Abstract
Lineare Fördereinheiten für Gestängetiefpumpen wurden hauptsächlich entwickelt, um die Funktionalität des Pumpsystems zu optimieren und um typische Probleme, die beim Einsatz von konventionellen Pumpenböcken auftreten, zu beheben. Die vertikale Konstruktion ohne rotierende, schwere Gegengewichte schließt übermäßige Drehmomente aus. Probleme mit der Tiefpumpe, wie zum Beispiel unzureichender Füllgrad, der „gaslocking-Effekt“ oder vorzeitiges Versagen der Pumpe durch „fluid-pounding“ und übermäßige Reibungskräfte bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten, können durch den Einsatz von linearen Fördereinrichtungen verringert werden. Diese Masterarbeit fasst alle bereits existierenden Linearantriebe zusammen. Dazu gehören die mechanischen Langhub-Pumpen von Rotaflex, die hydraulischen Langhub-Pumpen von DynaPump und die Linear Rod Pumps (LRP). Aufbau und Betrieb der einzelnen Antriebe werden ausführlich beschrieben, gefolgt von einer detaillierten Analyse der Kinematik. Zusätzlich werden Sicherheitsaspekte, besondere Merkmale, Einschränkungen und Vorteile gegenüber Pumpenböcken zusammengefasst, um deren Einsatzgebiete zu bestimmen. Anschließend werden Kugel- und Planetengewindetriebe auf die Anwendung als lineare Fördereinheit untersucht. Da Bosch Rexroth einer der Marktführer im Bereich Antriebs- und Steuerungstechnik ist, wurden das Design und die Produktauswahl an deren Sortiment angelehnt. Zu Beginn wurde ein elektromechanischer Zylinder für den vertikalen Einbau konzipiert, welcher entweder mit Kugel- oder Planetengewinde betrieben wird. Die Konstruktion wurde ohne Gegengewichte entworfen und funktioniert über ein 2:1 Umlenksystem, wie es auch für DynaPumps verwendet wird. Dieses Umlenksystem erhöht die Kapazitäten der Konstruktion und ermöglicht Vergleiche mit den bereits existierenden Linearantrieben. Der elektromechanische Zylinder wurde für einen Beispielfall berechnet um Grenzwerte der Konstruktion aufzuzeigen. Des Weiteren wurden Kugel- und Planetengewindetriebe mit größerer Hublänge untersucht, um die Eignung als Fördereinheit zu prüfen. Dabei stellte sich heraus, dass für diese Art von Konstruktion Gegengewichte von Vorteil sind. Zusätzlich musste zwischen zwei Arten von Systemen unterschieden werden; dem System mit angetriebener Spindel und dem System mit angetriebener Mutter, wobei die Kapazitäten bei angetriebener Mutter für größere Lasten nicht ausreichen, um das Pumpgestänge zu tragen. Das System mit angetriebener Spindel konnte erfolgreich für zwei verschiedene Hublängen berechnet werden. Auch hier wurden die Berechnungen durchgeführt, um Grenzwerte zu ermitteln. Im letzten Abschnitt werden alle Fördereinheiten zusammengefasst und gegenübergestellt.
Titel in Übersetzung | Evaluierung von linearen Fördereinheiten als Alternative zum Antrieb von Gestängetiefpumpen |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 15 Dez. 2017 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2017 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis 27-11-2020Schlagwörter
- Lineare Fördereinheiten
- mechanische Langhub-Pumpen
- Rotaflex
- hydraulische Langhub-Pumpen
- DynaPump
- Linear Rod Pump
- LRP
- elektromechanischer Zylinder
- Kugelgewindetrieb
- Planetengewindetrieb
- Pumpenbock