DE2640990A1 - Kreiselpumpe mit selbsttaetiger axialschubregelung an einem der laufraeder - Google Patents

Description

Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft

Kreiselpumpe mit selbsttätiger Axialschubregelung an einem der Laufräder

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit selbsttätiger Axialschubregelung an einem der Laufräder. Es ist bekannt, bei axial frei beweglicher Welle und meistens mehreren darauf befestigten in Serie geschalteten Laufrädern den Axialschub über eine sogenannte Entlastungssinrichtung, bestehend aus Entlastungsscheibe und Gegenscheibe, aufzunehmen.

Es gibt auch verschiedene Arten selbsttätiger Axialschubentlastung, bei denen das Laufrad mit der Welle fest verbunden ist, die Welle jedoch im freien Spiel der Axialkräfte axial schwimmt und das Laufrad gegen das feste Gehäuse eine Regelung, z.B. durch Drosselung der Entlastungsbohrungen, erfährt. Die Drosselung findet dabei zwischen dem drehenden Laufrad und der stehenden Gehäusepartie statt. Dies hat den Nachteil, daß bei Regelspalt 0, also an der Grenze der Regelmöglichkeif, Verschleiß einsetzt. Ebenfalls ist die axiale Wellenbewegung für die Kupplung und manche Wellendichtungen nicht günstig. Bei einem ganz anderen Laufradtyp, dem Wirbelpumpen- oder Turbinenrad, d.h. einer völlig axialsymmetrischen PumpenausfUhrung, ist eine andere Art des

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Axialschubausgleich bekannt. Dabei kann sich das Laufrad auf der durch Lager axial fixierten Welle axial so einstellen, daß axiales Gleichgewicht erreicht wird. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Regelspalten sehr eng sind (ca.einige hundertste! mm) und sich ebenfalls zwischen dem drehenden Laufrad und den stehenden Gehäusepartien einstellen. Sie sind deshalb dann gefährdet, wenn Unregelmäßigkeifen, wie Verschmutzungen im Fördermedium vorkommen oder sich geometrische Abweichungen der mechanischen Bearbeitung oder bei wärmemäßigem Verzug ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist, die angeführten Mängel zu beseitigen und für stopfbüchslose Pumpen, deren Lager mit dem Fördermedium geschmiert sind und ähnliche Ausführungen sowie ohne weiteres für alle !stufigen Pumpen in entsprechender Ausgestaltung, auch für mehrstufige Pumpen bestimmter Art einen idealen Axialschubausgleich zu schaffen.

Die Lösung besteht in einer Kreiselpumpe ein- oder mehrstufiger Bauart der eingangs genannten Art deren Laufrad bzw. deren Laufräder mit der jeweiligen Nabenbohrung auf der Wellennabe axial verschieb!ich und gegen Verdrehen gesichert gelagert und mit Entlasiungsbohrungen sowie einem druckseitigen Dichtspali, der gegenüber einem saugseitigen Dichtspalt auf größerem Durchmesser liegt,

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versehen sind, wobei ebenfalls auf der jeweiligen Wellennabe ein mit Wellendrehzahl rotierendes, gegenüber der Welle gegen Verdrehen gesichertes axial fixiertes Teil angeordnet ist, welches bei Näherung des jeweiligen Laufrades in Richtung Druckseite mit der jeweiligen Laufradrückwand einen veränderlichen Regelspalt bildet und so den Einlaß der genannten Laufradbohrungen verkleinert und bei entgegengesetzter Bewegung desselben vergrößert.

Eine Laufradbegrenzung in Richtung Saugseite kann durch eine Mutter mit Federscheibe gebildet werden, womit z.B. das Laufrad einer Vertikal pumpe beim Abschalten desselben vor zu hartem Aufprall geschützt ist.

Die Fig. 1 - 6 zeigen die bisherige Ausführung (Fig. 1) und diejenige nach der Erfindung einer Kreiselpumpe mit selbsttätiger Axialschubregelung. Gemäß Fig. wird der Axialschub von Laufrädern in Kreiselpumpen bei axial fest eingespanntem Laufrad 1 auf der Welle 2 über dieselbe auf ein Lager 3 geführt und dort aufgenommen. Dabei kann der Axialschub des Laufrades durch eine der vielen bekannten Maßnahmen, wie Entlastungsbohrungen 4 mit druckseitigem Dichtspalt 5, Rückenschaufeln,etc. verringert werden, so daß nur noch der Restaxhlschub von besagtem Lager 3 aufzunehmen Ist.

