DE2558275A1

DE2558275A1 - DEVICE FOR THE HYDRAULIC TRANSPORTATION OF SOLIDS

Info

Publication number: DE2558275A1
Application number: DE19752558275
Authority: DE
Inventors: Dusan Florjancic
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1975-12-16
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2558275B2; GB1505449A; DE2558275C3; CH606763A5

Description

P. 4985P. 4985

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/SchweizSulzer Brothers, Aktiengesellschaft, Winterthur / Switzerland

Vorrichtung zur hydraulischen Förderung von FeststoffenDevice for the hydraulic conveyance of solids

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydraulischen Förderung von Feststoffen aus grossen Meerestiefen, wobei ein Feststoff-Wassergemisch auf Grund des hydrostatischen Wasserdruckes in einer Förderleitung bis auf eine Zwischenhöhe gefördert wird.The invention relates to a device for hydraulic conveyance of solids from great depths of the sea, with a solid-water mixture due to the hydrostatic water pressure is conveyed in a delivery line up to an intermediate level.

Zur Förderung von Erzknollen aus grossen f4eerestiefen ist es bekannt - Chem. Ing. Technik 44 (1973), Nr. 20, Seite 1183 1188 -, diese Knollen zusammen mit Wasser.durch den hydrostatischen Druck in einer Förderleitung auf eine Zwischenhöhe, die unterhalb des Wasserspiegelniveaus liegt, fördern zu lassen. Das Niveau der Zwischenhöhe ist dabei mindestens so zu wählen, dass die bei dieser Förderung auftretenden Druckverluste, dieIt is used to extract ore nodules from great depths of the sea known - Chem. Ing. Technik 44 (1973), No. 20, page 1183 1188 -, these tubers together with Wasser.by the hydrostatic To allow pressure in a delivery line to be promoted to an intermediate height that is below the water level. The level of the intermediate height is to be chosen at least so that the pressure losses occurring during this promotion, the

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im wesentlichen durch die Strömung in der Förderleitung und durch das gegenüber Wasser höhere spezifische Gewicht der zu fördernden Feststoffe entstehen, durch die Eintauchtiefe der Zwischenhöhe gegenüber Meeresspiegelniveau gedeckt werden. Von dieser Zwischenhöhe aus erfolgt die Förderung des Gutes auf oder über Meeresspiegelniveau dann mit Hilfe von Arbeitsmaschinen, z.B. Pumpen, die durch einen Motor angetrieben werden.essentially by the flow in the delivery line and due to the higher specific weight of the solids to be conveyed compared to water, due to the immersion depth the intermediate height compared to sea level. The goods are conveyed from this intermediate height at or above sea level then with the help of working machines, e.g. pumps driven by a motor will.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Förderung des Gutes von der Zwischenhöhe, die beispielsweise bei einer Gesamttiefe von etwa 5-7 χ 10 m bis zu etwa 10 m unter dem Meeresspiegel liegen kann, auf eine Höhe mehrere Meter -etwa 30 bis 50 - über Meeresspiegel zu schaffen, wobei die Vorrichtung eine bestimmte Mindestleistung an gefördertem GutThe object of the invention is to provide a device for the promotion of the goods from the intermediate height, for example with a total depth of about 5-7 χ 10 m to about 10 m below the sea level can be at a height of several meters - about 30 to 50 - above sea level, whereby the Device a certain minimum performance of conveyed good

in der Zeiteinheit - beispielsweise 1 - 1,5 m /see - erreichenin the unit of time - for example 1 - 1.5 m / see

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an die Förderleitung auf dieser Zwischenhöhe eine mehrstufige Zentrifugalpumpe für das zu fördernde Gut mit ihrer Saugseite angeschlossen ist, die das Gut in einer Druckleitung mindestens nahezu auf oder über Wasserspiegelniveau fördert, und dass ferner diese Pumpe von einem dynamischen Flüssigkeitsmotor angetrieben ist, der über eine Leitung für eine als Antriebsmittel dienende Druckflüssigkeit mit einer mindestens annähernd auf Wasserspiegelniveau angeordneten von einer weiterenAccording to the invention, this object is achieved in that on the delivery line at this intermediate level a multistage centrifugal pump for the material to be conveyed with its suction side is connected, which promotes the material in a pressure line at least almost at or above the water level, and that Furthermore, this pump is driven by a dynamic fluid motor, which via a line for one as a drive means Serving pressure fluid with a further arranged at least approximately at water level

