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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Motortauchpumpe und weist einen
Motor und eine damit kombinierte Pumpe auf, und zwar als eine Einheitliche
Anordnung, wobei ein Schubausgleichsmechanismus vorgesehen ist,
und zwar bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine Motortauchpumpe
mit einer Hilfslageranordnung, um eine drehbare Hauptwelle dann
zu lagern, wenn die Motortauchpumpe in einem Übergangszustand arbeitet.
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Beschreibung
von verwandter Technik
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Hydrostatische
Lager angewandt in einer Motortauchpumpe, die eine Lastkapazität unter
dem durch die Pumpe gepumpten unter Druck gesetzten Strömungsmittel
erzeugen, tragen eine drehbare Hauptwelle der Pumpe in einen nicht
kontaktierenden Zustand dadurch, dass der statische Druck eines Strömungsmittels
in einer kleinen Kammer verwendet wird, die normalerweise als eine
Tasche bezeichnet wird.
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Eine
Motortauchpumpe verwendet als ein Druckströmungsmittel für die hydrostatischen
Lager eine durch die Pumpe gepumpte Flüssigkeit. Wenn die Motortauchpumpe
nicht in Betrieb ist, oder sich in einem Übergangszustand befindet, d.
h. wenn sie sich während
eines Startbetriebs oder eines Stoppbetriebs befindet, so ist der
Druck des von der Pumpe abgegebenen Strömungsmittels nicht hoch genug, auf
diese Weise sind die hydrostatischen Lager nicht in der Lage eine
ausreichende Leistungsfähigkeit hervorzurufen.
Daher verwendet die Motortauchpumpe normalerweise Kugellager als
Hilfslager, und zwar zusätzlich
zu den hydrostatischen Lagern, um die Hauptwelle der Pumpe zu lagern.
Die Kugellager dienen dazu, die Hauptwelle nur dann zu lagern, wenn die
Pumpe sich nicht in einen Betriebszustand oder in einem Übergangszustand
befindet. Wenn sich die Pumpe in einem Normalbetrieb befindet, wo
der Druck, der vom Strömungsmittel
der Pumpe hinreichend hoch ist, werden die Axialbelastungen (die
axialen Schubkräfte)
durch einen Schubausgleichsmechanismus ausgeglichen und die Hauptwelle
wird durch die hydrostatischen Lager gelagert. Zu dieser Zeit sind
die Kugellager derart angeordnet, dass sei frei von irgendwelchen
Belastungen von der Hauptwelle sind, da die Kugellager die Hauptwelle
nicht tragen.
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Das
Kugellager besitzt eine zylindrische Lageroberfläche und ein schmaler Spalt
wird zwischen der zylindrischen Lageroberfläche des Kugellagers und der
Außenumfangsfläche der
Hauptwelle gebildet. Dieser Spalt ist kleiner als der Spalt zwischen dem
hydrostatischen Lager und der Hauptwelle um so zu verhindern, dass
das hydrostatische Lager die Hauptwelle dann kontaktiert, wenn die
Pumpe im Übergangszustand
betrieben wird. Der Spalt zwischen dem Kugellager und der Hauptwelle
kann nicht Null gemacht werden, sondern ist auf einen geeigneten
Wert eingestellt. Wenn die Pumpe in dem Übergangszustand betrieben wird,
so kann das Kugellager nicht verhindern, dass die Hauptwelle im
Spalt schwingt, d. h. es kann die Hauptwelle nicht stabil genug
lagern, um übermäßige Vibrationen
und verschiedene für
Unfälle
verantwortliche Phänomene
zu vermeiden.
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U.S.
4,454,741 A beschreibt eine Vertikalmotorpumpe einschließlich eines
oberen Lagers und eines unteren Lagers, und zwar angeordnet in der
Motorseite, um eine Drehwelle drehbar an einem Oberteil bzw. einem
Unterteil des Rotors zu lagern, wobei mindestens eines der oberen
bzw. unteren Lager durch ein Kugellager gebildet ist. Die vertikale
Motorpumpe weist ferner ein hydrostatisches Schmierlagersystem auf,
und zwar zur drehbaren Lagerung der Drehwelle zur ferner zusätzlich zu
dem Kugellager um einen Radialschub während des Betriebs aufzunehmen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Pumpe gemäß Anspruch
1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Motortauchpumpe
vorzusehen, in der die Hauptwelle in stabiler Weise dann gelagert
werden kann, wenn die Tauchpumpe in einem Übergangszustand betrieben wird.
