NO137507B - Fremgangsm}te til fremstilling av et blyfritt motordrivmiddel med h¦yt oktantall som inneholder aromatiske hydrocarboner og isobutan - Google Patents

Description

Elektromotordrevet væskepumpe.

Oppfinnelsen angår en elektromotordrevet væskepumpe, særlig sirkulasjonspumpe til sentralvarmeanlegg og anlegg til levering av varme forbruksvann av den art hvor elektromotorens rotor og stator er adskilt av en tynn kappe, et såkalt spalte-rør.

Det kjennes pumper av denne art der

den for motorens og pumpens rotorer felles aksel er utformet enten som en vanlig massiv aksel som er lagret i glidelagre i pumpehuset eller som en røraksel som er lagret på en stasjonær bæreaksel. Ved begge disse typer lagerkonstruksjoner er det i praksis vanskelig å utføre de sylindriske glidelagre med den ønskelige lille la-gerklaring, idet urenheter i pumpevæsken, såsom rust, gløskall og kalk som utfelles kan sette seg fast i lagrene og derved blok-kere rotoren og beskadige lagerflatene. Ved sirkulasj onspumper i husinstallasjoner er slik driftstans særlig uheldig fordi man ved slike installasjoner vanligvis ikke har sakkyndig betjeningspersonale som passer anlegget.

Oppfinnelsen tar sikte på å avhjelpe

disse vanskeligheter og ulemper ved de kjente pumper, og under hensyn til dette består det som er eiendommelig ved oppfinnelsen i at den for motorens og pumpens rotorer felles aksel er lagret i to pinollagre som eneste akselunderstøttende organer, og at den stasjonære del av det ene av de nevnte pinollagre er montert i en forspent elastisk membran mens det annet pinollagers stasjonære del er fast aksialt i forhold til pumpehuset.

Herved oppnås på en enkel og billig måte en lagring der akselens tendens til å sette seg fast på grunn av urenheter i pumpevæsken er vesentlig forminsket, hvorved pumpens driftssikkerhet øker. Det forholdsvis store spesifikke lagertrykk mot-virker på en effektiv måte inntrengning av rust eller kalk mellom lagerflatene, og i tilfelle av at et fremmedlegeme allikevel skulle trenge seg inn i lageret vil lager-trykket ofte være i stand til å knuse det til pulver som er mindre tilbøyelig til å blok-kere akselen. Hva enten fremmedlegemet blir knust eller ei vil lagerflatene på grunn av membranens fj ærvirkning forbigående fjerne seg litt fra hverandre, hvoretter fremmedlegemet eller pulveret som følge av den fra pinolspissen voksende periferi-hastighet av den roterende lagerkompo-nent blir ført ut av lageret uten at pumpens drift forstyrres. Den aksiale forbelastning på rotorakselen som fremkalles av membranens forspenning sikrer at anlegget i lagrene bibeholdes også ved lengdeforandringer av akselen. Frembringelse av akslens forbelastning ved hjelp av en elastisk membran medfører ennvidere den fordel at membranen lett kan utføres med en passende relativt lav fjærstivhet ellei fjærkonstant, slik at fjærkraften bare endres litt ved lengdeforandringer som skyl-des lagerslitasje eller forbigående innbyr-des forskyvning av lagerflatene som om-talt ovenfor. Sammenliknet med en skruefjær har membranen den ytterligere fordel at akslen sentreres ved membranens periferi, og at lagerdelen kan være festet til membranen mens man ved anvendelse av en skruefjær til belastning av den ene lagerdel må gjøre denne lagerdel forskyv-bar i en sentrerende føring, hvorved det for denne føring oppstår tilsvarende problemer som nevnt ovenfor under omtalen av de i sylindriske glidelagre styrte aksler, nemlig at lagerdelen kan sette seg fast i føringen. Selv ved blokkering eller brem-sing av akslen på grunn av et fremmedlegeme som trenger seg inn beholder membranen sin fjærkraft og sikrer dermed la-gerflåtenes anlegg under trykk, mens fjærkraften fra en skruefjær ved en lagring som den som her er antydet, vil forsvinne eller avta vesentlig hvis den sentrerende føring blokkeres.

Det kjennes en spalterørspumpe hvis rotoraksel mellom sine lagre er innelukket i et fra pumpevæsken adskilt kammer og hvor akselens nederste ende er lagret i et pinollager mens dens øverste ende er lagret i et alminnelig sylindrisk glidelager. Denne lagerkonstruksj on er kun brukbar ved helt eller i det vesentlige loddrett montering, og de ovenfor omtalte tekniske problemer som spesielt har relasjon til den mer eller mindre forurensede pumpevæskes adgang til aksellagrene løses ikke ved den kjente lagring.

