rohrbrunnen
Es sind Tauchpumpensätze, insbesondere für Rohrbrunnen, bekannt, die aus einem elektrischen
Antriebsmotor und einer von diesem angetriebenen, zumeist mehrstufigen Kreiselpumpe
bestehen. Motor und Pumpe sind dabei im allgemeinen übereinander, und zwar entweder
die Pumpe oben und der Motor unten oder umgekehrt, in einem Tauchwerk angeordnet,
das in den-Brunnen abgesenkt wird.Electrically driven submersible pump set, especially for pipe wells
There are submersible pump sets, in particular for pipe wells, known that consist of an electrical
Drive motor and a mostly multi-stage centrifugal pump driven by it
exist. The motor and pump are generally one above the other, either
the pump at the top and the motor at the bottom or vice versa, arranged in a submersible unit,
which is lowered into the well.
Bei den Pumpen dieser Art liegt eine der Hauptschwierigkeiten darin,
das Eindringen des oft unter hohem Druck stehenden Grundwassers in den Motorraum
des Tauchrohres zu verhindern. Es sind die verschiedensten Vorschläge gemacht worden,
um diese Schwierigkeiten zu beheben. So hat man beispielsweise zwischen Motorwicklung
und Motorläufer ein Rohr angeordnet, das die Motorwicklung völlig einkapselt. Die
Anordnung eines solchen Rohres bedingt eine Vergrößerung des Luftspaltes zwischen
Ständer und Läufer und bedeutet damit eine Verminderung der elektrischen Antriebsleistung.
Weiter hat man versucht, das Eindringen von Wasser in den Motorraum dadurch zu verhindern,
daß man ihn unter Druckluft setzt. Ein solcher Druckluftabschluß erfordert die Anordnung
eines zusätzlichen Luftverdichters sowie umständliche Schalt- und Überwachungseinrichtungen,
um die Druckluftfüllung aufrechtzuerhalten. Ein weiterer Nachteil dieses Druckluftabschlusses
liegt in der Notwendigkeit, die Wellendurchführungen durch Stopfbuchsen sorgfältigst
abzudichten, damit ein Entweichen von Druckluft aus dem Motorraum und ein Nachdringen
von Druckwasser unterbunden wird. Die Verwendung von Stopfbuchsen ist aber wenig
erwünscht, da sie, abgesehen von der Notwendigkeit einer Wartung, das Anfahren des
Tauchpumpensatzes erschweren und so beispielsweise die an. sich .an.-gestrebte
Benutzung
eines Wechselstromantriebes wegen seines geringen Anfahrmomentes ausschließen.One of the main difficulties with pumps of this type is
the penetration of the groundwater, which is often under high pressure, into the engine compartment
to prevent the immersion tube. A wide variety of proposals have been made
to resolve these difficulties. So you have, for example, between the motor winding
and motor rotor arranged a tube which completely encapsulates the motor winding. the
Arrangement of such a tube requires an increase in the air gap between
Stator and rotor and thus means a reduction in the electrical drive power.
Attempts have also been made to prevent water from entering the engine compartment by
that you put him under compressed air. Such a compressed air seal requires the arrangement
an additional air compressor as well as cumbersome switching and monitoring devices,
to maintain the compressed air filling. Another disadvantage of this compressed air seal
lies in the need to carefully pass the shaft through the glands
to seal so that compressed air can escape from the engine compartment and penetrate
is prevented by pressurized water. The use of stuffing boxes is little
desirable because, apart from the need for maintenance, it prevents the
Submersible pump set complicate and so, for example, the. strived for
use
exclude an AC drive due to its low starting torque.
Es ist weiter bekannt, an Stelle von Druckluft ein Öl zur Füllung
:des Motorraumes zu verwenden und zwischen Pumpe und Motor eine Ausgleichskammer
vorzusehen, in der sich unten Wasser und oben Öl befindet. Eine solche Anordnung
hat den Nachteil, daß der Motor mit Rücksicht auf das spezifisch leichtere Öl oberhalb
der Pumpe angeordnet sein muß, was die Druckwasserführung nicht unerheblich erschwert.It is also known to use an oil for filling instead of compressed air
: to be used in the engine compartment and a compensation chamber between the pump and the engine
in which there is water at the bottom and oil at the top. Such an arrangement
has the disadvantage that the engine with regard to the specifically lighter oil above
the pump must be arranged, which complicates the pressurized water flow not insignificantly.