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Erfindungsgemäß ist eine
Motortauchpumpe vorgesehen, die folgendes aufweist: ein Pumpengehäuse; mindestens
ein Laufrad vorgesehen im Pumpengehäuse; ein Motor; eine Hauptwelle,
die durch den Motor angetrieben wird und das Laufrad trägt; ein
Schubausgleichsmechanismus zum Ausgleichen der Schubkräfte; hydrostatische
Lager zum Tragen bzw. Lagern der Hauptwelle an axialbeabstandeten Stellen
durch eine unter Druck gesetztes Strömungsmittel, und zwar gepumpt
durch die Motortauchpumpe; und eine Hilfslageranordnung zum Lagern
der Hauptwelle dann, wenn die Motortauchpumpe sich nicht in einem
Betriebszustand befindet oder sich in einem Übergangszustand befindet, wobei
die Hilfslageranordnung Tragoberflächen besitzt, um die Hauptwelle
an axialbeabstandeten Stellen zu tragen bzw. zu lagern, wobei die
Trag- bzw. Lageroberflächen
verjüngt
sind.
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Die
Hilfslageranordnung weist ein oberes Kugellager und ein unteres
Kugellager auf, welche jeweils obere bzw. untere Teile der Hauptwelle
lagern.
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Eine
der Lageroberflächen
weist eine Kontaktier- oder Berührungsoberfläche einer
ersten Lagerhülse
auf, und zwar angebracht in dem oberen Kugellager und ferner eine
erste Wellenhülse
angebracht auf der Hauptwelle, und wobei ferner die andere der Lageroberflächen eine Kontaktier
oder Berührungsoberfläche einer
zweiten Lagerhülse
aufweist, und zwar angebracht in dem unteren Kugellager und eine
zweite Wellenhülse
angebracht auf der Hauptwelle.
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Eine
der Lageroberflächen
wird durch eine verjüngte
Oberfläche
gebildet, die durchmessermäßig progressiv
in einer Aufwärtsrichtung
vermindert ist, und die andere der Lagerobeflächen wird durch eine verjüngte Oberfläche definiert,
die progressiv in ihrem Durchmesser in einer nach unten gerichteten Richtung
vermindert wird.
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Wenn
sich die Motortauchpumpe in einem Übergangszustand befindet, so
wird die Hauptwelle durch die Schwerkraft abgesenkt und die verjüngten Oberflächen der
unteren Lagerhülse
und die entsprechende Wellenlagerhülse liegen passend aneinander und
die Hauptwelle wird konzentrisch getragen durch das untere Kugellager
ohne dass irgendein signifikanter Spalt dazwischen vorhanden ist.
Wenn die Hauptwelle abgesenkt ist, so sind das obere Kugellager
und die obere Lagerhülse
unter der Vorspannung eines Druckgliedes abgesenkt. Die verjüngten Oberflächen der
oberen Lagerhülse
und der entsprechenden Wellenhülse
passen gegeneinander und die Hauptwelle wird konzentrisch durch
das obere Kugellager ohne irgendeinen signifikanten Spalt dazwischen
getragen.
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Wenn
die Motortauchpumpe in einem Normalbetrieb arbeitete, wo der Druck
eines abgegebenen Strömungsmittels
hinreichend hoch ist, wird eine hinreichende Lastkapazität für die hydrostatischen Lager
erhalten, welche die Hauptwelle in einem nicht kontaktierenden Zustand
lagern. Der Schubausgleichsmechanismus wird betätigt, um die Hauptwelle anzuheben,
und die verjüngten
Oberflächen
der unteren Lagerhülse
und der entsprechenden Wellenhülse
werden voneinander außer
Eingriff gebracht, so dass die untere Lagerhülse und die entsprechende Wellenhülse außer Kontakt
miteinander gehalten werden. Das obere Kugellager wird durch Pressmittel angehoben,
und zwar entgegen der Vorspannung des Druckgliedes und die verjüngten Oberflächen der oberen
Lagerhülse
und der entsprechenden Wellenhülse
werden von einander außer
Eingriff gebracht, so dass die obere Lagerhülse und die entsprechende Wellenhülse außer Kontakt
miteinander gehalten werden.