I denne sammenheng omfatter uttryk-ket «pinollagre» ethvert lager hvis sam-virkende lagerflater er helt eller i det vesentlige koniske. Således kan en av lagerflatene ha frembringere med en svak krum-ning.

Membranen kan med fordel være fremstilt slik at den i ubelastet tilstand er hvelvet og ved monteringen deformeres i motsatt retning et stykke forbi plan tilstand. Ved passende valg av membranens defor-masjoner kan man oppnå at membranens stilling — som varierer ettersom lagrene slites — i hele pumpens levetid ligger nær den plane stilling, hvilket gir et minimum av diametervariasjon for membranen og derfor muliggjør mindre toleranser mellom membranen og pumpehuset. Det oppnås således en god sentrering uansett lagrets bevegelighet. Når membranen ytterligere ligger i den ende av pumpen hvor pumperotoren er anbrakt, minskes virkningen av spillerommet mellom membranen og huset på sentreringen av motorens rotor ytterligere.

Ifølge oppfinnelsen kan den stasjonære del av pinollageret ved den ende av akselen der motorens rotor sitter, være montert ved enden av en tapp som sitter fast i kappen mellom rotor og stator og som med væsketett pakning er ført ut gjennom statorhuset, og den kan ha en aksial boring hvis ytre ende er lukket med et utluf tningsorgan.

En indikasjon av pumpens rotasjon kan man på en enkel måte få ved at ut-luftningsorganet er innrettet til å åpne innad og har en forlengelse som i organets lukkede stilling når omtrent inn til akselenden og ved at de mot hverandre vendte ender av denne forlengelse og akslen er skrått avskåret.

Oppfinnelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skje-matiske tegning på hvilken: Fig. 1 viser et sideriss, delvis i snitt, av en foretrukken utførelsesform for pumpen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et tilsvarende riss av en

endret utførelsesform,

fig. 3 viser et snitt gjennom en endret utførelsesform for det ene aksellager for den på fig. 1 viste pumpe, og

fig. 4 viser et snitt gjennom en endret utførelsesform av det ene aksellager for den på fig. 2 viste pumpe.

Den i fig. 1 viste pumpe omfatter et hus 1, som på vanlig måte har en tilfør-selsflens og en avløpsflens, hvormed pumpen samles med tilsvarende flenser på an-leggets rørsystem. Pumpens tilløpsåpning er betegnet med 2 og dens avløpsåpning med 3. Pumpen har et roterende skovlhjul 4, som er fastgjort til en aksel 5 som likeledes bærer en rotor 6 for pumpemoto-ren, som er vist helt skjematisk da dens elektriske utformning er oppfinnelsen uvedkommende.

Elektromotorens statorpakke 7 er montert inne i et statorhus 8, som er vist skjematisk med en klemkasse 9, og som er avtagbart fastgjort til pumpehuset 1, idet det med en sylindrisk utsparing passer ned over en krage i huset 1. Fastgjørelsen er ytterligere sikret ved hjelp av pinolskruer 10. Den innvendig sylindrisk avdreiede stator 7 passer stramt over en kappe 11 som atskiller statoren 7 fra rotoren 6. Kappen 11 er tett fastgjort i en mellomring 12 som er skrudd inn i pumpehuset 1. I området mellom statoren 7 og rotoren 6 har kappen en ganske liten godstykkelse for å oppnå de minst mulige elektriske og mag-netiske tap i mellomrommet.

Hver ende av akselen 5 er lagret i pumpens stasjonære del ved hjelp av en finslipt pinolspiss, henholdsvis 13 og 14, som hensiktsmessig utgjøres av innsatser av hårdmetall som er innfelt i akselenden. Pinolspissen 13 samvirker med en lager-bøssing 15, fortrinnsvis likeledes av hårdmetall, som har et innvendig konisk lagersete og som er fastgjort i midten av en korsformet hvelvet, elastisk membran 16, som er anbrakt i bunnen av pumpehuset 1. Pinolspissen 14 samvirker likeledes med et innvendig konisk lagersete i en innsats 17, som er fastgjort i enden av en sylindrisk, gjennomboret tapp 18 som er forbundet væsketett, f. eks. ved lodding, med kappens 11 endebunn lia. For ytterligere sikring av tappens 18 sentrering i forhold til kappen 11 er den fastgjort til en mellombunn 19, som passer tett innvendig i kappen 11 og er beliggende umiddelbart ovenfor rotoren 6. Tappen 18 styres ytterligere av en sylindrisk boring 20 i statorhusets 8 endevegg 8a.