Gegenüber diesen bekannten Ausführungen kennzeichnet sich die Erfindung
durch die gleichzeitige Anwendung folgender an sich bekannter Merkmale: a) Füllung
des Motorraumes mit einer Flüssigkeit, die nicht nur isolierend und wasserabweisend,
sondern gleichzeitig auch schwerer als Wasser ist und aus einem chlorierten Diphenyl
mit einem spezifischen Gewicht von etwa 45 besteht; b) Anordnung einer Beruhigungskammer
oberhalb des Motorraumes zwischen diesem und dem Pumpenraum, wobei die Kammer in
ihrem unteren Teil mit einer Flüssigkeit nach a) in ihrem oberen Teil mit Wasser
gefüllt ist; c) stopfbuchsenfreie Durchführung der Motorwelle zur Pumpenwelle.The invention is distinguished from these known designs
by the simultaneous use of the following known features: a) Filling
of the engine compartment with a liquid that is not only insulating and water-repellent,
but at the same time it is heavier than water and made of a chlorinated diphenyl
with a specific gravity of about 45; b) Arrangement of a calming chamber
above the engine compartment between this and the pump room, the chamber in
its lower part with a liquid according to a) in its upper part with water
is filled; c) Lead-through of the motor shaft to the pump shaft free of packing glands.
Die bei einem Tauchpumpensatz besonders gefährdete Motorwicklung wird
praktisch vollkommen gegen den Zutritt von Wasser geschützt, da erstens die schwerere
Füllflüssigkeit stets das Bestreben hat, den Motorraum völlig auszufüllen, und zweitens
die Berührung der Füllflüssigkeit mit dem Wasser nicht im Motorraum, sondern in
der praktisch wirbelfreien Beruhigungskammer stattfindet, so daß das Wasser auch
nicht in einer Mischung mit der Motorflüssigkeit an die Motorwicklung herankommt.
Es ist damit erstmalig die Möglichkeit gegeben, die Wellendurchführung vom Motor
zur Pumpe dichtungsfrei, insbesondere stopfbuchsenfrei, zu gestalten, ohne daß hiermit
Nachteile verbunden sind. Der Tauchpumpensatz kann infolgedessen leicht anfahren,
und es ist auf diese Weise möglich, den aus mancherlei Gründen erwünschten einfachen
Wechselstromantrieb anzuwenden. Der Motor kann dabei mit voller Netzspannung arbeiten,
da das völlige Fernhalten von Wasser oder Wassermischungen eine absolut einwandfreie
Isolierung der Motorwicklung ermöglicht.The motor winding, which is particularly endangered in a submersible pump set
practically completely protected against the ingress of water, because firstly the heavier one
Filling fluid always strives to completely fill the engine compartment, and secondly
the contact of the filling liquid with the water not in the engine compartment, but in
the practically eddy-free calming chamber takes place, so that the water also
does not get to the motor winding in a mixture with the motor fluid.
For the first time, it is possible to remove the shaft feed-through from the motor
to the pump without gaskets, in particular without gaskets, without this
Disadvantages are associated. As a result, the submersible pump set can start up easily,
and in this way it is possible to use the simple
To apply AC drive. The motor can work with full mains voltage,
since completely keeping away from water or water mixtures is absolutely flawless
Isolation of the motor winding enables.
Die für den gleichen Zweck bisher notwendigen Maßnahmen, wie luftdichte
Kapselung des luftgefüllten Motors, Ausbildung des luftgefüllten Motorgehäuses als
Tauchglocke, Ergänzung der Luftfüllung durch zusätzliche Drückluftaggregate, Herabsetzung
der normalen Betriebsspannung mittels eines zusätzlichen Transformators, flüssigkeitsdichte
Kapselung der Ständerwicklung durch ein Spaltrohr, Abdichtung des flüssigkeitsgefüllten
Motorraumes durch Dichtungen besonderer Bauart (Quecksilberstopfbuchse) sowie Sicherheitseinrichtungen
zur Auslösung eines Warnsignals oder Abschaltung des Motors bei Wasserberührung
der Wicklung, kommen in Wegfall. Damit entfallen auch die baulichen und betrieblichen
Komplikationen, die diese Maßnahmen zwangläufig mit sich bringen. Die Zeichnung
zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt.The measures previously necessary for the same purpose, such as airtight
Encapsulation of the air-filled motor, design of the air-filled motor housing as
Diving bell, supplementation of the air filling with additional compressed air units, reduction
the normal operating voltage by means of an additional transformer, liquid-tight
Encapsulation of the stator winding by a can, sealing of the liquid-filled
Engine compartment through seals of a special design (mercury stuffing box) and safety devices
to trigger a warning signal or to switch off the motor when it comes into contact with water
the winding, come in omission. This also eliminates the structural and operational
Complications that these measures inevitably entail. The drawing
shows an embodiment of the invention in a longitudinal section.
