Umwälzpumpenaggregat für Flüssigkeiten. Gegenstand der Erfindung ist ein Um wälzpumpenaggregat für Flüssigkeiten, bei welchem die umgewälzte Flüssigkeit sowohl auf der Einlass- als auch auf der Auslassseite der Pumpe einem hohen Druck unterworfen ist. Bei solchen Pumpanlagen, beispielsweise mit Zentrifugalpumpen, treten viele Störun gen an den Stopfbüchsen auf, sowohl infolge des hohen Druckes als in gewissen Fällen auch der hohen Drehgeschwindigkeiten.
Die erfindungsgemässe Umwälzpumpe ist dadurch gekennzeichnet, da.ss das Pumpen gehäuse und das Gehäuse eines die Pumpe antreibenden Elektromotors miteinander der art verbunden sind, dass die Flüssigkeit vom Pumpengehäuse ins Motorgehäuse gelangen kann, so dass der ganze Motor im Motor gehäuse von Flüssigkeit umgeben ist, deren Druck gleich dem Druck der durch das Pumpengehäuse strömenden Flüssigkeit ist, zum Zweck, die Anordnung einer den Druckunterschied zwischen dem hohen Druck der sich innerhalb des Pumpen gehäuses befindenden Flüssigkeit und dem niederen Umgebungsdruck aufnehmenden Stopfbüchse und eines solchen Lagers zu vermeiden.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt des Umwälzpumpenaggregates, und Fig. 2 ist ein Teil der Fig.1 in grösserem Massstab.
In der Zeichnung sind der Rotor 1a eines Elektromotors und das Laufrad 2 einer Zen trifugalpumpe auf einer gemeinsamen senk rechten Welle 3 angeordnet und zusammen finit der Welle und dem Stator 1b des Motors im Motorgehäuse 4b bzw. im Pumpengehäuse 4a, die miteinander verbunden sind, einge schlossen, wobei das Laufrad am untern Ende der Welle angeordnet und so ausgebildet ist, dass es das Fluidum, im dargestellten Beispiel Öl, koaxial durch eine linlassleitung 5 am un tern Ende des Pumpengehäuses ansaugt und es radial durch einen Auslass 6 in der Ebene des Laufrades fördert.
Diese Welle 3 ist in zwei Zapfenlagern 7 und 8 gelagert, von wel chen das Zapfenlager 7 zwischen dem Lauf rad und dem Motor und das Zapfenlager 8 auf der entgegengesetzten Seite des Motors liegt. Wie gezeigt, passt das Zapfenlager 7 genau in einen verengten Hals 4d des Motor gehäuses 4b, so dass eine freie Fluidumver- bindung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Motorgehäuse nur durch das Lagerspiel gegeben ist. Wenn es gewünscht. wird, kann eine besondere Büchse 9, die genau auf die Welle passt, auch im verengten Hals 4d des Motorgehäuses zwischen dem Lager 7 und dem Laufrad 2 angeordnet sein.
Da das im Pum pengehäuse 4a befindliche Fluidum auch in das Motorgehäuse übertritt und somit in bei den Gehäusen annähernd derselbe Druck herrscht, besteht kein grosses Bestreben, dass das Fluidum durch diese Büehse 9 lind das Lager 7 hindurchgeht; gewöhnlich hat es keine Folgen, wenn eine gewisse Menge hindurch geht.
Die Erfindung kann im Zusammenhang mit dem Umlauf von Wasser in Kesseln mit zwungläufigem Umlauf, wie z. B. der La- Mont-Bauart, benutzt werden. In diesem Fall wird die Pumpe in einen über die Kesselrohre führenden Kreislauf eingeschaltet, so dass so wohl der Einlass als der Auslass unter vollem Kesseldruck steht, welcher sich von 30 bis 100 kg/cm2 erstrecken kann, während der durch die Pumpe erzeugte Driaekunterschied etwa 2,5 kg/cm2 beträgt.
Der Druck auf beiden Seiten des verengten Halses 41 des Gehäuses 4b wird gleich und von der gleichen. Grössenordnung sein wie der Kesseldruck.