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Obige
sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand eines Beispiels erläutern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein schematischer
Vertikalschnitt eines Reservoirtanks in dem eine Motortauchpumpe gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung installiert ist;
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2 ist eine vergrößerte Verktialschnittansicht
der Motortauchpumpe gemäß 1;
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3 ist ein vergrößerter Teilvertikalschnitt eines
unteren Kugellagers und der umgebenden Teile davon, und zwar ist
die Darstellung wie folgt: in der Zeichnung links ist der Fall dargestellt,
wo die Motortauchpumpe sich in einem Übergangszustand befindet und
in der Zeichnung rechts ist dargestellt der Fall, wo sich die Motortauchpumpe
in einem normalen Betriebszustand befindet;
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4 ist eine vergrößerte Vertikalteilschnittansicht
eines oberen Kugellagers und der dieses umgebenden Teile, und zwar
der Motortauchpumpe, wobei links die Position der Teile dargestellt
ist, wenn sich die Motortauchpumpe in einem Übergangsbetriebszustand befindet,
während
rechts die Position der Teile für
den Fall dargestellt ist, wo die Motortauchpumpe in dem Normalbetrieb
arbeitet.;
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5A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Motortauchpumpe gemäß 1; und
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5B ist einen Querschnittslängslinie
A-A der 5A.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Es
wird nunmehr die Motortauchpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist
eine Motortauchpumpe 4 in einer unteren Position eines
Gefäßes oder
Fasses 2 positioniert, und zwar vertikal in einem Reservoirtank 1 eingebaut.
Ein Saugventil 3 ist unterhalb der Motortauchpumpe 4 vorgesehen.
Wie in 2 gezeigt, besitzt
die Motortauchpumpe 4 ein Ansauggehäuse 5, mehrstufige
Pumpgehäuse 6 und eine
Vielzahl von Laufrädern 12,
wobei ein Endstufenlaufrad 13 in den entsprechenden Pumpengehäusen 6 vorgesehen
ist.
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Die
Laufräder 12 und 13 sind
an einer Hauptwelle 9 befestigt. Ein Motorrotor 10 ist
drehbar in einem Motorgehäuse 7 vorgesehen
und fest an der Hauptwelle 9 getragen. Ein „Inducer" 30 ist
an dem Unterteil der Hauptwelle 9 befestigt. Ein Motorstator 11 ist
fest am Motorgehäuse 7 angebracht,
und zwar dem Motorrotor 10 umgebend.
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Wenn,
wie in den 1 und 2 gezeigt, die Motortauchpumpe 4 arbeitet,
so wird eine Flüssigkeit G,
wie beispielsweise ein zu pumpendes verflüssigtes Gas von der Öffnung des
Saugventils 3 in das Sauggehäuse 5 der Pumpe 4 fließen, wie
dies durch die Pfeile F1 angedeutet ist. Sodann fließt die Flüssigkeit
G, wie durch die Pfeile F2 angedeutet, durch den Inducer 30 angebracht
auf der Hauptwelle 9 und wird sukzessiv durch die Laufräder 12 auf
der Hauptwelle 9 unter Druck gesetzt. Die Flüssigkeit
G erreicht das oberste Endstufenlaufrad 13 und wird vom
Laufrad 13 durch einen Auslassanschluss 14 in
das Fass 2 abgegeben, wobei der Auslassanschluss 14 im
Motorgehäuse 7 ausgebildet
ist, und wobei die Abgabe durch die Pfeile F3 angedeutet ist. Sodann
fließt
die Flüssigkeit
G in dem Gefäß oder Fass 2 nach
oben, und wird von einer Auslassdüse 29 abgegeben, die mit
einem oberen Ende des Gefäßes 2 verbunden
ist und zur Außenseite
des Reservoirtanks 1 führt,
wie dies durch den Pfeil F4 angedeutet ist.
