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Kreiselpumpe mit Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf eine
Kreiselpumpe mit Elektromotor, dessen Rotor innerhalb einer Kammer vorgesehen ist,
die durch eine mit den Motorlagerschilden verbundene Hülse gegenüber einer weiteren,
den Stator aufnehmenden Kammer flüssigkeitsclicht abgesperrt ist. Sie bezweckt in
erster Linie, eine solche Pumpe so auszubilden, daß die Kühlung des Rotors sowie
das Schmieren der Lager besser und betriebssicherer als bisher erfolgt. Darüber
hinaus soll die Pumpe einen einfachen Aufbau aufweisen.
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Es sind hermetisch gekapselte Kreiselpumpen bekannt, bei welchen zum
Kühlen des Rotors und zum Schmieren der Lager ein Teil der von der Pumpe geförderten
Flüssigkeit herangezogen wird. Bei einer dieser bekannten Pumpen wird hierzu die
zur Kühlung und Schmierung dienende Flüssigkeit von der Pampe mittels einer Rohrleitung
nach dem einen Rotorlager und von hier durch den Rotorluftspalt nach dem anderen
Rotorlager geführt. Von diesem aus gelangt die Flüssigkeit in den Pumpensaugraum.
Zur Lagerung dienen Gleitlager, die zum Durchlaß der Flüssigkeit axiale Kanäle besitzen.
Die Rohrleitung ist außen an dem Motorpumpenaggregat entlang geführt. Dies ist nachteilig,
weil die Leitung infolge ihres Freisiegens leicht beschädigt werden kann, so daß
die Betriebssicherheit des Aggregates nicht gewährleistet ist. Hinzu kommt, daß
bei der bekannten Pumpe zwar eine hinreichende Lagerschmierung, jedoch keine befriedigende
Kühlung des Rotors erzielbar ist. Außerdem ist der Aufbau des bekannten Aggregates
verhältnismäßig verwickelt. Schließlich stellt die Kühlmittel-Z, ein den Einbau
des Aggregates erschwerendes Hindernis dar.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung wird die Außenleitung von der
Pumpe nach der Läuferweile vermieden, dafür sind hier aber ungünstige Lagerverhältnisse
vorhanden. Bei dieser Pumpe ist nämlich der Rotor mitsamt dem Pumpenlaufrad auf
einer das Aggregat längs durchsetzenden Hohlwelle schwimmend gelagert, wobei die
zum Abheben des Rotors und des Pumpenlaufrades erforderliche Druckflüssigkeit von
dem Pumpenteil in die Hohlwelle und von hier aus über radiale Öffnungen gegen die
den Rotor und das Pumpenlaufrad tragende Lagerbüchse gedrückt wird. Wegen des Ausbleibens
der Druckflüssigkeit bei langsam laufender Pumpe kommt beire An- und Auslaufen die
Lagerbüchse unmittelbar mit der Hohlwelle in Berührung. Infolgedessen tritt zwischen
der umlaufenden Lagerbüchse und der ruhenden Hohlwelle ein Materialabrieb ein.
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Es ist ferner eine Kreiselpumpe bekanntgeworden, bei welcher ein Teil
der geförderten Flüssigkeit zum Schmieren der Lager herangezogen wird, wobei der
Umlauf der Schmierflüssigkeit im Innern des Pumpenaggregates erfolgt. Dabei wird
der von der Pumpe entnommene Flüssigkeitsanteil an Gleitlager geleitet und teilweise,
nach Passieren einer Lagerstelle durch den Rotoriuftspalt und von hier über die
als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle zurück in den Pumpenraum geführt. Unbefriedigend
ist, daß zum einen der Strömungsverlauf ungünstig ist und daß zum andern eine ausreichende
Kühlung des Rotors durch die von der Pumpe abgezweigte Flüssigkeit nicht gewährleistet
ist. Auch ist es mißlich, daß bei dieser Pumpe der Rotor fliegend gelagert ist,
mithin ein genau zentrischer Lauf im Dauerbetrieb schwerlich einzuhalten ist. Im
übrigen bedingt die Ausbildung der Pumpe eine großräumige Bauweise.