Das Zapfenlager 7 wird durch eine Metall hülse 7a gebildet, welche in den verengten Hals 4d des Motorgehäuses passt, welche Hülse innen für die Aufnahme einer Füllung von Weissmetall 7b ausgenommen ist, das die tat sächliche Lagerfläche bildet, welche auf der Oberfläche eines Metallrohres 3a liegt, das auf der Welle fest ist. Bei der gezeigten Anord nung wird die zusätzliche Hülse 9 durch eine Verlängerung der Hülse 7(c gebildet, welche zusätzliche Hülse ein sehr kleines Spiel gegenüber dem Metallrohr 3a besitzt.
Bei der gezeigten Anordnung ist der Mo tor von der Bauart mit einem Käfigrotor la, und es sind die einzelnen Drähte der Wick lung des Stators 1b mit Isolation bedeckt, welche gegen das im Motorgehäuse 4b befind liche Fluidum undurchlässig ist.
Das Zapfenlager 8 wird durch eine -Metall büchse 8a gebildet, die innen für die Auf nahme einer Füllung aus Weissmetall 8b aus genommen ist, welches die Lagerfläche bildet, die auf der Oberfläche eines auf der Welle befestigten Metallrohres 3b liegt. Diese Büchse 8a wird durch eine zylindrische Verlänge rung eines scheibenförmigen Teils 8c gebildet, der, wie gezeigt, am obern Ende des Gehäuses 4b angeordnet ist. Der Oberteil 4c des Ge- häuses 4b ist, wie gezeigt, auf der Oberseite des Gehäuses 4b über dem Teil 8c angeordnet.
Um einen unzulässigen Temperaturanstieg zufolge -#ATärmeströmung von der Pumpe und zufolge im Motor erzeugter Wärme zu ver hindern, sind Mittel für die Kühlung des Fluidums im Motorgehäuse vorgesehen. Bei der dargestellten Anordnung erfolgt dies durch Zirkulation des Fluidums im Motor gehäuse vom obern Ende des Gehäuses durch eine Kühlschlange 12, die in einen Kühl behälter eingetaucht ist, und zurück zu dem untern Ende des Motorgehäuses.
Zu diesem Zweck ist, ein kleines Zentrifugallaufrad 13 auf der Welle 3 in einer Ausnehmung 14 im Oberteil 4e des Gehäuses 4b angeordnet; die ses Laufrad fördert das Fluidum durch einen Kanal 15 im Oberteil 4c des Gehäuses 4b und dann durch die Kühlsehlange 12 zui einem Kanal 16 in der -VNTand des verengten Halses 4d des Gehäuses 4b.
Von diesem Kanal 16 strömt das Fluidum durch einen engen ringförmigen Zwischenraum 17, der, wie ge zeigt, zwisehen der Innenfläche des Halses 41 und der Aussenfläche der Hülse 7a, 9 gebil det ist, und von diesem Zwischenraum strömt es durch einen Ring von Löchern 18 in der Hülse 7a., 9 zu der Oberfläche des Rohres 3a.. Es strömt dann aufwärts zwischen den Lagerfläehen 3a, 7b zum obern Ende des Lagers 7, und von da.
strömt es vom untern zum obern Ende des Motors, teilweise zwischen dem Rotor la und dem Stator 1b und teilweise durch Lö cher 19 im Hülsenglied 11 zui einem ringför migen Zwischenraum 20, der zwischen der Aussenfläche des Hülsengliedes und der In nenfläche des Motorgehäuses 4b gebildet ist, und vom obeiii Ende dieses ringförmigen Zwischenraumes durch senkrechte Schlitze 21 im Hülsenglied. Vom Raum am obern Ende des Motors strömt das Fluidum durch Löcher 22 im scheibenförmigen Teil 8c und dann zwi schen Stegen 23, die aus einem Stück mit.
dem scheibenförmigen Teil bestehen, und durch die zentrale Bohrung im Ring 24, der aus einem Stück mit den Stegen besteht und durch diese abgestützt ist, zum Laufrad 13 zurück. Wie gezeigt, ist. eine Strömung tim den äussern Umfang des Ringes 24 durch einen ihm umgebenden Teil des Gehäuseober teils 4c verhindert.
Es ist ersichtlich, dass durch die Zirkula tion des Öls auf diese Weise nicht nur der Motor, sondern auch die Lager 7 und 8 ge kühlt werden. Eine Schmierung des Lagers 7 durch das zirkulierende Öl ist auch gewähr leistet. Das Lager 8 wird auch durch das Öl in dem Gehäuse genügend geschmiert.
