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Elektrische Mötortauchpumpe Es sind elektrische Motortauchpumpen mit
lotrechter Welle bekannt, bei denen das einstufig ausgebildete Laufrad der Pumpe
an beiden Seiten beaufschlagt ist (zweiflutiges Laufrad). Die Eintrittsöffnungen
für die Förderflüssigkeit sind hierbei oberhälb und unterhalb des Laufrades gleich
bemessen, so daß kein nach oben wirkender Axialschub zum Ausgleich des Gewichts
der umlaufenden Teile entstehen kann. Infolgedessen ist das Spurlager beim Betrieb
stark belastet und einem hohen Verschleiß ausgesetzt, der um so unangenehmer ist,
als die Motortauchpumpen infolge ihres Einbaues in Tiefbrunnen usw. unzugänglich
sind und längere Zeit ohne Wartung arbeiten müssen.
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Bei zweistufigen Kreiselpumpen mit waagerechter Welle und zwei voneinander
entgegengesetzten Seiten beaufschlagten Rädern ist es bekannt, durch verschiedene
Bemessung des Durchmessers der Dichtungsringe der Laufräder einen bestimmten axialen
Schub hervorzurufen, der durch eine zwischen den Laufrädern liegende Entlastungsvorrichtung
wieder aufgehoben wird. Abgesehen davon, daß dies eine mehrstufige Ausbildung der
Pumpe voraussetzt, würde bei Pumpen mit lotrechter Welle und zweiflutigem Laufrad
der zum vollständigen Ausgleich des Gewichts der umlau- . fenden Massen nötige,
nach oben wirkende Axialschub nur bei gleichbleibendem Druck oder gleichbleibender
Fördermenge erreicht werden können. Bei Änderungen des Drucks oder der Fördermenge
wird dieser Ausgleich gestört, so daß dann eine ausreichende Entlastung des Spurlagers
nicht mehr möglich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei allen Betriebsverhältnisen einen
vollständigen Gewichtsausgleich und damit eine Entlastung des Spurlagers sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in einfacher und wirksamer Weise dadurch
gelöst, daß der gesamte lichte Querschnitt der Öffnungen für den Eintritt des Wassers
zur oberen Hälfte des Pumpenrades kleiner bemessen wird als derjenige für die untere
Radhälfte. Diese
Verengung der oberen Eintrittsöffnung hat zur Folge,
daß an der Oberseite des Laufrades eine größere Strömungsgeschwindigkeit und damit
ein größerer Unterdruck auftritt als an der Unterseite. Durch diesen geringeren,
auf die obere Laufradseite wirkenden Druck entsteht ein nach oben gerichteter Axialschub.
Zweckmäßig erhält die Saugöffnung des Pumpengehäuses oberhalb des Laufrades einen
kleineren Querschnitt als unterhalb des Laufrades, was sich besonders bei stark
abfallenden Drücken bei kleiner Förderhöhe empfiehlt. Man kann auch bei der oberen
Hälfte des Laufrades die Weite der Schaufelkanäle größer wählen als bei der unteren
Radhälfte. Dadurch wird von oben mehr angesaugt, als durch die enge Saugöffnung
eintreten kann, wodurch an der Oberseite des Laufrages ein Unterdruck erzeugt wird.
Durch die Ausbildung der Motortauchpumpe gemäß der Erfindung kann eine genaue Anpassung
des nach oben wirkenden Axialschubes an das Gewicht der umlaufenden Teile.bewirkt
werden, so daß beim Betrieb der Pumpe das untere Traglager weitgehend entlastet
wird. Die umlaufenden Teile der Pumpe schwimmen gewissermaßen im Wasser, wobei das
untere Traglager wegen seiner völligen Entlastung eine große Lebensdauer erhält
und vor Beschädigungen geschützt wird, was sich auf die Betriebssicherheit der Motortauchpumpe
vorteilhaft auswirkt.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
im teilweisen Längsschnitt dargestellt. Abb. i zeigt einen zum Einbau in Bohrlöcher
bestimmten und z. B. zur Grundwasserabsenkung dienenden Tauchpumpensatz, dessen
zweiflutiges Kreiselrad i von einem unterhalb der Pumpe angeordneten elektrischen
Tauchmotor 9 mit lotrechter Welle angetrieben wird. Das Pumpengehäuse 6 ist oberhalb
und unterhalb des Kreiselrades i mit Öffnungen $ versehen, durch welche die Förderflüssigkeit
in Richtung der Pfeile strömt, durch die Eintrittskanäle 3 und .4 von beiden .Seiten
in das Pumpenlaufrad i eintritt und von diesem in den diffusorförmigen Kanal a gedrückt
wird. Aus diesem gelangt das Wasser über den oberen Teil des Pumpengehäuses 6 in
die an den Stutzen 7 angeschlossene Druckleitung. Das Pumpengehäuse 6 ist über das
laternenartige Zwischenstück ä an das Gehäuse des Tauchmotors 9 angeflanscht.
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Durch den Eintritt der Förderflüssigkeit an beiden Seiten des Kreiselrades
i wird der Axialschub Zweitgehend ausgeglichen. Um auch noch das Gewicht der umlaufenden
Teile, insbesondere des Motorläufers, auszugleichen, ist gemäß Abb. a die lichte
Weite des oberen Eintrittskanals io mit einem kleineren Durchmesser d, ausgeführt
als die lichte Weite der unteren Eintrittsöffnung i i, und zwar beträgt der Durchmesser
da der oberen Eintrittsöffnung io etwa das o,xfache, z. B. das o,gfache, des Durchmessers
dl der unteren Eintrittsöffnung i i. Es wirkt daher infolge der größeren Durchflußgeschwindigkeit
auf die obere Kreisfläche mit dem Durchmesser d, ein geringerer Druck als auf die
untere Kreisfläche mit dem Durchmesser du,
so daß der Motorläufer angehoben
und das untere Traglager im Motorgehäuse 9 entlastet wird.
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Man kann die Entlastung .der umlaufenden Teile auch dadurch erreichen,
daß, wie Abb. 3 beispielsweise zeigt, die Weite der Schaufelkanäle in der oberen
Hälfte des Pumpenrades i etwas größer, z. B. um das Maß x, gewählt wird, als die
Weite b der unteren Radhälfte. In diesem Falle kann die lichte Weite der oberen
und unteren Wassereintrittsöffnung q. und 3 gleich sein.
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Die Vergrößerung der Weite der Schaufelkanäle in der oberen Radhälfte
hat zur Folge, daß von oben her mehr angesaugt und gefördert wird. Die hiermit verbundene
Vergrößerung der Durchflußgeschwindigkeit bewirkt eine weitere Verkleinerung des
in der oberen Radhälfte wirkenden Unterdruckes und damit ein weiteres zusätzliches
Ansteigen des nach oben wirkenden gewichtausgleichenden Schubes. Eine derartige
Ausbildung des Laufrades empfiehlt sich besonders bei geringer Förderhöhe, da auch
dann oberhalb des Pumpenrades ein größerer Unterdruck hervorgerufen und der gewünschte
Schwebezustand der umlaufenden Teile erreicht wird.