Tauchmotorpumpen. Tauchmotorpumpen für Brunnendurchmesser ab 76 mm (3")

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1 Tauchotorpupen Tauchotorpupen für Brunnendurchesser ab 7 (3") Einsatzgebiete Förderung von reine oder leicht verschutzte Wasser it eine zulässigen Sandgehalt von g/l und einer zulässigen Wasserteperatur von C: für die Wasserversorgung für die Grundwasserabsenkung für die Bewässerung für die Druckerhöhung für Springbrunnenanlagen Bauart Ein- oder ehrstufige Kreiselpupen in Glieder- oder Mantelbauweise. Einbau vorrangig vertikal, in Abhängigkeit von der Stufenzahl und der Motorleistung auch horizontal oder schräg. Die Tauchpupen sind standardäßig it Rückschlagventil ausgerüstet. Die Radiallager sind als Gleitlager ausgeführt, die durch das Förderediu bzw. die Motorflüssigkeit geschiert werden. Der Achsschub wird durch Axiallager it selbsteinstellenden Kippsegenten aufgenoen. Die Motoren sind als Drehstro-Asynchronotoren it Kurzschlussläufer und wasserfester Wicklung ausgeführt und wiederbewickelbar. Spannung: dreiphasig 2-00 V, /3 und / auch 2 V Einphasen-Wechselstro Frequenz: und Hz Schutzart: IP 8 Schalthäufigkeit: ax. 20 / h alle Motoren sind innen geerdet. Sonderausführungen (auf Anfrage) für höhere Teperaturen Spannungen bis 00 V für andere Qualitäten des Förderedius für andere Materialgüten it Kühlantel i Druckantel andere Anschlussaße öglich Elektrisches und echanisches Zubehör Motorstarter, Autotransforer, Frequenzsteuerung ikroprozessorgesteuerte Motorüberwachung Unterwasserkabel Schrupfschlauch und Gießharzverbinder Steigrohrleitungen Adapter und Reduzierstücke Kabelclips Frequenzurichterbetrieb Alle oddesse Tauchotorpupen sind für den Frequenzurichterbetrieb geeignet. Es sollten folgende Epfehlungen beachtet werden: Urichter entsprechend der Leistung des Tauchotors auswählen Fahrbereich bis Hz, entspricht einer Drehzahl von 1.7 bis 3.0 1/in Einsatz eines Sinusfilters zu Schutz vor unerwünschten Spannungsspitzen iniale Förderenge von % des Nennförderstroes einhalten Sanftanlaufbetrieb Der Sanftanlauf ist sehr gut geeignet, u eine Tauchotorpupe zu starten. Er bewirkt: Reduzierung des Anlaufstroes Vereidung von Druckstößen bei An- und Abschalten der Pupen Änderungen vorbehalten 01_001de/

2 Tauchotorpupen Aufbau Steigrohranschluss Rückschlagventil Pupenlager Leitrad Stufengehäuse Pupenwelle Laufrad Kupplung Motoranschlussleitung Gleitringdichtung Motorlager Stator Rotor Motorwicklung Axiallager Ausgleichsebran 15 Änderungen vorbehalten 01_008de/

3 Tauchotorpupen Einbauschea B A X b 1a 12 C Y 1a Tauchotor 1b Tauchpupe 2 Rückschlagventil 3 Steigrohr Kabelschelle 5 Manoeter it Absperrhahn Absperr-, Regelschieber 7 Wasserengenzähler 8 Schaltschrank 9 Schaltelektrode -AUS- Trockenlaufschutz Schaltelektrode -EIN- 11 Druck- bzw. Schwierschalter 12 Filterrohr 13 Tragschelle 1 Brunnenschachtentlüftung A B C X Y geodätische Förderhöhe Einbautiefe Miniale Eintauchtiefe oberer dynaischer Wasserspiegel unterer dynaischer Wasserspiegel Änderungen vorbehalten 01_003de/