Lengden av akselen 5 er avpasset således at membranen 16 utøver et passende aksialtrykk på akselen. For sirkulasjons-pumper av den i sentralvarme- og varmt-vannsinstallasjoner alminnelig anvendte størrelsesorden, har et aksialtrykk på ca. 2—10 kg når pumpehuset monteres vist seg tilfredsstillende. Membranen 16 er fremstilt på en sådan måte at den i spenningsfri tilstand er hvelvet i motsatt retning av den i fig. 1 viste, og ved monteringen trykkes membranen således forbi sin plane stilling til den viste monteringsstilling, hvor dens hvelving forøvrig av: hensyn til overskue-ligheten er vist overdrevet. I praksis vil hvelvingen bare andra seg til ca. 1 mm. Da den normale slitasje på lagrene under pumpens levetid sjelden overstiger ca. 2 mm, vil membranen 16 fremdeles etter lang tids forløp være omtrent plan, således at dens ytterdiameter bare endres uvesentlig. Dette betyr at membranen kan monteres med forholdsvis liten diameter-spillerom i huset 1, og da membranen ennvidere er beliggende motsatt den ende av akselen 5 hvor motorens rotor 6 er anbragt påvirkes denne sistes sentrering i forhold til statoren 7 bare uvesentlig av membranens bevegelse og spillerom.

Tappen 18 har en sentral gjennom -

boring 21 som oventil er lukket med en i og for seg kjent utluftningsskrue 22. Tverr-boringer 23 i tappen 18 etablerer forbindelse mellom dennes boring 21 og mellomrommet mellom kappens 11 endebunn lia og mellomplaten 19, og dette rom er ytterligere gjennom ikke viste perforeringer i platen 19 i forbindelse med det væskefylte rom innvendig i kappen 11, hvor rotoren 6 er beliggende. På denne måte er tilgan-gen av smørende væske til den ytterste ende av pinolspissen 14 alltid sikret. For å hindre at væske, ved utluftning av pumpen ved hjelp av skruen 22 trenger inn i

statorhuset 8, er det mellom tappen 18 og boringen 20 anbrakt en tetningsring 24.

I mellomstykket 12 er det innpresset et fyllegeme 25, som f. eks. kan være av lavtrykkspolyetylen og som utfyller stør-stedelen av rommet mellom motorens rotor 6 og det egentlige pumpekammer. En labyrinttetning mellom fyllegemet og akselen 5 er tilveiebrakt ved utformning av la-byrintkammere 26 i fyllegemet. Fyllegemet tjener til å minske mengden av væske omkring rotoren' 6 og denne væskes sirku-lasjon, hvorved risikoen for inntrengning av fremmedlegemer fra pumpevæsken til aksellageret 14, 17 og spalten mellom rotoren 6 og kappen 11 minskes.

Det har vist seg at en pumpe med en pinollagring som den her beskrevne er sær-deles driftssikker som sirkulasjonspumpe, selv i anlegg for levering av varmt forbruksvann hvor det på grunn av den sta-dige tilførsel av friskt ledningsvann kan forekomme betydelige utfelninger av kalk.

I motsetning til pumper med alminnelige sylindriske glidelagrer er risikoen for blokkering av rotoren som følge av avsetnin-ger i lagrene betydelig minsket. En blokkering av rotoren kan imidlertid også skje som følge av at kalk eller andre fremmedlegemer setter seg fast i den trange spalte mellom rotoren 6 og kappen 11. Det kan derfor være hensiktsmessig å forsyne f. eks. membranen 16 med en åpning gjennom hvilken et verktøy for dreining av rotorakselen 5 kan passere. Et slikt verktøy kan f. eks. være utformet som en aksel som går væsketett gjennom en pakkboks i bunnen av pumpehuset 1 og som på sin indre ende bærer et tannhjul som bringes i inngrep med en fortanning på rotorakselen eller på pumpehjulet 4. Akselen kan være fjær-belastet på en sådan måte at det normalt ikke er inngrep mellom fortanningene men at akselen kan forskyves aksialt mot fjær-trykket og derved etablere tanninngrepet.

Ved den i fig. 2 viste utførelsesform er pumpens hus betegnet med 31 og dets tilførsels- og avløpsåpning med henholdsvis 32 og 33. Pumpens skovlhjul 34 er fastgjort til akselen 35 som bærer pumpemoto-rens rotor 36.