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Um die aufgezeigten Mängel und Nachteile zu beheben, geht die Erfindung
aus von einer Kreiselpumpe mit Elektromotor, dessen Rotor innerhalb .einer Kammer
vorgesehen ist, die durch eine mit den Motorlagerschilden verbundene Hülse gegenüber
einer weiteren, den Stator aufnehmenden Kammer flüssigkeitsdicht abgesperrt ist.
An einer solchen Kreiselpumpe besteht sie in im Bereich der Stirnseiten der Hülse
angebrachten, mit dieser verbundenen, mantelseitig Durchgangsnuten aufweisenden
Rotorlagern, deren eines die Pumpenradkammer abschließt, während das andere sich
in geringer Entfernung von einem die Statorkammer verschließenden Deckel befindet,
und in einer von der als Hohlwelle gestalteten Rotorwelle gebildeten Rohrleitung,
die einerseits in den Pumpensaugraum und anderseits in den Raum zwischen Deckel
und dem diesem gegenüber befindlichen Lager mündet.
Bei einer in
dieser Weise beschaffenen Pumpe wird eine intensive Schmierung der Lagerstellen
sowie eine gute Kühlung des Rotors erreicht, wobei eine hohe Betriebssicherheit
gewährleistet und jeglicher übermäßiger Verschleiß der Lagerstellen verhindert wird.
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Besonders günstig ist es, wenn der Rotor auf einer Büchse aufgebaut
und mittels dieser auf die Rotorhohlwelle aufschiebbar sowie auf dieser mittels
sie durchsetzender und beidseitig überragender Bolzen festlegbar ist. Durch diese
Ausbildung ergibt sich eine äußerst einfach aufgebaute Pumpe, die sich zudem leicht
zusammensetzen läßt.
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Andere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung ist Fig.1 ein Längsschnitt
einer erfindungsgemäßen Pumpe mit Motorantrieb, Fig. 2 ein Teilquerschnitt nach
Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 ein vergrößerter Teilquerschnitt nach Linie 3-3 der
Fig. 1, Fig. 4 ein vergrößerter Teilquerschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 1, Fig.
5 ein Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 1, Fig. 6 ein Teilschnitt nach Linie 6-6
der Fig. 1 und Fig. 7 ein Teilquerschnitt nach Linie 7-7 der Fig. 1. Darstellung
und Beschreibung dienen nur zur Erläuterung derErfindung. Es können verschiedeneÄnderungen
und Abweichungen von der dargestellten Ausführung vorgenommen werden, ohne den Bereich
der Erfindung zu verlassen.
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Das Motorgehäuse hat einen äußeren zylindrischen Gehäusemantel
10. An das eine Ende des Gehäusemantels 10 ist eine innenliegende Stirnplatte
11 angeschweißt, während sich am anderen Ende des Gehäusemantels 10 im Abstand von
der Stirnplatte 11 eine innenliegende Stirnplatte 12 befindet. Die Stirnplatte
12 ist in eine von einer Schulter 13 begrenzte Ausnehmung der Innenseite
des Motorgehäusemantels 10 eingesetzt. Endring 14 ist um die Stirnplatte12
gefalzt, um die Stirnplatte 12 fest im Motorgehäusemantel 10 zu halten.
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Eine hohle zylindrische Hülse 15, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl
oder einem anderen unmagnetischen Material, das keiner Korrosion durch die zu fördernde
Flüssigkeit ausgesetzt ist, durchsetzt eine in der Stirnplatte 11 vorhandene Bohrung
16. An der Hülse 15 ist eine Schutzplatte 17 angeschweißt oder anderweitig befestigt;
die aus irgendeinem gewünschten Material, das von der zu fördernden Flüssigkeit
nicht angegriffen Wird, z. B. rostfreiem Stahl, besteht. Die Stirnplatte 11 läßt
sich infolge dieser Ausführung billiger und leichter aus bearbeitbarem Material
herstellen als bisher. Die Hülse 15 hat Zungen 18, deren Zweck später beschrieben
wird.
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Die Hülse 15 durchsetzt ferner eine in der Stirnplatte 12 befindliche
Bohrung 19. An diesem Ende der Hülse 15 ist eine Schutzplatte 20 angeschweißt
oder anderweitig befestigt, die ähnlich der Schutzplatte 17 ist, aber einen kleineren
Durchmesser hat.