4 Tauchotorpupen Auslegung von Pupenanlagen Bestiung des Förderstroes Der Förderstro der Pupe wird nach der Größe des Wasserbedarfes ausgelegt. Dieser ergibt sich aus der Art und Anzahl der Verbraucher und ihres jeweils größten Bedarfes (ax. Q [³/h]). Soweit die Bedarfswerte nicht bekannt sind, können sie der Fachliteratur entnoen werden. Erittlung der Förderhöhe: H [] = H geo + H V + p 2.2 H geo [] Geodätische Förderhöhe: H geo = H 1 + H 2 Höhenunterschied H 1 []: Höhenunterschied H 2 []: Wasserstand i Brunnen (Behälter) bei Förderstro Q bis Brunnenoberkante Abstand von Brunnenoberkante bis zu höchsten Wasserspiegel bzw. höchsten Punkt der Rohrleitung (bei freie Auslauf) H V [] Reibungsverluste in der Rohrleitung und den Araturen, siehe Tabelle p 2 [bar] a Ende der Rohrleitung benötigter Auslaufdruck bzw. Ausschaltdruck i Behälter Beispiel Erforderlicher Förderstro: Höhendifferenz H 1: Höhendifferenz H 2: Ausschaltdruck i Behälter: Q = ³/h H 1 = 80 H 2 = p 2 = bar Leitung aus Stahlrohr it Nenndurchesser " und einer Länge von 2. Das ergibt: H V = Tabellenwert / 0 Rohrlänge H V =.595 / 0 2 = 11.9 H [] = H geo + H V + p 2.2 H [] = H [] = Anerkung: Berechnung siehe Rückseite 01_00de/

5 Tauchotorpupen Pupenanlagen zur Förderung aus Brunnen - Berechnung H 2 H 2 H 1 H 2 p 2 H 2 geodätische Höhendifferenz und Enddruck Höhendifferenz H 1: Wasserstand bei Förderenge Q bis Brunnenoberkante Höhendifferenz H 2: Brunnenoberkante bis axialer Wasserspiegel i Hochbehälter bzw. höchster Punkt in der Rohrleitung bei freie Auslauf Ausschaltdruck i Behälter oder benötigter Auslaufdruck in der Rohrleitung Rohrreibungsverluste H 1 = H 2 = P 2 [bar].2 = Länge der Steigleitung: DN H V1 = Länge der Druckleitung: DN H V2 = Anzahl der Araturen: DN Stück Längenäquivalent gerader Rohrleitung H V3 = Anzahl der Forstücke: DN Stück Längenäquivalent gerader Rohrleitung H V = Gesatförderhöhe: SUMME H: H = Anerkung: reines Wasser γ = 1 Werte für Verluste siehe Tabelle 01_00de/

6 Tauchotorpupen Druckverluste in Stahlrohrleitungen Obere Werte: Ströungsgeschwindigkeit in /s Untere Werte: Druckverluste in Meter pro 0 Meter gerades Rohr Durchflussenge Druckverlust in Stahlrohren ³/h l/in l/s Bogen, Absperrschieber T-Stücke, Rückschlagventile ½ ¾ Nenndurchesser in Zoll und Innendurchesser in 1 ¼ ½ ½ ½ Der Druckverlust in Bögen, Absperrschiebern, T-Stücken und Rückschlagventilen entspricht der Länge eines geraden Rohres, wie in den letzten Zeilen der Tabelle dargestellt. Druckverlust i Fußventil 2 Druckverlust i T-Stück Die Druckverluste betragen bei: Kunststoffrohren das 1.0-fache, bei Gussrohren das 1.25-fache, bei korrodierten Rohren das 1.5-fache, bei inkrustierten Rohren das 2.2-fache 01_00de/