Motorens statorpakke 37 er montert

i statorhuset 38, som ved hjelp av skruer 39 er fastgjort til en ringformet flens 40

som med ikke viste bolter er avtagbart fastgjort til pumpehuset 31. Kappen 41 som atskiller statoren 37 og rotoren 36, er ved denne utførelsesform et sylindrisk rør som ved sin ende nærmest pumpehuset er fast-valset i endeflensen 40, idet det som ytter-

ligere sikring mot lekkasje av væsken fra pumpens indre til statorhuset er anbrakt en O-ring 42 som tetning mellom boringen i flensen 40 og kappen 41.

Kappen 41 er ved sin ytre ende samlet væsketett, f. eks. ved lodding, med et endestykke 43 som har en innvendig brysting 44. En sirkulær membran 45 støtter med sin ytre kant mot brystingen 44 og membranen har en sentral boring i hvilken en for enden lukket kragebøssing 46 er montert med sin krage støttende mot membranens 45 underside. En finslipt pinolspiss 47 av hårdmetall er fastgjort i bøssingens

46 boring.

En pinolholder 48 er fastgjort væsketett i bunnen av pumpehuset 31, og en finslipt pinolspiss 49 er montert i en boring i pinolholderen 48 aksialt overfor pinolspissen 47. Pinolspissene 47 og 49 tjener til lagring av rotorakselen 35, som i hver ende har en sylindrisk neddreining, i hvilken en innsats av hårdmetall er innfelt. De to innsatser 50 har hver et innvendig konisk slipt lagersete som tilsvarer de koniske lagerseter på pinolspissene 47 og 49.

Den i fig. 2 viste utførelsesform atskiller seg således fra den i fig. 1 viste ved at de innvendig koniske lagerseter finnes i akselen mens pinolspissene er fastgjort henholdsvis i pumpehuset og i den for enden av kappen anbrakte membran. Pumpehjulet 34 er liksom pumpehjulet 4 montert med sin sugeside vendende mot det faste lager, således at den av pumpehjulet frembrakte trykkforskjell i pumpehusets to kammere påvirker dette hjul og dermed akselen i retning mot det faste lager. Denne utførelsesform kan likesom den ovenfor beskrevne forsynes med organer for dreining av pumpeakselen utenfra, f. eks. en fortannet aksel som tidligere beskrevet, og denne aksel kan da være ført væsketett gjennom endestykket 43 og gjennom en åpning i membranen 45.

Fig. 3 viser en modifikasjon av den i fig. 1 viste lagring av akselen ved pumpens øverste ende. I pumpeakselen 55, som er vist i snitt, er innfelt en pinolspiss 56 som ved enden har en skrå flate 57. Det innvendig koniske lagersete 58 er montert i en sylindrisk tapp 59 svarende til tappen 18 i fig. 1. Tappen 59 er fastgjort i kappens endebunn 60 svarende til endebunnen lia i fig. 1 og i mellom-veggen 61 som svarer til mellomveggen 19 i fig. 1, og tappen er dessuten styrt i en boring 62 i statorhusets endevegg 63.

I stedet for utluftningsskruen 22 i fig.

1 finnes det i fig. 3 et ventillegeme 64 med

en sylindrisk del som ligger med et spillerom i tappens 59 sylindriske boring og som har en konisk ventilflate 65 som samvirker med et ventilsete ved overgangen mellom den nevnte sylindriske boring i tappen 59 og en forlengelse av denne boring med mindre diameter. Den på ventilflaten 65 følgende del av ventilen 64 er gjengeskåret og samvirker med en mutter 66, som er vist forsenket i boringen 62. Ventilens 64 motsatte ende er vist skrått avskåret veu 67.

Normalt er mutteren 66 spent, således at ventilflaten 65 holdes mot sitt sete. Utluftning av pumpen skjer ved at mutteren 66 løsnes, hvorved ventilen åpner for even-tuell luft. Hvis mutteren 66 løsnes ytterligere synker ventilen 64 ned og til slutt kommer dens skrått avskårne endeflate 67 i kontakt med pinolens skrå endeflate

57. Herved er det mulig uten demontering

av pumpen å konstatere om dennes aksel roterer, idet ventilen 64 i så fall vil beve-ges opp og ned idet dens dreining er hind-ret av en innpresset tapp 68, som griper inn i en styrerille 69 i tappen 59. Lekkasje av væske til det indre av statorhuset er hind-ret under denne operasjon og under utluft-ningen ved hjelp av en tetningsring 70 mellom tappen 59 og boringen 62 i statorhuset. Fig. 4 viser en endret utførelsesform for det øverste lager ved den i fig. 2 viste pumpe. Ved denne utførelsesform utgjøres pumpeakselens lagerflate av en avstumpet kjegle og akselen har en gjennom den til-hørende lagerbøssing utragende forlengelse som er synlig gjennom en åpning i pumpens stasjonære del, og som ennvidere er forsynt med organer som gjør det mulig i påkommende tilfelle å dreie akselen utenfra. Figuren viser en del av pumpens statorhus 81, i hvilket statorpakken 82 er montert. Pumpens aksel 83, som bærer både

den ikke viste pumperotor og elektromotorens rotor 84, har et utenfor den sist-nevnte liggende sylindrisk parti 85, til hvilket det er fastgjort en utvendig konisk lagerring 86 av hårdmetall.