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Die
Motortauchpumpe 4 besitzt einen Schubausgleichsmechanismus 5,
der dazu dient die auf die Hauptwelle 9 wirkenden Kräfte auszugleichen. Die
Motortauchpumpe 4 weist auch ein unteres hydrostatisches
Lager 16 auf, durch welches das untere Ende der Hauptwelle 9 drehbar
in dem Sauggehäuse 5 gelagert
ist, ferner ein hydrostatisches Zwischenlager 17 durch
das ein Zwischenteil der Hauptwelle 9 drehbar im Motorgehäuse 7 gelagert
ist, und ein oberes hydrostatisches Lager 18 durch das
ein oberes Ende der Hauptwelle 9 drehbar im Motorgehäuse 7 gelagert
ist. Von einem der Zwischenlaufräder 12 abgegebene
unterdruckgesetzte Flüssigkeit
wird in diese hydrostatischen Lager 16, 17 und 18 eingeführt. Die
Motortauchpumpe 4 weist ferner eine Hilfslageranordnung
auf, die ein oberes Kugellager 19 aufweist, durch welches
das obere Ende der Hauptwelle 9 drehbar in einem oberen
Gehäuse 8 gelagert
ist, und zwar angebracht an einem oberen Ende des Motorgehäuses 7;
ferner ist ein unteres Kugellager 20 vorgesehen, durch
welches der Zwischenteil der Hauptwelle 9 gelagert wird,
und zwar unmittelbar unterhalb des hydrostatischen Zwischenlagers 17,
und zwar drehbar gelagert im Motorgehäuse 7. Das Bezugszeichen 27 repräsentiert
einen oberen hydrostatischen Lagerhalter.
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Der
Motorstator 11 weist Wicklungen auf, die elektrisch mit
einer Leistungsversorgung durch Motorleiter 31 verbunden
ist. Die Motorleiter 31 sind elektrisch mit Anschlüssen verbunden,
die auf einer Anschlussbasis 32 getragen sind. Die Anschlussbasis 32 ist
oberhalb des oberen Gehäuses 8 positioniert
und wird von diesem Getragen.
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3 zeigt die Position von
Teilen des unteren Kugellagers 20, und zwar wie folgt:
links, wenn die Motortauchpumpe 4 in einem Übergangszustand arbeitet
und rechts, wenn die Motortauchpumpe in einem Normalzustand arbeitet.
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Wie
in 3 gezeigt, besitzt
das untere Kugellager 20 eine Außenlauffläche 20a befestigt
am Motorgehäuse 7 und
eine Innenlauffläche 20b,
in der eine untere Lagerhülse 22 angebracht
ist. Die untere Lagerhülse 22 besitzt
eine verjüngte
Innenoberfläche,
die durchmessermäßig progressiv
vermindert ist, und zwar in der Abwärtsrichtung. Eine untere Wellenhülse 24 ist
fest an der Hauptwelle 9 angebracht, und besitzt eine verjüngte Außenoberfläche, die
mit der verjüngten
Innenoberfläche
der unteren Lagerhülse 22 in
Eingriff bringbar ist. Die untere Lagerhülse 22 und die untere
Wellenhülse 24 bilden
gemeinsam einen Teil der Hilfslageranordnung und sehen gemeinsam
eine unter Trag- bzw. Lageroberfläche FL an ihren Eingriffsoberflächen vor.
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4 zeigt die Position der
Teile des oberen Kugellagers 19 links in der Zeichnung,
und zwar dann, wenn die Motortauchpumpe 4 sich in dem Übergangszustand
befindet, wobei rechts die Position der Teile für den Fall dargestellt ist,
wo die Motortauchpumpe sich in ihrem normalen Betriebszustand befindet.
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Wie
in 4 gezeigt, besitzt
das obere Kugellager 19 einen äußeren Laufring 19a,
und zwar befestigt an einem Lagergehäuse 25, welches vertikal
beweglich in dem oberen Gehäuse 8 untergebracht
ist, und einen Innenlaufring 19b, in dem eine obere Lagerhülse 21 angebracht
ist. Die obere Lagerhülse 21 besitzt
eine verjüngte
Innenoberfläche, die
hinsichtlich ihres Durchmessers progressiv in einer Richtung nach
oben vermindert ist. Eine obere Wellenhülse 23 ist fest an
der Hauptwelle 9 angebracht und besitzt eine verjüngte Außenoberfläche, die
mit der verjüngten
Innenoberfläche
der oberen Lagerhülse 21 in
Eingriff bringbar ist. Die obere Lagerhülse 21 und die obere
Wellenhülse 23 bilden gemeinsam
einen Teil der Hilfslageranordnung und sehen gemeinsam eine obere
Lageroberfläche
FU an ihren Eingriffsoberflächen
vor.
