RS55644B1 - Sklop sistema za hladjenje pumpe koja je predvidjena za potiskivanje tečnosti - Google Patents

Description

Tehnički aspekt polja predloženog pronalaska

[0001]Predmetni pronalazak se odnosi generalno na pumpu za pumpanje tečnosti, kao što je pumpa za ispumpavanje otpadnih voda. Konkretno, predmetni pronalazak se odnosi na pumpu koja se sastoji iz pogonske jedinice i rashladnu jedinicu koja je povezana sa pomenutom pogonskom jedinicom, pri čemu rashladna jedinica je tako projektovana da odvodi toplotu koja se pojavljuje u pomenutoj pogonskoj jedinici za vreme rada pumpe. Pogonska jedinica se sastoji od dela u kome je smešten motor, dela u kome je smešten spojnički deo i gornjeg odeljka, prostor za smeštaj motora je u radijalnom pravcu definisan kućištem motora u kome je smešten električni motor koji ima stator, odeljak za smeštaj spojničkog dela je bar delimično podeljen na gornji deo kućišta pumpe koji je prilagođen za smeštaj komponente za napajanje, i gornje pregrade koja je smeštena između pomenutog odeljka za motor i pomenutog odeljka za smeštaj spojničkog dela.

Pozadina predmetnog pronalaska i prethodno stanje tehnike

[0002]Pumpa za ispumpavanje otpadnih voda ima po pravilu samo jedan toplotni izvor iz koga toplota, nastala u toku procesa rada pumpe, mora biti odvedena kako se ne bi oštetio izvor toplote ili, zbog visoke temperature morao da bude isključen izvor toplote uz pomoć uobičajenih zaštitnih sredstava u opremi pumpe, kako bi se ista zaštitila. Ovaj izvor toplote sastoji se od električnog motora pumpe, čiji električni motor je smešten u odeljku za motor pogonske jedinice. Stator električnog motora je upresovan u kućište motora/ kućište statora pumpe i toplota se odvodi na okolne medije. Mediji okruženja se sastoji od tečnosti ako je pumpa uronjena / potopljena a alternativno je da je medij sastavljen od gasa ako je pumpa instalirana kao suva pumpa. U ovom drugom slučaju prenos stvorene toplote u okolni medij je na nedovoljan način, pa je potrebno povećati ga ili putem hlađenja spoljnim hladnim vazduhom pomoću ventilatora ili putem odvođenja toplote preko kućišta motora / kućište statora povezano na kućište hladnjaka pumpe, koje se sa svoje strane hladi pomoću tečnosti koja se ispumpava pomoću pumpe.

[0003]Obično je izvedeno da je električna oprema postavljena u odeljku za smeštaj spojnički deoe koji se nalazi na suprotnoj strani od odeljka za motor koji je povezan na kućište hladnjaka, to jest na vrhu pumpe, a ta električna oprema koja je pomenuta u prethodnom opisu pumpe nije posebno posvećena ulozi hlađenja. U većini osnovnih konstrukcija električna oprema sastoji se od veznog bloka koji je namenjen za povezivanje dolaznog električnog kabla i unutrašnje kablaže.

[0004]Međutim, konstrukcije budućih pumpi bi trebalo da češće imaju u svojoj konstrukciji internu komponentu za napajanje koja je smeštena u pomenutom odeljku za smeštaj spojničkog dela, a za razliku od drugih elemenata električne opreme kao što je komponenta za napajanje snage, zahtevaju posebno predviđenu komponentu za hlađenje kako bi se izbeglo da dođe do oštećenja i kako ne bi moralo da se, radi sigurnosti opreme, primeni isključivanje pumpe zbog previsoke temperature na pojedinim komponentama napajanja. Zbog činjenice da odeljak u kome je smešten spojnički deo se nalazi na vrhu odeljka u kome je smešten električni motor a u odnosu na donje kućište hladnjaka, toplota u odeljku u kome je smešten spojnički deo mora da bude veća od toplote u odeljku u kome je smešten električni motor kako bi se toplota prenosila od odeljka u kome je smešten spojnički deo preko odeljka u kome je smešten električni motor na donje kućište hladnjaka. Međutim, kako električni motor generiše mnogo više toplote nego komponente za napajanje snage, a odeljak u kome je smešten spojnički deo i komponente za napajanje snage se zagrevaju toplotom električnog motora umesto da se hlade na željeni način, a sve to ima negativan efekat na komponente za napajanje snage i može dovesti do neželjenog zaustavljanja pumpe radi bezbednosti.

