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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.