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Wie
in 4 gezeigt, sind Druck-
oder Kompressionsschraubenfedern 26 zwischen dem Lagergehäuse 25 und
dem oberen Gehäuse 8 eingesetzt. Die
Kompressionsschraubenfedern 26 dienen dazu, dass obere
Kugellager 19 nach unten durch das Lagergehäuse 25 zu
drücken.
Das Lagergehäuse 25 und
der obere hydrostatische Lagerhalter 27 definieren einen
kleine Kammer 27 dazwischen, die mit einer Hochdruckflüssigkeitszone
in der Motortauchpumpe 4 dann in Verbindung steht, wenn
die Motortauchpumpe 4 in dem Normalzustand arbeitet.
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Die
kleine Kammer 28 dient als eine Tasche und die von der
Hochdruckflüssigkeitszone
zur Tasche gelieferte Hochdruckflüssigkeit dient gemeinsam als
ein Press- oder Druckmittel, um das Lagergehäuse 25, wie weiter
unten beschrieben, unter Druck zu setzen oder gegen dieses zu pressen.
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Die 5A und 5B zeigen den Schubausgleichsmechanismus 15 und
das hydrostatische Lager 17.
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Wie
in 5A gezeigt, ist der
Schubausgleichsmechanismus 15 benachbart zu dem Endstufenlaufrad 13 vorgesehen.
Der Schubausgleichsmechanismus 15 weist Folgendes auf:
eine am Motorgehäuse 7 befestigte
Platte 40, eine Rückfläche oder Rücksternfläche 13a des
Laufrades 13, die zur Endstirnfläche 40a der stationären Platte 40 hinweist,
einen oberen Abriebring 41 befestigt am Motorgehäuse 7,
einen unteren Abriebring 42 befestigt am Pumpengehäuse 6 und
eine obere Kammer 43 definiert durch die Rückstirnfläche 13a,
die stationäre
Platte 40 und das Motorgehäuse 7. Der obere Abriebring 41 ist
in seinem Durchmesser größer als
der untere Abriebring 42, auf welche Weise ein Schub nach
oben erzeugt wird.
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Infolge
dieser aufwärts
gerichteten Kraft (oder der Schübe)
bewegen sich die Hauptwellen 9 und sämtliche ihrer rotierender Teile,
um einen vorbestimmten Abstand nach oben. Wenn das Laufrad 13 sich
nach oben bewegt, so reduziert die Rückstirnfläche 13a des Laufrades 13 den
Zwischenraum zwischen sich und der Endstirnfläche 40a der stationären Platte 40,
auf welche weise der Abriebringleckfluss eingeschränkt wird
und bewirkt wird, dass der Druck in der oberen Kammer 43 ansteigt.
Infolge des angestiegenen Druckes in der oberen Kammer 43 wird
der Schub umgekehrt und wirkt nunmehr in einer Abwärtsrichtung.
Dies bewirkt, dass die Drehanordnung sich nach unten bewegt, wodurch
der Durchlass geöffnet
wird, der zwischen der Endstirnfläche 40a der stationären Platte 40 und
der Rückstirnfläche 13a des
Laufrades 13 besteht, was gestattet, dass der Druck in
der oberen Kammer 43 abnimmt. Das öffnen zwischen der Endstirnfläche 40a der
stationären
Platte 40 und der Rückstirnfläche 13 stellt
sich automatisch ein, um Druck in der oberen Kammer 43 zu
erzeugen, der ausreicht um den nach oben gerichteten Schub auszugleichen.
Die kontinuierliche Selbsteinstellung des Schubausgleichsmechanismus 15 gestattet,
dass die Pumpe im Wesentlichen mit einer „NULL" Schubbelastung über den gesamten verwendbaren
Kapazitätsbereich
für das
Pumpen hinweg arbeitet.