Kratak opis predmeta u okviru pronalaska

[0005]Predmetni pronalazak ima za cilj da izbegavajući gore opisane nedostatke i mane prethodno poznatih konstrukcija pumpi i da obezbedi poboljšanje konstrukcije pumpe. Osnovni cilj pronalaska je da obezbedi poboljšanje konstrukcije pumpe inicijalno opisanog tipa, što bi osiguralo da odeljak u kome je smešten spojnički deo i komponente za napajanje snage mogu da obezbede neophodno hlađenje uprkos činjenici da je temperatura u odeljku u kome je smešten spojnički deo manja od temperature u odeljka u kome je smešten električni motor.

Kratak opis pronalaska

[0006]Prema pronalasku barem osnovni cilj se postiže pomoću poboljšanja kod inicijalno definisane pumpe, koja ima osobine koje su definisane u nezavisnom patentnom zahtevu. Poželjne realizacije predmetnog pronalaska su dalje detaljnije definisane u zavisnim patentnim zahtevima.

[0007]Prema predmetnom pronalasku pumpa definisana prema inicijalno definisanom tipu pumpe koja se karakteriše u tome da kućište motora pumpe sadrži spoljnu oblogu koja je povezana sa krajem koji se u aksijalnom pravcu prostire između gornje pregrade i kućišta hladnjaka, unutrašnje kućište statora koje se proteže između statora električnog motora i kućišta hladnjaka, kao i gasom napunjenog međuprostora koji u radijalnom pravcu odvaja spoljašnju oblogu i unutrašnjeg kućišta statora.

[0008]Tako, predmetni pronalazak se zasniva na shvatanju da obezbeđujući razdvajanje, i međusobno izolovanje, putanja provođenja toplote vodi od odeljka u kome je smešten električni motor i odeljka u kome je smešten spojnički deo, odnosno, do kućišta hladnjaka, problemi koji proističu zbog gore navedenog međusobnog temperaturnog odnosa između odeljka u kome je

smešten električni motor i odeljka u kome je smešten spojnički deo se posebno izdvajaju.

[0009]Prema poželjnom rešenju predmetnog pronalaska kućište hladnjaka sadrži donju deo koji je postavljen između pogonske jedinice i komore pumpe koja je postavljena u hidrauličnoj jedinici. Pri tome, poželjno je da pomenuta hidraulična jedinica sadrži kućište pumpe koje ograničava tu pomenutu komoru pumpe, pomenuti donji deo je čvrsto povezan sa kućištem pumpe.

[0010]Prema još jednom poželjnom rešenju unutrašnje kućište statora se dodiruje sa donjim delom, što dovodi do direktnog kontakta između kućišta statora i donjeg dela čime se ostvaruje prenos toplote sa kućišta statora na donji deo.

[0011]U poželjnom rešenju gornji deo i spoljni omotač su čvrsto međusobno povezani.

[0012]Druge prednosti kao i karakteristike pronalaska su evidentni iz drugih zavisnih patentnih zahteva kao iz sledećeg detaljnog opisa predloženih izvođenja.

Dalje objašnjenje stanja tehnike

[0013]Dokumenti VO 2011/099196, SAD 5.616.973 i DE 42 12 982 svi opisuju pumpu za pumpanje tečnosti i u konstrukciji imaju kućište motora koje okružuje pogonsku jedinicu pumpe. Svako od pomenutih kućišta motora ima prostor koji je ispunjen sa tečnošću za hlađenje radi odvođenja toplote koja je generisana u pogonskoj jedinici.