Lagerringen 86 er utvendig slipt med en toppvinkel på ca. 60° og den er dreibar i en med en tilsvarende innvendig konus forsynt lagerbøssing 87, likeledes av hårdmetall. En krage på lagerbøssingen 87 støt-ter mot den mot rotoren 84 vendende side av en lukket, ringformet membran 88, hvis ytre periferi ligger mot en innvendig brysting på et endestykke 89. Endestykket 89 er væsketett forbundet med den tynne sylindriske kappe 90 som atskiller elektromotorens rotor 84 fra statoren 82, idet den

passer tett i den sistnevntes sylindriske

boring. Endestykket 89 har en hul, utvendig sylindrisk, oppadvendende forlengelse

91, som rager ut gjennom en tilsvarende

boring i statorhuset 81 og som utvendig er

lukket med et påskrudd deksel 92 som fortrinnsvis er helt eller delvis gjennomsik-tig.

Pumpeakselen 83 har en forlengelse 93

som rager opp i den sylindriske del 91 av

endestykket 89 og hvis ytterste ende er fir-kantet. Akselenden er således syling utenfra gjennom dekselet 92, og når dette fjer-nes kan akselenden ved påsetning av en

nøkkel på dens firkant dreies manuelt,

hvis den av en eller annen grunn skulle ha

satt seg fast.

Membranen 88 tjener likesom mem-branene 16 og 45 ved de ovenfor beskrevne

utførelsesformer som elastisk organ som

utøver et passende aksialtrykk på akselen

83. Når membranen og de tilsvarende fla-ter på henholdsvis lagerbøssingen 87 og

endestykket 89, mot hvilke membranen har

anlegg, er passende utformet, vil det væskefylte rom inne i kappen 90 være i det

vesentlige væsketett avlukket fra rommet

utenfor membranen 88, således at dekselet

92 kan tas av uten at det trenger vesentlige

mengder væske ut.

Claims (8)

1. Elektromotordrevet væskepumpe, særlig sirkulasjonspumpe for sentralvarmeanlegg og anlegg for levering av varmt forbruksvann, av den art, der elektromotorens rotor og stator er atskilt av en tynn kappe, et såkalt spalterør, karakterisert ved at den for motorens og pumpens rotorer felles aksel er lagret i to pinollagre som eneste akselunderstøttende organer, og at den stasjonære del av det ene av de nevnte pinollagre er montert i en forspent elastisk membran, mens det annet pinollagers stasjonære del er fast aksialt i forhold til pumpehuset.

2. Pumpe som angitt i påstand 1, karakterisert ved at membranen i ubelastet tilstand er hvelvet, og at den ved monteringen er deformert i motsatt retning et stykke forbi plan tilstand.

3. Pumpe som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at membranen ligger i den ende av pumpen der pumperotoren er anbragt.

4. Pumpe som angitt i en hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at pumperotoren er montert med sin trykkside nærmest membranen.

5. Pumpe som angitt i en hvilken som helst av påstandene 1—4, karakterisert ved at det i membranen finnes en åpning, gjennom hvilken et verktøy kan innføres for dreining av pumpeakselen.

6. Pumpe som angitt i en hvilken som helst av påstandene 1—5, karakterisert ved at den stasjonære del av pinol-lagret ved den ende av akselen der motorens rotor sitter, er montert ved enden av en tapp som sitter fast i kappen mellom rotor og stator, og som med væsketett pakning er ført ut gjennom statorhuset, samt har en aksial boring hvis ytre ende er lukket med et utluftningsorgan.

7. Pumpe som angitt i påstand 6, karakterisert ved at tappen er festet både til kappens endevegg og til en innvendig i kappen, tett opp til motorens rotor festet gjennomboret støttevegg, og at tappens aksiale boring ved minst en tverr-boring står i forbindelse med kammeret mellom kappens endevegg og støtteveggen.

8. Pumpe som angitt i påstand 6 eller 7, karakterisert ved at utluft-ningsorganet er innrettet til å åpne innad og har en forlengelse som i organets lukkede stilling når omtrent inn til akselenden, og at de mot hverandre vendte ender av denne forlengelse og akselen er skrått avskåret.