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Wie
in den 5A und 5B gezeigt, weist das hydrostatische
Lager 17 eine Vielzahl von Taschen 17a und Zumessöffnungen 17b auf,
und zwar zum Liefern einer unter Druck stehenden Flüssigkeit
an die Taschen 17a. Die von einem der Laufräder 12 abgegebene
unter Druck stehende Flüssigkeit
wird in die Taschen 17a durch einen Durchlass 45 ausgebildet
im Motorgehäuse 7 und
die Zumessöffnungen 17b eingeführt. Auf
diese Weise wird die Hauptwelle 9 durch den hydrostatischen
Druck der Flüssigkeit
in den Taschen 17a getragen. Die hydrostatischen Lager 16 und 18 besitzen
die gleiche Struktur bzw. den gleichen Aufbau, wie das hydrostatische
Lager 17.
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Unten
wird nunmehr der Betrieb der Motortauchpumpe 4 beschrieben.
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Wenn
sich die Motortauchpumpe 4 nicht im Betrieb befindet, so
wird die Hauptwelle 9 infolge ihres Gewichts abgesenkt,
wie dies auf der linken Seite der 3 dargestellt
ist, und die verjüngten
Oberflächen
der unteren Lagerhülse 22 und
der unteren Wellenhülse 24 passen
gegeneinander auf welche Weise die untere Lager- oder Tragoberfläche FL vorgesehen
wird. Die Hauptwelle 9 ist daher konzentrisch durch das
untere Kugellager 20 ohne irgendeinen signifikanten Spalt
dazwischen gelagert oder abgestützt.
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Ferner
folgt, wie auf der linken Seite der 4 gezeigt,
beim Absenken der Hauptwelle 9 das obere Kugellager 19 der
Abwärtsbewegung
der Hauptwelle 9 mit dem Lagergehäuse 25, und zwar durch
die Druckkraft der Kompressionsschraubenfeder 26. Auf diese
Weise passen die verjüngten
Oberflächen
der oberen Lagerhülse 21 und
der oberen Wellenhülse 23 gegeneinander,
auf welche Weise die obere Trag- oder Lageroberfläche FU vorgesehen
wird. Die Hauptwelle 9 wird daher konzentrisch durch das
obere Kugellager 19 ohne irgendeinen signifikanten Spalt
dazwischen getragen oder gelagert.
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Die
Motortauchpumpe 4 startet den Betrieb ausgehend von dem
oben beschriebenen inoperativen Zustand. Damit die Hauptwelle 9 durch
die hydrostatischen Lager 16, 17 und 18 gelagert
wird und durch den Schubausgleichsmechanismus 15 angehoben
wird, muss die Motortauchpumpe 4 einen Abgabedruck erzeugen,
der hoch genug ist um die Lager normal zu betreiben. Mit anderen
Worten wird das Gefäß 2 mit
der Flüssigkeit
G gefüllt
und ein hydraulischer Widerstand an der Abgabeseite ist hinreichend
groß genug,
um die obigen Erfordernisse zu erfüllen. Bis der Druck der von
der Pumpe 4 abgegebenen Flüssigkeit einen bestimmten Wert
nach dem Startbetrieb der Pumpe 4 erreicht, dreht sich
die Hauptwelle 9 unter den gleichen Bedingungen, wie wenn
die Motortauchpumpe 4 nicht in Betrieb ist. Selbst in einem
derartigen Übergangszustand
wird die Hauptwelle 9 in stabiler Weise konzentrisch durch die
Kugellager 19 und 20 gelagert und zwar ohne irgendeinen
signifikanten Spalt zwischen der Hauptwelle 9 und den Kugellagern 19 und 20.
Infolgedessen wird die Hauptwelle 9 an Hin- und Herbewegungen
bezüglich
der Kugellager gehindert, und somit auch gegenüber Schwingungen oder dem Auftreten verschiedener
Phänomene,
die für
Unfälle
verantwortlich sind.