Kratak opis crteža

[0014]Malo jasnije razumevanje gore navedenog rešenja kao i ostale karakteristike i prednosti predmetnog pronalaska će biti moguće bolje razumeti iz sledećeg detaljnog opisa predloženog izvođenja koje se odnosi na crteže koji su u prilogu predloga pronalaska, u kojima je:

Slika 1 je šematski pogled u perspektivi sa gornje strane pumpe,

Slika 2 je šematski presek bočni pogled izgleda poželjnog izvođenja jednog rešenja poboljšane pumpe i

Slika 3 je uvećan prikaz dela pumpe prema slici 2.

Detaljan opis poželjnih realizacija

[0015]Opis se prevashodno odnosi na priloženu Sliku 1. Predmetni pronalazak se odnosi na pumpu, oj a je na Slici 1 označena kao pozicija 1, prvenstveno je pogodna za pumpanje otpadnih voda ili drugih tečnosti koje mogu da sadrže čvrste materije. Specifično je da se predmetni pronalazak odnosi na centrifugalnu pumpu. Pumpa 1 sadrži hidrauličnu jedinicu, posebno označenu kao pozicija 2, i pogonsku jedinicu, posebno označenu kao pozicija 3. U prikazanoj izvedbi, pogonska jedinica je postavljena iznad prethodno pomenute hidraulične jedinice 2, takva pumpa 1 može međutim da se postavi kao ležeća ili u bilo kom drugom proizvoljnom uglu u odnosu na horizontalnu ravan. Predložena poboljšana pumpa 1 će se u nastavku opisati kao varijanta uspravne pumpe. Na gornjem kraju pumpe 1, nalazi se deo u obliku rukohvata 4 za podizanje ili u slučaju potrebe, za spuštanje pumpe 1 u kućište predviđeno za pumpu 1 kao i za vađenje pumpe iz rezervoara / basena (nije prikazano).

[0016] Opis je sada dat za elemente prikazane na Slici 2, koji opisuje poželjnu varijantu predloženog poboljšanja pumpe 1.

[0017] Hidraulični jedinica 2 pumpe 1 sadrži kućište pumpe 5 ima ulaz 6 i izlaz 7, kućište pumpe 5 bar delimično određuje / ograničava komoru pumpe 8 koja je povezana sa pomenutim ulazom 6 i pomenutim izlazom 7 i kroz koje pumpana tečnost prolazi u toku faze rada pumpe 1. U komoru pumpe 8 smješten je na konvencionalan način rotacioni deo, međutim uklonjen je sa slike 2, za pumpanje tečnost kroz izlazni deo 7. Rotacioni deo je na odgovarajući način povezan sa donjim krajem pogonskog vratila 9 i tako postavljen da zajedno rotira sa njima. Radno kolo može biti takozvanog zatvorenog ili otvorenog tipa.

[0018] Pogonska jedinica 3 pumpe 1 sadrži odeljak za smeštaj električnog motora 10 i odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11. Dolazni električni kabl 12 proteže se u odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11 prolazeći kroz uvodnicu kabla 13. koja je postavljena u vrhu kućišta pumpe 14, koja barem delimično ograniča prostor pomenutog odeljka za smeštaj spojničke jedinice 11. Pored toga što je kabl za napajanje, dolazni električni kabl 12, isti takođe može prenositi kontrolne signale ili slično tome na pumpu 1. Provodnik kabla 13 poseduje zaptivne elemente protiv prodora tečnosti kroz uvodnicu električnog kabla 12, tako da tečnost ne može da uđe u gornje kućište pumpe 14, i tako bi se sprečilo da se tečnost u koju je pumpa 1 spuštena ili bilo koja druga tečnost, dopre u odeljak za smeštaj spojničke jedinice i ošteti pumpu 1. Odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11, kućište za elektro opremu, posebno komponenta napajanja 15 je direktno ili indirektno povezana sa električnim kablom 12. Komponenta za napajanje 15 poželjno je sastavljena od kontrolne jedinice brzine, na primer, takođe poznatom pod terminom VFD (Variable Frekvence Drive). Komponenta napajanje 15 je pored toga operativno povezana sa statorom 16 električnog motora 17 koji je smešten u odeljak za smeštaj električnog motora 10. U prikazanom izvođenju odlazni kabl motora 18 se proteže iz komponente napajanja 15 u odeljak za smeštaj električnog motora 10 putem jedne uvodnice kabla 19. koja je postavljena u gornjoj pregradi 20, koja je postavljena između odeljka za smeštaj spojničke jedinice 11 i odeljka za smeštaj električnog motora 10. Električni motor 17 podrazumeva kao što je uobičajeno rotor 21 koji je povezan sa pogonskom osovinom 9, pogonska osovina 9 i rotor 21 su montirani tako da se zajedno rotiraju u unutrašnjosti statora 16 tokom rada pumpe 1. Komponenta napajanja 15 omogućava da električni motor 17 može biti pogonjen sa promenljivom frekvencijom kako bi se prilagodilo okretanje pogonske osovine 9 i rotora, u cilju optimizacije rada pumpe 1. Uvodnica kabla 19. koja se nalazi u gornjoj pregradi 20 sprečava ulaz bilo kakvog ulja ili tečnosti koji su ušli u odeljak za smeštaj električnog motora 10 da uđu u odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11 i tako ošteti električnu opremu, kao i da spreči tečnost koja je ušla u odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11 da uđe u odeljak za smeštaj električnog motora 10 i ošteti motor 17. Odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11 i odeljak za smeštaj električnog motora 10 su ispunjeni gasom,