Es ist. ferner zu beachten, dass die Wärme strömung von der Pumpe zum Motor auch durch die Anordnung des verengten Halses 4d niedrig gehalten wird. Die Wärme muss durch Leitung längs dieses verengten Halses und die Lagerteile in diesem hindurchgehen, und da dieser Hals atmosphärischer Luft aus gesetzt ist, wird Wärme an die umgebende Luft abgeführt. Gewünschtenfalls könnte der Hals beträchtlich länger als in der Zeichnung gezeigt hergestellt werden, und/oder es könnte noch ein künstlerischer Luftstrom gegen die sen Hals oder gegen die ganze Oberfläche des Motorgehäuses mittels eines Gebläses ge blasen werden.
Gewünsehtenfalls können alternativ oder zusätzlich Kühlschlangen im Gehäusemantel vorgesehen werden, und besondere Kühlmän tel oder -schlangen können für die Lager vor gesehen sein.
Aus der Figur ist ersichtlich, dass der ganze Rotor, welcher die Welle, den Motor läufer und das Pumpenlaufrad umfasst, durch die Auflage eines Lagerflansches 25, welcher auf dem obern Wellenende starr befestigt ist, auf einem Ring 26 von geeignetem Lager material abgestützt. ist, der in einer Ausneh- mung auf der Oberseite des Oberteils 4c des Gehäuses 4b angeordnet. ist. Ein auf dem Oberteil 4c des Gehäuses 4b angeordneter Deckel<B>'</B>7 ist dazu vorgesehen, diese Lager teile und das obere Wellenende einzuschliessen.
Dieser Deckel 27 besitzt eine zentrale Öff nung, welche normalerweise mittels eines Ven tils 29 abgeschlossen ist. Diese Öffnung und dieses Ventil gestatten, dass Luft entweicht, wenn das Motorgehäuse 4b mit Fluidum von unten gefüllt wird, was gewöhnlich erfolgt, indem einfach Hochdruckflüssigkeit in die Pumpe eingeführt wird, welche rasch zwischen den Lagerflächen und über die vorstehend im Zusammenhang mit der Zirkulation von Flüssigkeit für Kühlzwecke erwähnten Wege nach oben gelangt. Um zu ermöglichen, dass die entweichende Luft die Öffnung erreicht, können Löcher in dem Lagerflansch 25 oder im Ring 26 vorgesehen sein. Das Gehäuse ist. vollständig gefüllt., und so wird dieses Lager durch das Fluidum in dem Gehäuse geschmiert.
Infolge des hohen Betriebsdruckes des Fluidums in dem Gehäuse 4b haben sich ge wisse Abdichtungsschwierigkeiten an den Ein führstellen der Leiter für die Statorcv icklun- gen in das Gehäuse ergeben. Bei der vorlie genden Anordnung sind diese Schwierigkeiten dadurch behoben worden, da.ss jeder Leiter im Bereich, wo er auf die Aussenseite des Gehäuses gelangt, mit einem Flanseh 30 ver sehen wird, welcher durch den Druck im Gehäuse gegen eine Schulter 31 gedrückt wird, die in dem Auslassdurchgang gebildet ist, durch welchen der Leiter hindurchgeht, wodurch eine Abdichtung gebildet wird.
In der Praxis wird dieser Flansch 30 auf einem besonderen Metallängsstück gebildet, welches an seinen zwei Enden mit den Leiterenden auf der Innenseite und Aussenseite des Ge häuses verbunden ist. Das ganze Längsstück ist natürlich durch die Isolation bedeckt, welche tatsächlich die Abdichtungsfläche bildet. Der erwähnte Ausla.ssdurchgang ist in einer Büchse 32 gebildet, die in die Wandung des Gehäuses 4 eingeschraubt ist. Der Teil 33 ist eine Festlegebüchse für den Leiter und ist in das innere Ende der Büchse 32 einge schraubt.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion kann auf verschiedene Arten abgeändert wer den; z. B. können die Pumpe und der Motor statt der Benutzung einer gemeinsamen Welle getrennte Wellen aufweisen, von welchen jede in ihren eigenen Lagern gelagert ist und welche durch eine biegsame oder andere Kupp lung verbunden sind.