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Antriebsmaschine getriebenen Hochdruckpumpe für das Antriebsmittel verbunden ist·Drive machine driven high pressure pump for the drive means connected is·

Neben einer Druckleitung für das zu fördernde Gut benötigt man bei der neuen Vorrichtung als Verbindung zum Antrieb der Zentrifugalpumpe lediglich eine weitere Druckleitung für das Antriebsmittel des Flussigkeitsmotors, der mit Vorteil eine mehrstufige Radialturbine ist. Bei der erfindungsgemässen Konzeption sind sowohl der Motor als auch die Zentrifugalpumpe völlig mit Flüssigkeit gefüllt, die die Abdichtung, Schmierung und Kühlung der Maschinen übernehmen. Mit der neuen Vorrichtung werden daher vor allem Schwierigkeiten vermieden, die bei der Abdichtung, Kühlung und Isolierung von elektrischen Antrieben entstehen; denn diese müssen für die geforderten Leistungen - nach Kenntnis der Anmelderin - trocken, d.h. in Gasatmosphäre, laufen, gekühlt und mit Spannung von einigen Tausend Volt gespeist werden.In addition to a pressure line for the material to be conveyed, the new device requires a connection to drive the centrifugal pump only one further pressure line for the drive means of the liquid motor, which is advantageously a multi-stage Radial turbine is. In the design according to the invention, both the motor and the centrifugal pump are completely liquid filled, which take over the sealing, lubrication and cooling of the machines. With the new device, therefore above all, avoiding difficulties that arise in the sealing, cooling and insulation of electric drives; because, to the best of the applicant's knowledge, these must run dry, i.e. in a gas atmosphere, cooled for the required performance and fed with a voltage of a few thousand volts.

Vorteilhafterweise kann als Druck— oder Antriebsmittel für den Flüssigkeitsmotor Seewasser dienen, das in einem offenen Kreislauf durch die Hochdruckpumpe und den Flüssigkeitsmotor geführt ist. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, den Flüssigkeitsantrieb als geschlossenes System auszuführen, wobei als bevorzugtes Antriebsmittel Süsswasser - aber auch eine andere flüssigkeit, z.B. ein OeI - Verwendung finden kann. Mit einem solchen geschlossenen System können vor allem Korrosionserscheinungen im Antriebskreislauf vermindert werden.Advantageously, as a pressure or drive means for The liquid motor is used for seawater, which is in an open circuit through the high pressure pump and the liquid motor is led. Of course, it is also possible to design the liquid drive as a closed system, Fresh water - but also another liquid, e.g. an oil - is used as the preferred driving agent can. With such a closed system, corrosion phenomena in the drive circuit in particular can be reduced will.

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Für die konstruktive Ausbildung der Leitungsverbindungen d.h. der Druckmittelzufuhrleitung zu dem Flüssigkeitsmotor und mindestens der Druckleitung für das Fördergut der Zentrifugalpumpe, sowie gegebenenfalls eine Druckmittelrückführleitung zur Hochdruckpumpe - zwischen dem Maschinenaggregat auf der Zwischenhöhe und dem Meeresniveau hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn diese Verbindungsleitungen als konzentrische Rohre geführt sind, wobei in einem zentralen Rohr das Mittel höchsten und im äussersten Rohr das Mittel niedrigsten Druckes geführt ist.For the structural design of the line connections, i.e. the pressure medium supply line to the fluid motor and at least the pressure line for the material to be conveyed by the centrifugal pump and, if necessary, a pressure medium return line to the high pressure pump - between the machine unit at the intermediate level and the sea level it has proven to be useful proven when these connecting lines are run as concentric tubes, with the means in a central tube highest and in the outermost tube the means of lowest pressure is performed.

Weiterhin kann zur Zerkleinerung der zu fördernden Feststoffe auf der Welle der Zentrifugalpumpe ihren Laufrädern ein Brechwerk vorgesetzt sein.Furthermore, a crusher can be used on the shaft of the centrifugal pump to crush the solids to be conveyed be in front of you.