poželjno je daje pomenuti gas ubačeni vazduh.

[0019]Tako, odeljak za smeštaj spojničke jedinice 11 ograničen u prikazanom izvođenju gornjim kućištem pumpe 14 i gornjom pregradom 20. Odeljak za smeštaj električnog motora 10 je ograničen u radijalnom pravcu motornim kućištem 22 i u pravcu odeljka za smeštaj spojničke jedinice 11 gornjom pregradom 20. Pogonska jedinica 3 je povezana sa kućištem hladnjaka, na crtežu označen kao pozicija 23, koje je prilagođeno za odvođenje toplote koja nastaje u pogonskoj jedinici 3 tokom rada pumpe 1, tačnije odvođenje toplote koja se generiše od najmanje rada motora 17 kao i komponente napajanja 15. Kućište hladnjaka 23 je postavljeno na spoju između pogonske jedinice 3 i hidraulične jedinice 2, tečnost koja se pumpa kroz komoru pumpe 8 apsorbuje toplotu iz kućišta hladnjaka 23 i odvodi toplotu iz pumpe 1.

[0020]Prema predmetnom pronalasku kućište motora 22 pogonske jedinice 3 sadrži spoljnu košuljicu 24 i unutrašnje kućište statora 25, koji su u radijalnom pravcu razdvojeni pomoću gasne šupljine 26. Spoljna košuljica 24 je povezana na deo koji se proteže u aksijalnom pravcu između gornje pregrade 20 i kućišta hladnjaka 23, unutrašnje kućište statora 25 proteže se između statora 16 motora 17 i kućišta hladnjaka 23. Na ovaj način posebne putanje odvođenja toplote su obezbeđene od odeljka za smeštaj spojničke jedinice 11 i odeljka za smeštaj električnog motora 10, respektivno, ka kućištu hladnjaku 23. Spoljna košuljica 24 i unutrašnje kućište statora 25 su prvenstveno koncentrično, saosno postavljeni, a međuprostor, džep 26, koji je napunjen gasom je poželjno toroidnog oblika. Poželjno je da su gornja pregrada 20 i spoljna košuljica 24 motornog kućišta 22 čvrsto međusobno povezani, što obezbeđuje dobru provodljivost toplote sa gornje pregrade 20 do spoljne košuljice 24.