7 Elektrische Leitungen Hinweise zur Diensionierung von Strozuführungsleitungen für Tauchotoren Der notwendige Mindestquerschnitt der Leitung resultiert aus der zulässigen Strobelastung, der axialen Ugebungsteperatur und de Spannungsverlust. Die Tabellen und Diagrae entstanden in Anlehnung an die VDE Zur Erittlung der Leiterquerschnitte können die Diagrae 1 und 2 genutzt werden. Das Diagra 1 gilt für Direkt- und Anlasstrafo-Einschaltung, das Diagra 2 für Stern-Dreieck-Einschaltung. In Abhängigkeit vo Stro bei 0 V Betriebsspannung sind entsprechende Grenzlängen bei eine Spannungsverlust von 3 % und eine Leistungsfaktor von 0.85 dargestellt. Die Diagrae sind frequenzunabhängig. Der axial zulässige Stro gilt für C Ugebung steperatur für die von oddesse verwendeten Starkstroleitungen. Für höhere Teperaturen sind die an Hand der Diagrae erittelten Querschnitte entsprechend den Strobelastungstabellen zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren. Bei anderen Betriebsspannungen als 0 V sind die Grenzlängen uzurechnen (Beispiel 2). Es ist zu beachten, dass ein höherer Spannungsverlust einen größeren Leistungsverlust und soit höhere Energiekosten bedingt. Dadurch kann es vorteilhaft sein, den zulässigen Spannungsabfall zu unterschreiten, u i Laufe der Betriebszeit Energiekosten zu sparen. Die Nutzung der Diagrae Allgeein: Trägt an den Motornennstro und die Leitungslänge i Diagra auf, so ergibt sich ein Schnittpunkt. Rechts davon ist der notwendige Leitungsquerschnitt abzulesen. Beispiel 1: Der Motor wird direkt eingeschaltet Nennspannung: 0 V Motornennstro: 75 A Leitungslänge: 180 Ugebungsteperatur Luft / Wasser: C / 20 C Mit de Stro von 75 A und einer Leitungslänge von 180 ergibt sich aus Diagra 1 ein notwendiger Leitungsquerschnitt von ². Maxial ist eine Leitungslänge von 2 zulässig. Der Spannungsverlust beträgt U v = $ 3% = 2.57% Der nächstkleinere Querschnitt wäre 25 ². Er ist axial bis zu einer Länge von 98 ausreichend diensioniert. Hier würde der Spannungsverlust U v = betragen. $ 3% = 5.51% Zu wählen ist der Querschnitt ² it UV = 2.57%. Aus der Kontrolle der Strobelastung ist ersichtlich, dass dieser Querschnitt bei C it 17 A bela stet werden kann. Die Strobelastung ist in diese Fall kein Kriteriu für die Diensionierung. Änderungen vorbehalten 01_005de/

8 Elektrische Leitungen Beispiel 2 Der Motor wird direkt eingeschaltet (abweichend von 0 V!) Nennspannung: V Motornennstro: 55 A Leitungslänge: 0 Ugebungsteperatur Luft / Wasser: C / 20 C Zur korrekten Nutzung der Diagrae uss der Motornennstro nach folgender Forel in einen entsprechenden Ablesestro ugerechnet werden. I berechnet = 0 V Nennspannung$ Nennstro I berechnet = 0 V V $ 55 A = A Mit diese Stro ergibt sich aus Diagra 1 ein Querschnitt von ² bei einer zulässigen Leitungslänge von 1. Bei der vorhandenen Länge von 0 beträgt der Spannungsverlust: U v = 0 1 $ 3 % = 1.87 % Zu wählen ist der Querschnitt ² it UV = 1.87%. Aus der Kontrolle der Strobelastung, die it de tatsächlichen Nennstro 55 A durchgeführt wird, ist ersichtlich, dass dieser Querschnitt bei C it 90 A belastet werden kann. Die Strobelastung ist in diese Fall ebenfalls kein Kriteriu für die Diensionierung. Beispiel 3: Der Motor wird Stern-Dreieck eingeschaltet Nennspannung: 0 V Motornennstro: 5 A Leitungslänge: 220 Ugebungsteperatur Luft / Wasser: 55 C / 20 C Die Vorgehensweise bei der Auswahl des Leitungsquerschnittes entspricht den Beispielen 1 und 2. Diesal uss jedoch das Diagra 2 benutzt werden. Mit de Stro von 5 A und einer Leitungslänge von 220 ergibt sich aus Diagra 2 ein notwendiger Leitungsquerschnitt von ². Maxial ist eine Leitungslänge von 255 zulässig. Der Spannungsverlust beträgt U v = $ 3 % = 2.59 % Der nächstkleinere Querschnitt wäre ², er ist axial bis zu einer Länge von 1 ausreichend diensioniert. Hier würde der Spannungsverlust U v = $ 3 % =. % betragen. Zu wählen ist der Querschnitt ² it UV = 2.59 %. Aus der Kontrolle der Strobelastung ist ersichtlich, dass dieser Querschnitt bei 55 C it 178 A bela stet werden kann. Die Strobelastung ist in diese Fall kein Kriteriu für die Diensionierung. 01_005de/

9 Elektrische Leitungen Diagra 1: Direkt- und Anlasstrafo-Einschaltung I [A] ² ² ² 120 ² 25 ² ² 95 ² 20 ² 2.5 ² ² ² ² 5 3 U UV = = 0 [V] 3 [%] 2 t = [ C] cos φ = 0.85 κ = L [] Ugebungstep. [ C] 5 55 Ugebungstep. [ C] 5 55 Querschnitt [²] Zulässige Belastung bei Mehraderleitung bei 3 belasteten Adern Motornennstro [A] Querschnitt [²] Zulässige Belastung bei Einzeladerleitung Motornennstro [A] _005de/