Es bezeichnet Io das zweigeteilte Tauchrohr, das unten den beispielsweise
am Wechselstromnetz liegenden Motor II und oben die mehrstufige Kreiselpumpe. I2
enthält. Das Tauchrohr Io ist unten geschlossen. Oben ist es mit einem Flansch I3
versehen, mit dem es an die Druckwasserleitung angeschlossen werden kann. Durch
die Wände I4, I5 ist das Innere des Tauchrohres Io dreifach unterteilt, und zwar
in den unteren Motorraum I6, die mittlere Beruhigungskammer I7 und den oberen Pumpenraum
18. I9 ist die Motorwelle, die durch die Beruhigungskammer I7 hindurch in den Pumpenraum
I8 geführt und dort mit der Pumpenwelle 2o gekuppelt ist. -21, 22, 2 und 24 sind
die Lager der beiden Wellen Ig, 20. ?, und untere Lager 2I ist dabei gleichzeitig
als Traglager ausgebildet. Im unteren Teil des Pumpenraumes I8 sind im Rohr Io Öffnungen
25 vorgesehen, durch die das Brunnenwasser in der angegebenen Pfeilrichtung von
der Kreiselpumpe 12 angesaugt wird. Die oberen Pfeile geben die Austrittsströmung
des Druckwassers an.It denotes Io the two-part immersion tube, the one below, for example
Motor II connected to the AC network and the multistage centrifugal pump above. I2
contains. The dip tube Io is closed at the bottom. At the top it is with a flange I3
with which it can be connected to the pressure water pipe. By
the walls I4, I5, the interior of the dip tube Io is divided into three parts, namely
into the lower engine compartment I6, the middle calming chamber I7 and the upper pump room
18. I9 is the motor shaft that goes through the calming chamber I7 into the pump room
I8 out and is coupled there with the pump shaft 2o. -21, 22, 2 and 24 are
the bearings of the two shafts Ig, 20.?, and lower bearing 2I is at the same time
designed as a support bearing. In the lower part of the pump chamber I8 there are openings in the pipe Io
25 provided, through which the well water in the direction of the arrow from
the centrifugal pump 12 is sucked in. The upper arrows indicate the exit flow
of the pressurized water.
Der Motorraum I6 und die nach oben anschließende Beruhigungskammer
17 sind mit einer chlorierten Diphenylflüssigkeit gefüllt, und zwar der Motorraum
I6 in seiner ganzen Ausdehnung, die Kammer I7 dagegen nur bis zur angedeuteten Höhe.
Die Flüssigkeit zeichnet sich durch eine besondere hohe Durchschlagfestigkeit aus,
so daß der Motor II an die volle Netzspannung gelegt werden kann, ohne daß es der
Leistungsmindernden Abschirmung der Motorwicklung mittels eines Spaltrohres bedarf.
Als Isolation der Motorwicklung wird dabei vorzugsweise eine reine Baumwoll-, Seiden-
oder Papierisolation verwendet, die ebenso wie die für den Ständer und den Läufer
benutzten Metalle nicht von der Flüssigkeit angegriffen werden. Die Durchführung
der Motorwelle I9 vom Motorraum I6 zum Pumpenraum I7 ist völlig stopfbuchsenfrei.
Es kann infolgedessen durch die Wellenführung in der Trennwand 15 Wasser in die
Kammer 17 eintreten. Das eingedrungene Wasser bleibt jedoch infolge seines spezifischen
Gewichtes von y = I gegenüber dem spezifischen Gewicht von y = I,5 der Motorflüssigkeit
oben auf der Oberfläche derselben, ohne daß beide eine Mischung eingehen. Die als
Füllflüssigkeit für den Motorraum angegebenen chlorierten Diphenyle haben im übrigen
recht gute Schmiereigenschaften, so daß die Motorlager2i, 22 gleichzeitig auch gut
geschmiert werden.The engine compartment I6 and the calming chamber connected to the top
17 are filled with a chlorinated diphenyl liquid, namely the engine compartment
I6 in its entire extent, chamber I7 on the other hand only up to the indicated height.
The liquid is characterized by a particularly high dielectric strength,
so that the motor II can be connected to the full mains voltage without the
Requires power-reducing shielding of the motor winding by means of a can.
The insulation of the motor winding is preferably a pure cotton, silk
or paper insulation is used, as is that for the stand and the runner
The metals used are not attacked by the liquid. The implementation
the motor shaft I9 from the motor compartment I6 to the pump compartment I7 is completely free of glands.
As a result, water can enter the wall through the wave guide in the partition wall 15
Enter Chamber 17. However, the penetrated water remains due to its specific nature
Weight of y = I versus the specific weight of y = 1.5 of the engine fluid
on top of the surface of the same without both entering into a mixture. As
Incidentally, the fill fluid specified for the engine compartment has chlorinated diphenyls
very good lubricating properties, so that the engine bearings 2i, 22 are also good at the same time
be lubricated.