[0021]U prikazanom poželjnom ostvarenju, vidi takođe Sliku 3, unutrašnje kućište statora 25 dodiruje spoljnu košuljicu 24 na području gornjeg kraja unutrašnjeg kućišta statora 25 i u oblasti donjeg kraja kućišta statora 25, u cilju dobijanja ispravnog i nepromenljivog položaja / poravnanje statora 16 motora 17 u odnosu na pogonsku osovinu 9. Međutim, biće pomenuto, u slučajevima gde je gore pomenuto vođenje prisutno između spoljne košuljice 24 i unutrašnjeg kućište statora 25, područje oslonih površina između unutrašnjeg kućišta statora 25 i spoljne košuljice 24 je malo u odnosu na površinu međuprostora između unutrašnjeg kućišta statora 25 i spoljne košuljice 24, čije međusobno područje konstituiše šupljinu, džep 26, barem manje od 8 procenata.

[0022]Poželjno je da kućište hladnjaka 23 obuhvata donju pregradu 27 koja je postavljena između pogonske jedinice 3 i komore pumpe 8 hidrauličke jedinice 2. Spoljni omotač 24 kućišta motora 22 se naslanja na donju pregradu 27. Poželjno je da su kućište pumpe 5 hidraulične jedinice 3 i donja pregrada 27 čvrsto međusobno povezani. Poželjno je da kućište hladnjaka 23 sadrži zaptivni komoru 28 za tečnost, koja sadrži tečnost, poželjno je da je to ulje. Komora sa zaptivenom tečnosti 28 postavljena je na suprotnoj strani donje pregrade 27 u odnosu na pomenutu komoru pumpe 8.

[0023]U oblasti svog donjeg kraja, unutrašnje kućište statora 25 se naslanja na komora sa zaptivenom tečnosti 28 i toplota u unutrašnjem kućištu statora 25 se apsorbuje preko tečnosti u komori sa zaptivenom tečnosti 28 i prenosi preko tečnosti na donju pregradu 27. Poželjno je da unutrašnje kućište statora 25 obuhvata aksijalna proširenja 29 u oblasti svog donjeg kraja, pri čemu ta aksijalna proširenja 29 se naslanjaju na donju pregradu 27. Direktan kontakt između unutrašnjeg kućišta statora 25 i donje pregrade 27 obezbeđuje dalje poboljšano provođenje

toplote iz unutrašnjeg kućišta statora 25 na donju pregradu 27.

[0024]Pogonsko vratilo 9 proteže se u aksijalnom smeru od odeljka za smeštaj električnog motora 10, preko donje pregrade 27. i završava u komori pumpe 8. Obične zaptivke su raspoređene u prostoru prolaza pogonske osovine 9 kroz donju pregradu 27, u želji da se spreči prolaz tečnosti koja se ispumpava kroz donju pregradu 27. Dalje je poželjno da gornja pregrada 20 sadrži gornji držač ležaja 30, u kome je ugrađen gornji ležaj 31, gornji kraj pogonske osovine 9 je postavljen u pomenuti gornji ležaj 31. Takođe je poželjno da unutrašnje kućište statora 25 obuhvata donji držač ležaja 32, u kome je ugrađen donji ležaj 33, pri čemu se pogonska osovina

9 proteže kroz pomenuti donji ležaj 33.

Moguća izvođenja modifikacija pronalaska

[0025]Pronalazak nije ograničen samo na izvođenja koja su opisana u prethodnom delu i koja su prikazana na crtežima, koji prvenstveno imaju za cilj da ilustruju razne primere. Ova prijava patenta ima za cilj da obuhvati sva prilagođavanja i varijante poželjnih realizacija koja su ovde opisana, tako da predmetni pronalazak je definisan tekstom priključenih patentnih zahteva i tako da, oprema se može modifikovati u svim pravcima na načine koji su unutar obima priključenih patentnih zahteva.

[0026]Takođe će se istaći da sve informacije o / koji se tiču termina kao što su gore, ispod, gornji, donji, itd, mogu se tumačiti / pročitati pošto je oprema postavljena u smeru prema onim datim na crtežima, pošto su crteži orijentisani tako da oznake mogu biti pravilno pročitane. Tako, ovi termini samo ukazuju međusobni odnos u prikazanim rešenjima, i ti se odnosi mogu menjati ako se poboljšana oprema realizuje na neki drugi način/ projekt.

[0027] Takođe će se istaći da čak iako to nije izričito navedeno da mogu rešenja iz specifičnih izvođenja biti kombinovana sa rešenjima iz drugih izvođenja, kombinacija se smatra uspelom, ako je kombinacija moguća.