Konstruktiv lässt sich das Maschinenaggregat Flüssigkeitsmotor/ Zentrifugalpumpe günstig an die daran nach oben und unten anschliessenden rohrförmigen Leitungen anpassen, wenn die übereinander angeordneten Rotoren der Zentrifugalpumpe und des Flüssigkeitsmotors in getrennten topfartigen Gehäusen untergebracht sind, die im Bereich der benachbarten Wellenenden beider Maschinen lösbar miteinander verbunden sind, wobei zusätzlich die Massnahme getroffen sein kann, dass die Förderkanäle der Zentrifugalpumpe, ringförmig verteilt, im Gehäusetopf des Flüssigkeitsmotors angeordnet sind. Die Ausführung getrennter Wellen und die Trennung der Gehäuse im Bereich der benachbarten Wellenenden haben sich dabei im Hinblick auf Unterhalts- undIn terms of design, the machine unit liquid motor / centrifugal pump can be conveniently connected to the top and bottom lines Adapt tubular lines if the rotors of the centrifugal pump and the Liquid motor housed in separate pot-like housings which are releasably connected to one another in the area of the adjacent shaft ends of both machines, with additional the measure can be taken that the delivery channels of the centrifugal pump, distributed in a ring, in the housing pot of the Liquid motor are arranged. The execution of separate shafts and the separation of the housings in the area of the neighboring ones Shaft ends have thereby in terms of maintenance and

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•3.• 3.

Reparaturarbeiten als vorteilhaft erwiesen, da die Pumpe wegen der mitgeförderten. Feststoffe gegenüber dem Motor, der nur von sauberen Flüssigkeiten durchsetzt wird, einem erheblich höheren Verschleiss unterliegt.Repair work proved beneficial as the pump because of the co-funded. Solids to the engine, which is only permeated by clean liquids, is subject to significantly higher wear.

Eine zweckmässige Möglichkeit für die Kupplung beider Rotoren ist gegeben, wenn diese über eine Schalenkupplung verbunden sind, bei der die auf ihrem Umfang kantig ausgebildeten Wellenenden von zwei inneren Halbschalen umfasst und axial abgestützt sind, die über konische Flächen von einer ungeteilten, axial aufgeschobenen, äusseren Schale zusammengepresst sind. Ein weiteres vorteilhaftes Detail für die Konstruktion kann darin bestehen, dass die Zentrifugalpumpe und der Flüssigkeitsmotor je einen eigenen Ausgleichskolben für den axialen Schubausgleich haben, wobei der Ausgleichskolben des Motors eine Steuerkante für den selbsttätigen Ausgleich kleinerer Schubschwankungen haben und gleichzeitig als Notlauf- und Anfahrlager dienen kann.A useful option for coupling both rotors is given when these are connected via a shell coupling, in which the shaft ends, which are angularly designed on their circumference encompassed by two inner half-shells and axially supported, the conical surfaces of an undivided, axially pushed open, outer shell are pressed together. Another advantageous detail for the construction can be found in it exist that the centrifugal pump and the liquid motor each have their own compensation piston for the axial thrust compensation have, whereby the compensation piston of the engine has a control edge for the automatic compensation of smaller thrust fluctuations and at the same time can serve as an emergency and start-up bearing.

Schliesslich ist ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Flussigkeitsmo'tors als Antrieb gegeben, wenn Druckflüssigkeit aus einer Zwischenstufe des Motors als Schmiermittel für die Radiallager der Zentrifugalpumpe dient.Finally, another benefit of using one is Fluid motors are given as a drive when hydraulic fluid from an intermediate stage of the motor is used as a lubricant for the The centrifugal pump's radial bearing is used.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.In the following the invention is explained in more detail on the basis of exemplary embodiments in connection with the drawing.

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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaues der neuen Vorrichtung;Fig. 1 shows a schematic representation of the overall structure the new device;

Fig. 2 ist eine Variante von Fig. Ij Fig. 3 gibt eine schematische Schnittzeichnung nachFIG. 2 is a variant of FIG. 1 and FIG. 3 is a schematic sectional drawing

III - III von Fig. 4 durch das Maschinenaggregat Flüssigkeitsmotor/Zentrifugalpumpe wieder, währendIII - III of Fig. 4 by the machine unit liquid motor / centrifugal pump again, while

Fig. 4 den Schnitt IV-IV von Fig. 3 ist.Figure 4 is section IV-IV of Figure 3.