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An der innenliegenden Stirnplatte12 ist eine äußere Deckelplatte 25
befestigt, die die am Außenende der Hülse 15 befindliche Öffnung schließt. Die Deckelplatte
15 hat auf der Innenfläche eine Schutzplatte 26 aus einem Material, das von der
zu fördernden Flüssigkeit nicht angegriffen wird, so daß also die Deckelplatte25
aus einem billigen und leichter bearbeitbaren Material als bisher hergestellt werden
kann.
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Eine Dichtung 27 aus Natur- oder Kunstkautschuk oder einem
ähnlich zusammenpreßbaren oder federnden, gegen die zu fördernde Flüssigkeit widerstandsfähigen
Material ist zwischen die zueinanderweisenden Flächen der Schutzplatten 20 und 26
gelegt. Die Deckelplatte25 wird in ihrer Stellung in bezug auf die Stirnplatte 12
bei zusammengepreßter, flüssigkeitsfester Dichtung 17 von Schraubenbolzen 28 gehalten,
die in Gewindeblindbohrungen 29 der Stirnplatte 12 eingeschraubt sind.
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Ein Pumpenradgehäuse 30 hat einen axial angeordneten Flüssigkeitseinlaßstutzen
31 für ein Zuführrohr 31 a, ferner eine spiralförmige innere Pumpenradkammer 32
und ferner einen Auslaßstutzen33, an den sich eine Leitung 33 a anschließt.
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Das Pumpenradgehäuse kann aus jedem beliebigen Material bestehen,
das gegen die zu fördernde Flüssigkeit korrosionsfest ist, z. B. aus rostfreiem
Stahl, Titan od. dgl. Das Pumpenradgehäuse 30 hat einen Flansch 34 mit einer zylindrischen
Innenfläche 35, die eine zylindrische Außenfläche 36 der Stirnplatte 11 übergreift.
Eine Dichtung 37 aus Natur- oder Kunstkautschuk oder einem anderen zusammenpreßbaren
oder federnden, gegen die zu fördernde Flüssigkeit widerstandsfähigen Material,
ist zwischen Schutzplatte 17 und Innenfläche 38 des Gehäuses
30 gelegt und wird von den die Stirnplattell durchsetzenden und in den Flansch
34 eingeschraubten Schraubenbolzen 39 flüssigkeitsdicht zusammengepreßt.
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Der Raum zwischen Motorgehäusemantel 10, Hülse 15, innerer
Stirnplatte 11 und innerer Stirnplatte 12 bildet eine abgeschlossene und isolierte
Motorstatorkammer 40. In dieser Kammer 40 befinden sich, abgedichtet
von der Berührung mit -der zu fördernden Flüssigkeit, die Statorlamellen 41 und
die Statorwicklungen 42. Leiter 43 zur Zuführung von Strom zu den Wicklungen 42
durchsetzen -flüssigkeitsdicht einen Stutzen 44 und sind mit einem Wechselstromerzeuger
verbunden.
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Der innerhalb der Hülse 15 befindliche Raum 45 dient als Motorläuferkammer,
in der sich ein Läufer 46 beliebiger Bauart, vorzugsweise aber ein Kurzschlußläufer,
befindet, der eine korrosionsfeste Umhüllung hat. Zum Herstellen der Umhüllung sind
an die den Läufer umschließende zylindrische Hülse 47 Stirnplatten 48 angeschweißt.
Die Innenkanten der Stirnplatten 48 sind an einer zylindrischen Hohlwelle 49 angeschweißt
oder anderweitig befestigt, so daß eine flüssigkeitsdichte Umhüllung geschaffen
ist. Hülse 47 und Stirnplatten 48 bestehen aus einem Material, das korrosionsfest
ist und von der zu fördernden Flüssigkeit nicht angegriffen wird. Rostfreier Stahl
ist für- diese Zwecke geeignet.
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Die Hohlwelle 49 erstreckt sich in Längsrichtung an beiden Enden nach
außen über die Läuferstirnplatten 48 hinaus und hat fluchtende Rasten 50 zur Aufnahme
von Bolzen 51, die fluchtende Bohrungen 52 einer Hohlwelle 53 durchsetzen, Auf Hohlwelle
53 sind -Druckscheiben 54 aufgesetzt, die sich über die Bolzen 51 erstrecken, und
mit ihren Außenflächen an Abschnitten von Lagern 55 anliegen.