10 Elektrische Leitungen Diagra 2: Stern-Dreieck-Einschaltung I [A] ² 0 80 ² ² ² ² 25 ² ² 95 ² 2.5 ² ² ² ² 5 3 U UV = = 0 [V] 3 [%] 2 t = [ C] cos φ = 0.85 κ = L [] Ugebungstep. [ C] 5 55 Ugebungstep. [ C] 5 55 Querschnitt [²] Zulässige Belastung bei Mehraderleitung bei 3 belasteten Adern Motornennstro [A] Querschnitt [²] Zulässige Belastung bei Einzeladerleitung Motornennstro [A] _005de/ 11-19

11 Wasseranalyse 1 Beurteilung des Korrosionsverhaltens von natürliche Wasser Nach folgende Schea ist es öglich, eine Wasseranalyse überschlägig zu beurteilen. Dazu werden, von oben beginnend, der Reihe nach die Merkale ausgeschlossen, welche nicht zutreffen. 1.1 Karbonathärte < dh Freier Sauerstoff < g/l ph >= GW (ph): unbedenklich ph < GW (ph): eisenangreifend, Angriff steigt it sinkende ph-wert Freier Sauerstoff >= g/l eisenangreifend, Angriff steigt it steigende Sauerstoffgehalt 1.2 Karbonathärte >= dh Freier Sauerstoff 0 g/l ph >= GW (ph): unbedenklich ph < GW (ph): eisenangreifend, Angriff steigt it sinkende ph-wert Freier Sauerstoff > 0 g/l freie CO <= GW (freie CO) bzw. ph >= GW (ph): unbedenklich freie CO > GW (freie CO) bzw. ph < GW (ph): eisenangreifend Angriff steigt it wachsende O2-Gehalt, bei Blasenbildung: Lochfraß CO [g / l] freie CO2 GW (freie CO2) aggressive CO2 zugehörige freie CO Karbonathärte [ dh] ph bei 20 C GW (ph) aggressives Gebiet Karbonathärte [ dh] 01_00de/

12 Wasseranalyse 1.3 Salze Abdapfrückstand <= 0 g/l: Abdapfrückstand > 0 g/l: unbedenklich verschiedene Metalle vereiden, elektrocheische Korrosion, Leitfähigkeit steigt it zunehender Salzkonzentration. Keine in der Spannungsreihe auseinanderliegende Metalle verwenden! 1. Chloride Gehalt < 1 g/l: unbedenklich (Geschacksgrenze) > 1 g/l: verschiedene Metalle vereiden, Lochfraß öglich 1.5 Ungebundene Säuren Huinsäure, Schwefelwasserstoff, wenn vorhanden eisenangreifend 2 Beurteilung auf Ablagerungen 2.1 Kalk freie CO > GW (freie CO): freie CO < GW (freie CO): 2.2 Eisen und Mangan Eisen keine Ablagerungen Ablagerungen u so größer der CO2-Unterschuss O2 0, Ablagerung als Schla O2 > 0, Ablagerung als Kesselstein Eisen < 0.2 g/l: keine Ausfällungen Eisen => 0.2 g/l: Ockerschlaablagerung, zunehend it Fe- und O2-Gehalt Mangan Mangan < 0.1 g/l: Mangan => 0.1 g/l: keine Ausfällungen Manganablagerung, zunehend it Mn- und O2-Gehalt Eisen- und Manganablagerungen können nicht verhindert werden. Die echanische Reinigung der Pupen und Motoren ist von Zeit zu Zeit unugänglich. 3 Verschleiß Selbst bei geringen Sandanteilen i Förderediu kot es zur Erosion an Laufrädern und Gehäusen. Außer von der Menge des Sandes hängt der Abtrag von der Korngröße, der Kornart und der Art des Minerals ab. oddesse-pupen sind für einen axialen Sandgehalt von g/l konzipiert. Größere Sandengen sind bedenklich. Anerkung: Die Gesathärte des Wassers ist nicht für dessen Aggressivität verantwortlich. Die Aggressivität rührt aus der Karbonathärte her, das entspricht de Anteil des Kalziukarbonates Ca(HCO3)2 i Wasser. 1 dh = g/l Ca(HCO3)2 1 g/l Ca(HCO3)2 = dh dh (deutsche Härte) Franz. Härte Engl. Härte USA Härte _00de/

13 Allgeeines Urechnung von Förderengeneinheiten l/s ³/h USGPM l/in 01_007de/