Angetrieben von einem weiteren Motor 1 (Fig. 1), z.B. einer Dampf- oder Gasturbine oder einem Elektromotor, der beispielsweise auf einem Schiff 2 über Meeresspiegelniveau aufgestellt ist, saugt eine Hochdruckpumpe 3 Druck- oder Antriebsmittel - im Beispiel nach Fig. 1 Seewasser - für einen als Turbine ausgebildeten Flüssigkeitsmotor 4 durch eine Leitung 5 an, bringt dieses auf einen für die geforderte Antriebsleistung des Motors 4 erforderlichen Druck und fördert es in eine Druckmittelzufuhrleitung 6; diese führt zum Einlauf 7 der Turbine 4. Nach dem Durchsetzen der Turbine 4 fliesst das als Antriebsmittel benutzte Wasser durch den Austritt 8 ins Meer oder aber (Fig. 2) gelangt über eine Leitung 5a zurück an die Saugseite der Hochdruckpumpe 3.Driven by a further motor 1 (Fig. 1), e.g. one Steam or gas turbine or an electric motor, which is set up, for example, on a ship 2 above sea level is, a high pressure pump 3 sucks pressure or drive means - in the example according to FIG. 1 sea water - for a turbine trained liquid motor 4 through a line 5, brings this to a for the required drive power of the motor 4 required pressure and conveys it into a pressure medium supply line 6; this leads to the inlet 7 of the Turbine 4. After the turbine 4 has passed through, the water used as the drive medium flows through the outlet 8 into Sea or else (FIG. 2) returns to the suction side of the high pressure pump 3 via a line 5a.

Die Turbine 4 ist über eine Kupplung 10 mit einer Zentrifugalpumpe 11 gekoppelt, von deren druckseitigen Austritt 12 zunächst das Turbinengehäuse umgebende Druckkanäle 13 und anschliessend eine die Leitung 6 konzentrisch umschliessende Druckleitung 14 für das Fördergut 19 an die Oberfläche desThe turbine 4 is connected to a centrifugal pump via a coupling 10 11 coupled, from the outlet 12 of which on the pressure side first of all pressure ducts 13 and 13 surrounding the turbine housing then a line 6 concentrically enclosing pressure line 14 for the conveyed material 19 to the surface of the

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Meeresspiegels führt. Dort wird das Gut 19 von dem Wasser getrennt, wozu es beispielsweise auf einer am Schiff 2 befestigten, mit Abflussöffnungen 9 versehenen Lagerplattform gelagert wird.Sea level leads. There the good 19 is separated from the water, for which purpose it is attached to a ship 2, for example, is stored with drainage openings 9 provided storage platform.

An ihrer Einlaufseite 16 ist die Pumpe 11 mit einer Förderleitung 17 verbunden, die am Meeresboden in einem Saugkopf IS endet, durch den auf Grund des hydrostatischen Ueberdruckes das Gut auf das Niveau des Einlaufs 16 der Pumpe 11 gehoben wird.On its inlet side 16, the pump 11 is provided with a delivery line 17 connected, which ends on the seabed in a suction head IS, through which the good due to the hydrostatic overpressure is raised to the level of the inlet 16 of the pump 11.

Wie bereits erwähnt, beträgt die Zwischenhöhe, auf der das Maschinenaggregat 4, 11 angeordnet ist, etwa 1000 m unter Meeresspiegel, so dass bei den angegebenen Tiefen, aus denen die Erzknollen gefördert werden sollen, die Länge der Leitung etwa 4000 - 6000 m beträgt.As already mentioned, the intermediate height at which the machine unit 4, 11 is arranged is about 1000 m below Sea level, so that at the specified depths from which the ore nodules are to be extracted, the length of the line is about 4000 - 6000 m.

Das in Fig. 3 und 4 gezeigte Maschinenaggregat, das auf an sich in ihrer Grundkonzeption bekannten Maschinen aufgebaut ist - es werden daher von dieser Konstruktion nur die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wesentlichen Elemente näher beschrieben -, eignet sich für eine Vorrichtung nach Fig. 1, d.h. für einen offenen mit Seewasser betriebenen Antriebsmittelkreislauf des Flüssigkeitsmotors. Das Aggregat besteht aus einer mehrstufigen, mit einer Anzahl von Radiallaufrädern 20 versehenen Turbine 4, an obren Unterseite koaxial die ebenfalls mit einer Anzahl radialen Stufen 21 versehene Pumpe 11 angesetzt ist.The machine assembly shown in Fig. 3 and 4, which is built on machines known per se in their basic concept is - only the essentials in connection with the present invention are therefore of this construction Elements described in more detail - is suitable for a device according to Fig. 1, i.e. for an open one operated with seawater Drive medium circuit of the liquid motor. The unit consists of a multi-stage, with a number of radial impellers 20 provided turbine 4, on the upper underside coaxially also provided with a number of radial steps 21 Pump 11 is attached.