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Die beiden Lager 55 gleicher Ausführung haben Mittelbohrungen 55 a
zum Aufnehmen und Tragen der umlaufenden Hohlwelle 53. Die Lager 55 weisen mehrere
kegelförmige Ausschnitte 56 zur Aufnahme der Zungen 18 auf, die eine Drehung und
Längsverschiebung der Lager 55 verhüten. Die Lager 55 haben an ihren außenliegenden
Umfangsflächen Nuten57, an ihren Außenflächen Nuten 58 und an ihren Innenflächen
Nuten 59. In diesen Nuten fließt ein Teil der geförderten Flüssigkeit.
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Der Endabschnitt der Hohlwelle 53 erstreckt sich in die Pumpenradkammer
32 und hat Schlitze, zwisehen
denen sich Vorsprünge 65 befinden,
die in komplementäre Schlitze seiner gegenüberliegenden Pumpenradplatte 66 eingreifen.
Die Pumpenradplatte 66 wird in ihrer Stellung von einer Haltemutter 67 gehalten,
die in das Stirnende der Hohlwelle 53 eingeschraubt ist, wobei sich eine Schulter
68 der Haltemutter 67 an die Pumpenradplatte 66 anlegt. Die Haltemutter 67 hat eine
Mittelbohrung 69 zum Zuführen von Flüssigkeit. Der Kopf der Haltemutter 67 ist so
geformt, daß die Haltemutter 67 mit Hilfe eines Schraubenschlüssels (nicht dargestellt)
festgezogen oder zum Herausnehmen gelöst werden kann.
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Parallel zum Pumpenradplatte 66 liegt eine zweite Pumpenradplatte70,
deren zylindrischerInnenabschnitt 70a zum Einlaßstutzen 31 gerichtet ist, so daß
die einströmende Flüssigkeit zwischen die Platten 66 und 70 geleitet wird. Zwischen
den Platten 66 und 70 befinden sich mehrere gekrümmte Schaufeln 71, deren Zungen
72 die in den Pumpenradplatten 66 und 70 befindlichen Bohrungen 73 durchsetzen und
sich über diese Bohrungen hinaus erstrecken. Die Zungen sind an ihren Außenenden
gespreizt oder verformt, so daß sie in der gegebenen Stellung gehalten werden.
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Die Pumpe arbeitet in folgender Weise: Nach Einschalten der Statorwicklungen
42 entsteht in den Statorlamellen 41 ein Drehfeld, das den Läufer 46 und infolgedessen
die Hohlwelle 53 in Drehung setzt. Die zu fördernde Flüssigkeit wird über die Leitung
31 d dem Einlaßstutzen 31 zugeführt, strömt dann in den innerhalb des Pumpenradabschnittes
70d befindlichen Raum und wird zwischen der Außenfläche von Haltemutter 67 und der
Innenfläche von Pumpenradabschnitt 70 a in den zwischen den Pumpenradplatten 66
und 70 gelegenen Raum geleitet.
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Der Hauptanteil der Förderflüssigkeit wird von den Schaufeln 71 gefördert
und wird von der Innenspirale der Kammer 32 dem Auslaßstutzen 33 zugeleitet.
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Ein anderer Teil der Flüssigkeit strömt in den Nuten 57 und in der
Bohrung 55 ca (Fig. 1, rechts) sowie in dem die Druckscheibe 54 umgebenden Raum
in die Kammer 45, strömt dann in dem Zwischenraum zwischen Hülse 47 und Büchse 15
zur links liegenden Druckscheibe 54 und über die Lagerbohrung 55a und die Nuten
57 zum linken Ende der Hohlwelle 53. Die Flüssigkeit strömt schließlich über den
Innenraum der Hohlwelle 53 und die Bohrung 69 zum Einlaß des Pumpenlaufrades zurück.
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Die die Pumpenradstirnplatte 48 und die Hülse 47 durchströmende Flüssigkeit
dient zum Kühlen, während die die Lager durchströmende Flüssigkeit die Lager schmiert.
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Der Motorläuferaufbau aus Hohlwelle 49, Hülse 47 und Stirnplatten48
kann gewünschtenfalls durch Herausziehen der Bolzen 51 leicht eingesetzt oder herausgenommen
werden.
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Die der zu fördernden Flüssigkeit ausgesetzten Innenteile der Pumpe
und des Motors sind also in einfacher, aber wirkungsvoller Weise gegen Korrosion
geschützt.