Claims (11)

1. Pumpa za pumpanje tečnosti, koja se sastoji od pogonske jedinice (3). i kućišta hladnjaka (23) koje je povezano sa pomenutom pogonskom jedinicom (3), pri čemu kućište hladnjaka je izvedeno tako da odvodi toplotu koja nastaje u pomenutoj pogonskoj jedinici tokom rada pumpe, pogonska jedinica koji sadrži: - Odeljak za smeštaj električnog motora (10) koji je u radijalnom pravcu ograničen kućištem motora (22) i u kome je smešten električni motor (17) koji ima stator (16), - Odeljka za smeštaj spojničke jedinice (11) koji je najmanje u jednom delu ograničen gornjim kućištem pumpe (14) i u kome je smeštena komponenta napajanja (15), - Gornju pregradu (20) koja je postavljena između pomenutog odeljka za smeštaj električnog motora (10) i navedenog odeljka za smeštaj spojničke jedinice (11), pri čemu kućište motora (22) sadrži: - Spoljnu košuljicu (24) koja je povezana na kraj koja se u aksijalnom pravcu prostire između gornje pregrade (20) i kućišta hladnjaka (23), - Unutrašnje kućište statora (25) koje se prostire između statora (16) i kućišta hladnjaka (23), i - Međuprostor, džep (26) koji u radijalnom pravcu razdvaja spoljnu košuljicu (24) i unutrašnje kućište statora (25), naznačen je time što pomenuti međuprostor (26) se popunjava sa gasom i u tome što kućište hladnjaka (23) sadrži komoru (28) koja je zaptivna, nepropusna za ulaz tečnosti.

2. Pumpa prema patentnom zahtevu 1, naznačena je time što kućište hladnjaka (23) sadrži donju pregradu (27), koja je postavljena između pogonske jedinice (3) i komore pumpe (8) koja se nalazi u hidrauličnoj jedinici (2).

3. Pumpa prema patentnom zahtevu 2, naznačena je time što hidraulična jedinica (2) sadrži kućište pumpe (5) koje ograničava pomenutu komoru pumpe (8), pomenutu donju pregradu (27) koja je čvrsto povezana sa kućištem pumpe (5).

4. Pumpa prema patentnim zahtevima 2 ili 3, naznačena je time što kućište statora (25) se naslanja na donju pregradu (27).

5. Pumpa prema patentnom zahtevu 1, naznačena je time što je kućište statora (25) produženo sa komorom (28) koja je zaptivena i sprečava ulaz tečnosti.

6. Pumpa prema bilo kojem od patentnih zahteva 2-4, naznačena je time što kućište hladnjaka (23) obuhvata komoru (28) koja je zaptivena i sprečava ulaz tečnosti i koja se nalazi na suprotnoj strani donje pregrade (27) u odnosu na pomenutu komoru pumpe (8 ).

7. Pumpa prema tehničkim zahtevima 2 ili 3, naznačena je time što pumpa sadrži pogonsku osovinu (9) koja je povezana sa električnim motorom (17) i koja se pruža u aksijalnom smeru od odeljka za smeštaj električnog motora (10), preko donje pregrade (27) i dela koji se nalazi u pomenutoj komori pumpe (8).

8. Pumpa prema bilo kom od prethodno pomenutih patentnih zahteva, naznačena je time što gornja pregrada sadrži gornji držač ležaja (30).

9. Pumpa prema bilo kom od prethodno pomenutih patentnih zahteva, naznačena je time što unutrašnje kućište statora (25) sadrži doni držač ležaja (32).

10. Pumpa prema bilo kom od prethodno pomenutih patentnih zahteva, naznačena je time što gornja pregrada (20) i spoljna košuljica (24) su međusobno čvrsto spojeni.

11. Pumpa prema bilo kom od prethodno pomenutih patentnih zahteva, naznačena je time što odeljak za napajanje (15) ima u svom prostoru jedinicu za kontrolu brzine koja je operativno vezana za stator (16) električnog motora (17)