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Von oben mündet die Leitung 6 für die Zufuhr des Druckoder Antriebsmittels in die Turbine 4 ein; sie greift dabei mit einem Endstück 22 in eine zylindrische Ausnehmung 24 im Deckel 25 des inneren Turbinengehäuses, das seinerseits in ein glockenartiges Topfgehäuse 26 eingeschoben ist. Durch den Deckel 25 führt eine Strömungsverbindung 27 über einen Ringkanal 28 im Einlaufgehäuse 29 zur ersten Stufe 20 der Turbine.The line 6 for the supply of the pressure or drive medium opens into the turbine 4 from above; she intervenes with an end piece 22 in a cylindrical recess 24 in the cover 25 of the inner turbine housing, which in turn is inserted into a bell-shaped pot housing 26. A flow connection 27 leads through the cover 25 via a Annular channel 28 in the inlet housing 29 to the first stage 20 of the Turbine.

Das Laufrad 20 sitzt - zusammen mit den anderen, abgesehen von demjenigen 20a der letzten Stufe nicht weiter dargestellten, Rädern 20 - auf einer Welle 30, die oberhalb der Räder 20 einen Ausgleichskolben 31 für den axialen Schubausgleich hat.The impeller 20 sits - together with the others, apart from that 20a of the last stage, not shown further, Wheels 20 - on a shaft 30 which, above the wheels 20, has a compensating piston 31 for axial thrust compensation.

Der mit einer Scheibe 23 versehene Ausgleichskolben 31, der durch den Spalt 53 an seiner Aussenseite mit Wasser versorgt wird, hat längs des äusseren Umfangs der Scheibe 23 eine Abspritzkante 32, durch die bei Heben und Senken des Rotors, d.h. bei axialen Schubschwankungen, mehr oder weniger Wasser in einen Hohlraum 33 zwischen dem Deckel 25 und dem Gehäuse 26 gespritzt wird, wobei eine automatische Anpassung des den Ausgleichskolben 31 tragenden Druckes an diese Schwankungen erreicht wird. Vom Hohlraum 33 kann das Spritzwasser, zusammen mit ebenfalls aus dem Ringkanal 28 kommenden Wasser, das als Schmiermittel des oberen Radiallagers 34 der Welle 30 dient, aus dem Gehäuse 26 durch eine Oeffnung 35 abfiiessen. Die der Scheibe 23The compensating piston 31 provided with a washer 23, which is supplied with water through the gap 53 on its outside, has a spray edge along the outer circumference of the disk 23 32, through which when the rotor is raised and lowered, i.e. with axial thrust fluctuations, more or less water enters one Cavity 33 is injected between the cover 25 and the housing 26, with an automatic adjustment of the compensating piston 31 bearing pressure on these fluctuations is achieved. From the cavity 33, the splash water can, together with also coming from the annular channel 28 water, which serves as a lubricant of the upper radial bearing 34 of the shaft 30, from the Fill the housing 26 through an opening 35. That of the disk 23

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des Ausgleichskolbens 31 benachbarten Oberflächen im Deckel und im Einlaufgehäuse 29 sind mit Material 36 belegt, das Trockenlaufeigenschaften hat, so dass die Scheibe 23 des Ausgleichskolbens 31 gleichzeitig als Anfahr- und Notlauflager dient.of the compensating piston 31 adjacent surfaces in the cover and in the inlet housing 29 are covered with material 36 that Has dry running properties, so that the disk 23 of the compensating piston 31 is used as a start-up and emergency bearing at the same time serves.