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Nachdem
das Gefäß 2 mit
der Flüssigkeit
G gefüllt
ist, und während
die Motortauchpumpe in einem normalen Zustand arbeitet, ist der
Druck der Flüssigkeit
G abgegeben von der Motortauchpumpe 4 hinreichend hoch,
auf welche Weise eine ausreichende Lastkapazität für die hydrostatischen Lager 16, 17 und 18 geliefert
wird. Daher tragen die hydrostatischen Lager 16, 17 und 18 die
Hauptwelle 9 in einem nicht kontaktierenden Zustand und
die Hauptwelle 9 wird nicht mehr radial durch die Kugellager 19 und 20 getragen
bzw. gelagert. Da die Axialschubkräfte an der Hauptwelle 9 durch
den Schubausgleichsmechanismus 15 ausgeglichen sind, sind
die Kugellager 19 und 20 nicht zur Axiallagerung
oder Axialhalterung der Hauptwelle 9 erforderlich.
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Wenn
der Schubausgleichsmechanismus 15 betätigt wird, so wird die Hauptwelle 9 angehoben, auf
diese Weise werden die untere Wellenhülse 24 axial angehoben,
um ihre verjüngte
Außenoberfläche außer Eingriff
mit der verjüngten
Innenoberfläche
der unteren Lagerhülse 22 zu
bringen, wie dies in der rechten Seite der 3 dargestellt ist. Die untere Wellenhülse 24 und
die untere Lagerhülse 22 werden nunmehr
außer
Kontakt miteinander gehalten, wobei ein Spalt CL dazwischen erzeugt
wird. Wenn keine Last an das untere Kugellager 20 angelegt
wird, so wird das untere Kugellager 20 nicht verdreht.
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Wenn
die Hauptwelle 9 auf diese Weise angehoben ist, sind die
Oberwellenhülse 23 und
die obere Lagerhülse 21 ebenfalls
axial angehoben und das obere Kugellager 19 wird auch nach
oben geschoben. Zu diesem Zeitpunkt wird unter dem Druck der Flüssigkeit
G eingeführt
in die kleine Kammer 28 das Lagerobergehäuse 25 durch
einen Abstand angehoben, der größer ist
als der Hubabstand der Hauptwelle 9, und zwar erfolgt dies
entgegen der Vorspannung der Kompressionsschraubenfedern 26. Infolgedessen
werden die verjüngten
Oberflächen der
oberen Lagerhülsen 21 und
der unteren Wellenhülse 23 voneinander
außer
Eingriff gebracht und die obere Lagerhülse 21 und die obere
Wellenhülse 23 werden
nunmehr außer
Kontakt miteinander gehalten, und zwar mit einem Spalt CU, der dazwischen erzeugt
ist. Das obere Kugellager 19 wird nicht verdreht, wenn
keine Last darauf ausgeübt.
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Da
die Kugellager 19 und 20 als die Hilfslageranordnung
dienen und von sich drehenden Teilen isoliert sind, während die
Motortauchpumpe im Normalzustand unter Normalbetrieb arbeitet, besitzt
die Motortauchpumpe 4 eine relativ lange Betriebslebensdauer.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Motortauchpumpe 4 als eine mehrstufige Motorpumpe
dargestellt und zwar eingebaut in das Gefäß 2 in dem Reservoirtank 1.
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind jedoch auch auf einer
mehrstufigen oder einstufigen Motorpumpe anwendbar, und zwar eingebaut
in einem Sauganschluss oder dergleichen der nicht mit einem Saugventil
ausgestattet ist.
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Wie
oben beschrieben bietet die vorliegende Erfindung die folgenden
Vorteile:
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Die
Hauptwelle kann stabil konzentrisch an den oberen und unteren Teilen
desselben gelagert werden, und zwar durch die Hilfslageranordnung
einschließlich
der Kugellager, und zwar selbst im Falle eines Übergangszustandes, ohne das
irgendein signifikanter Spalt zwischen der Hauptwelle und den Kugellagern
auftritt. Auf diese Weise wird die Hauptwelle an Schwingungen gehindert
und somit auch an Vibrationen oder dem Auftreten verschiedener Phänomenen,
die für
Unfälle
verantwortlich sind.
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Ferner
sind die Kugellager als Hilfslageranordnung von den sich drehenden
Teilen isoliert und somit besitzt die Motortauchpumpe eine relativ
lange Betriebslebensdauer.
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Obwohl
ein bestimmtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt und im Einzelnen beschrieben wurde, sei
bemerkt, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können. Ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu (16617)
verlassen.