Die Leitung 6 ist konzentrisch umgeben von der Druckleitung 14, in der Wasser und Fördergut 19 über die Kanäle 13 an die Oberfläche geführt werden; die Druckkanäle 13 sind in vier senkrechten Strängen über den Umfang des Gehäuses 26 verteilt (Fig. 4) und verbinden einen Ringkanal 37 am druckseitigen Ende 12 der Pumpe 11 mit der Druckleitung 14.The line 6 is concentrically surrounded by the pressure line 14, in which water and conveyed material 19 via the channels 13 to the surface be led; the pressure channels 13 are distributed over the circumference of the housing 26 in four vertical strands (FIG. 4) and connect an annular channel 37 at the pressure-side end 12 of the pump 11 to the pressure line 14.

Die einzelnen Laufräder 20 der Turbine 4 sind umgeben von Gehäuseelementen 38 und 39, in denen die einzelnen Laufräder verbindende Strömungswege 40 vorhanden sind. Aus dem letzten Laufrad 20a der Turbine 4 fliesst das als Antriebsmittel verwendete Wasser durch ein unteres Austrittsgehäusestück 41 in einen Sammelraum 42, von dem es durch - wie Fig. 4 zeigt vier Oeffnungen 8 in die Umgebung abfliesst.The individual impellers 20 of the turbine 4 are surrounded by housing elements 38 and 39 in which the individual impellers connecting flow paths 40 are present. From the last impeller 20a of the turbine 4 flows that used as the drive means Water through a lower outlet housing piece 41 into a collecting space 42, from which it passes through - as FIG. 4 shows four Openings 8 flows into the environment.

Der Sammelraum 42 für das Antriebswasser, der innerhalb eines mehrteiligen, über Längsflanschen 44 zusammengeschraubten Distanzstückes 45, das Austrittsoffnungen 43 (Fig. 4) für das Antriebswasser hat, gebildet ist, ist axial nach unten von einem, zwischen einem unteren Endflansch 46 des Gehäuses 26The collecting space 42 for the drive water, which is screwed together within a multi-part, via longitudinal flanges 44 Spacer 45, which has outlet openings 43 (Fig. 4) for the drive water, is formed axially downward from one, between a lower end flange 46 of the housing 26

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und einem Deckel 47 der Pumpe 11 liegenden Zwischenflansch abgeschlossen, schraubenbolzen 49, die den Endflansch 46, den Zwischenflansch 48, den Gehäusedeckel 47 und einen oberen Endflansch 50 eines topfartigen Pumpengehäuses 51 durchsetzen, bilden eine lösbare Verbindung zwischen der Turbine 4 und der Pumpe 11, wobei nach Lösen der Schraubenbolzen 49 das Gehäuse nach oben weggehoben und der Körper der Pumpe 11 aus seinem Topf 51 herausgezogen werden kann.and a cover 47 of the pump 11 lying intermediate flange completed, screw bolts 49, the end flange 46, the intermediate flange 48, the housing cover 47 and an upper Pass through the end flange 50 of a pot-like pump housing 51, form a detachable connection between the turbine 4 and the pump 11, the housing after loosening the screw bolts 49 lifted upwards and the body of the pump 11 can be pulled out of its pot 51.

Im Hohlraum 42 ist auch die als Schalenkupplung ausgebildete Kupplung 10 gelegen, die die beiden Wellen 30 der Turbine 4 und 54 der Pumpe 11 an ihren benachbarten Enden miteinander verbindet.The coupling 10, which is designed as a shell coupling and which connects the two shafts 30 of the turbine 4, is also located in the cavity 42 and 54 of the pump 11 connects to each other at their adjacent ends.

Die Kupplung 10 besteht ais zwei inneren Halbschalen 55, die die achteckig ausgebildeten Wellen 30 und 54 umfassen und für die Montage durch einen Schraubenbolzen 56 zusammengehalten sind. In die Welle 30 und 54 eingreifende Ringe 57 und 58 fixieren die Welle relativ zu den Halbschalen 55 in axialer Richtung. Diese haben an ihren Aussenseiten konische Flächen 59, die mit entsprechenden konischen Flächenstücken 63 längs des Umfangs einer ungeteilten Aussenschale 60 zusammenwirken. Diese ist mit Hilfe eines Ringes 61, in den Schraubenbolzen 62 eingeschraubt werden können, in axialer Richtung auf die Halbschalen gepresst, wodurch diese über konische Flächen 59 und 63 radial zusammengedrückt sind.The coupling 10 consists of two inner half-shells 55, which comprise octagonal shafts 30 and 54 and are held together for assembly by a bolt 56 are. Rings 57 and 58 engaging in shaft 30 and 54 fix the shaft axially relative to half-shells 55 Direction. These have conical surfaces 59 on their outside, which interact with corresponding conical surface pieces 63 along the circumference of an undivided outer shell 60. These is with the help of a ring 61, into which screw bolts 62 can be screwed, in the axial direction on the half-shells pressed, whereby these are radially compressed via conical surfaces 59 and 63.

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Nahe dem oberen Ende trägt die Welle 54 einen eigenen axialen Ausgleichskolben 64, der aus einem die letzte Stufe 21a der Pumpe 11 mit dem Ringkanal 37 verbindenden Verbindungskanal 65 im Deckel 47 mit Druckwasser aus der Pumpe 11 gespeist wird.The shaft 54 carries its own near the upper end axial compensating piston 64, which consists of a connecting channel connecting the last stage 21a of the pump 11 to the annular channel 37 65 in the cover 47 is fed with pressurized water from the pump 11.

Aus einer nicht gezeigten Zwischenstufe geeigneten Druckes der Turbine-4 wird sauberes, d.h. nicht mit Feststoffen durchsetztes, Druckwasser entnommen und über eine Leitung 66, die in einen Raum 52 zwischen dem Gehäuse 51 und inneren Gehäuseelementen der Pumpe 11 führt, den Radiallagern 67 der Pumpe 11 als Schmiermittel zugeführt, was für einige Lager 67, beispielsweise für das oberste, unmittelbar unterhalb des Ausgleichskolbens 64, andeutungsweise gezeigt ist (Leitungen 74).From an intermediate stage of suitable pressure, not shown, of the turbine-4, clean, i.e. not interspersed with solids, Pressurized water is taken and via a line 66 which is in a space 52 between the housing 51 and inner housing elements the pump 11 leads, the radial bearings 67 of the pump 11 as a lubricant supplied, which for some bearings 67, for example for the top one, directly below the compensating piston 64, indicated (lines 74).

An den Pumpendeckel 47 schliessen nach unten die Gehäuseelemente 68 an, in denen beschaufelte, die einzelnen Laufräder 21 der Pumpe 11 verbindende Leitapparate 69 vorgesehen sind. Während das sich am Einlauf 16 der Pumpe 11 trichterförmig verengende Gehäuse 51 in die Förderleitung 17 übergeht, folgt auf das unterste Gehäuseelement 68 ein Einlaufgehäuse 70, das eine über Rippen 71 gehaltene Gehäusenabe 72 zum Schutz des unteren Endes der Welle 54 hat. Durch die Nabe 72 hindurch ist den Laufrädern 21 auf der Welle 54, in Strömungsrichtung gesehen, ein Brechwerk 73 vorgesetzt, welches die Aufgabe hat, die durch die Leitung 17 geförderten Feststoffe in einem solchen Masse zu zerkleinern, dass sie durch die Pumpe 11 strömenThe housing elements close to the pump cover 47 at the bottom 68, in which bladed, the individual impellers 21 of the pump 11 connecting guide devices 69 are provided. While the housing 51, which narrows in a funnel shape at the inlet 16 of the pump 11, merges into the delivery line 17, follows the Lowermost housing element 68 is an inlet housing 70, which has a housing hub 72 held by ribs 71 to protect the lower The end of the shaft 54 has. Through the hub 72, the impellers 21 on the shaft 54, seen in the direction of flow, a crusher 73 is provided, which has the task of conveying the solids conveyed through the line 17 in such a To crush the mass so that it flows through the pump 11

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können. Das Brechwerk 73 ist im gezeigten Beispiel als einfaches Flügelrad ausgebildet.can. The crusher 73 is simple in the example shown Impeller formed.

Wie schon mehrfach erwähnt, wird ein Feststoff-Wassergemisch auf Grund des hydrostatischen Druckes in der Leitung 17 bis auf das Niveau 16 am Einlauf der Pumpe 11 gefördert. Durch das erwähnte Brechwerk 73 werden dort die Feststoffe, d.h. vor allem die Erzknollen unter Umständen auf eine zulässige Maximalgrösse zerkleinert, ehe das Gemisch von den Rädern der Pumpe 11 durch die Kanäle 69 in den Ringkanal 37 gefördert wird, der etwa auf der Höhe des Pumpenaustrittes 12 liegt.As already mentioned several times, it is a solid-water mixture Due to the hydrostatic pressure in the line 17 up to the level 16 at the inlet of the pump 11. By the above-mentioned crusher 73, the solids, i.e. above all the ore nodules, may be reduced to a permissible level there Maximum size crushed before the mixture from the wheels the pump 11 is conveyed through the channels 69 into the annular channel 37, which is approximately at the level of the pump outlet 12.

Der Antrieb der Pumpe 11, die mit ihrer Druckhöhe die in der Leitung 17 entstandenen und zusätzlich die noch in der Druckleitung 14 entstehenden, eingangs erwähnten Druckverluste deckt, erfolgt mit Hilfe der Turbine 4, die in der beschriebenen Weise mit Druckwasser versorgt und von diesem durchsetzt wird.The drive of the pump 11, which, with its pressure head, is the pressure head that arises in the line 17 and, in addition, the pressure head that is still in the pressure line 14 resulting, initially mentioned pressure losses, takes place with the help of the turbine 4, which is described in FIG Way is supplied with pressurized water and permeated by this.

Der die Pumpe 11 durchfliessende Strom gelangt aus dem Ringkanal 37 in die Druckkanäle 13 und wird über die Leitung 14 von der Pumpe 11 an die Oberfläche gefördert.The current flowing through the pump 11 passes from the annular channel 37 into the pressure channels 13 and is via the line 14 promoted by the pump 11 to the surface.

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Claims

1. Device for the hydraulic conveyance of solids from great depths of the sea, with a solid-water mixture is conveyed due to the hydrostatic water pressure in a delivery line up to an intermediate height, thereby characterized in that a multistage centrifugal pump (11) for the to be conveyed good (19) is connected with its suction side (16), which the good (19) in a pressure line (14) at least conveys almost at or above the water level, and that this pump (11) is also driven by a dynamic liquid motor (4) is driven, which via a line (6) for a hydraulic fluid serving as a drive means with at least one High-pressure pump (3) which is arranged approximately at water level and driven by a further drive engine (1) is connected for the drive means.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that seawater is used as the pressure and drive means, which in one open circuit through the high pressure pump (3) and the liquid motor (4).

3. Device according to claim 1, characterized in that the liquid drive as a closed system (3, 6, 4, 5a, 3) is executed.

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• Ä.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that fresh water is used as the pressure and drive means. . ■ ■

5. Device according to claim 1 or 3, characterized in that that the pressure medium supply line (6) to the - and optionally the pressure medium return line (5a) from the / liquid motor (4) and the pressure line (14) for the conveyed material (19) are guided as concentric tubes, with the central Pipe the medium of the highest pressure and in the outermost pipe the medium of the lowest pressure.

6. The device according to claim 1, characterized in that on the shaft (54) of the centrifugal pump (11) its impellers (21) a crusher (73) for the comminution of the solids is provided.

7. The device according to claim 1, characterized in that the rotors (30, 54) of the centrifugal pump arranged one above the other (11) and the liquid motor (4) are housed in separate pot-like housings (26, 51) in the area the adjacent shaft ends of both machines (11, 4) are detachably connected to one another.

8. The device according to claim 7, characterized in that die.Förderkanäle (13) of the centrifugal pump (11) are annular distributed, are arranged in the housing pot (26) of the liquid motor (4).

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9. The device according to claim 1, characterized in that

the rotors (30, 54) of the centrifugal pump (11) and the liquid motor (4) are connected to one another via a shell coupling (53), in which the edged on its circumference Shaft ends of two inner half-shells (55) are axially supported, which via conical surfaces (59, 63) of a undivided, axially pushed outer shell (60) are pressed together.

10. The device according to claim 1, characterized in that the centrifugal pump (11) and the liquid motor (4) each have their own compensating piston (31, 64) for axial thrust compensation.

11. The device according to claim 10, characterized in that the compensating piston (31) of the motor (4) has a control edge (32) for the automatic compensation of smaller thrust fluctuations.

12. The device according to claim 11, characterized in that the compensating piston (31) of the motor (4) as an emergency running and Start-up bearing (36) is used.

13. The device according to claim 1, characterized in that pressure fluid from an intermediate stage of the motor (4) as Lubricant for the radial bearings (67) of the centrifugal pump (11) is used.

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14. The device according to claim 1, characterized in that the liquid motor (4) is a multi-stage turbine.

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