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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe mit der Axialschubentlastungseinrichtung. Demnach ist das Laufrad 1 mit seiner Nabenbohrung auf der Nabe der Welle 2 axial verschiebbar gelagert und durch Paßfeder 6 gegen Verdrehen gesichert. Das Laufrad hat Entlastungsbohrungen 4 und einen druckseitigen Dichtspalt 5, der gegenüber dem saugseitigen Dichtspalt auf größerem Durchmesser liegt. Ebenfalls auf der Nabe der Welle 2 ist das mit Wellendrehzahl rotierende axial fixierte Teil 8 angeordnet, das z.B. ebenfalls durch Paßfedern 6 gegen Verdrehen gesichert sein kann. Teil 8 hat die Funktion,

daß es bei Annäherung des Laufrades 1 in Richtung Druck-Seite den Einlaß der Bohrungen 4 durch den dabei veränderlichen Regelspalt 9 verkleinert und in entgegengesetzter Bewegungsrichtung von Laufrad 1 den Regelspalt 9 vergrößert. Aus diesem Gesichtspunkt heraus kann Spalt 9 und Laufrad 1 in dieser Regelpartie nach den Figuren 3, 4, 5 ausgeführt sein. Die Laufradbegrenzung in Richtung Saug-Seite bildet z.B. eine Mutter 10, wobei ein federndes Teil 11 das Laufrad vor zu hartem Aufprall, z.B. bei Abschalten einer Vertikalmaschine, schützt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: Beim Start z.B. einer Vertikalpumpe mit nach unten gerichtetem Laufrad-Saugmund gibt das über der Federscheibe 11 auf der Mutter 10 lastende Laufrad 1 den Spalt 9 soweit frei, daß der durch die Spalte bzw. Bohrungen 5, 9 und 4 fließende

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Entlastungswasserstrom In Verbindung mil" dem im Durchmesser größer als der Dichtspalt 7 gehaltenen Dichtspalt 5 das Laufrad 1 in Richtung Druckseite gehoben wird, so weit, bis sich Spalt 9 soweit verengt hat, daß axiales Gleichgewicht eintritt. Selbst wenn Spalt 9 einmal zu Null würde, kann kein Verschleiß auftreten, da beide Teile gleiche Drehzahl haben. Erst ab dieser Stellung würde das Lager 3 zusätzlichen Axialschub aufnehmen müssen. Ansonsten hätte das Lager 3 nur das konstante Rotorgewicht zu tragen. Bei horizontaler Wellenlage wäre das Lager 3 ganz entlastet. Jedoch ist es bei vertikaler Wellenlage und Vorhandensein schwerer Elektrorotoren wie bei einem stopfbüchslosen Spaltrohrpumpenaggregat möglich, durch Anlenkung zumindest des El ektrorotorzyl Inders an das Laufrad 1 auch dieses Elektrorotorgewicht mit auszugleichen, so daß nur noch das Wellengewicht auf Lager 3 wirkt. Wenn die Pumpe nur aus Laufrad 1, Welle 2 und Lager 3 besteht, ist ersichtlich, daß Lager 3 nur sehr schwach ausgelegt sein muß.

Daß bei vorhandenem Drehmoment sich das Laufrad, ohne Schaden zu nehmen, verschieben kann, zeigt die jahrzehntelange Erfahrung bei den genannten Wirbel- oder Turbinenpumpen, deren Laufräder sich auf der Wellennabe ebenfalls verschieben müssen. Eventuell muß die Drehmomentenübertragung mit kleinerer Flächenpressung als bisher bei den starr aufgekuppelten Laufrädern an den Paßfedernerfolgen, z.B. durch Vielkeilwellennabe.

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Wo das Fördermedium z.B. wegen Schmutzteilchen diese Laufradverschiebung erschwert, kann die Verschiebepartie gemäß Fig. 6 ausgebildet, gegen das Fördermedium mit Dichtelement 12 (auch Balg möglich) abgedichtet und mit einem Gleitmittel 13, wie z.B. Molykote gefüllt werden.

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Leerseife

Claims (2)

1. Patentansprüche

   ,' l.JEin-

   oder mehrstufige Kreiselpumpe mit selbsttätiger Axialschubregelung an dem bzw. den Laufrädern, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Laufräder mit der jeweiligen Nabenbohrung auf der jeweiligen Wellennabe (2) axial verschieblich und gegen Verdrehen gesichert gelagert und mit Entlastungsbohrungen (4) sowie einem druckseitigem Dichtspalt (5) der gegenüber einem saugseitigen Dichtspalt (7) auf größerem Durchmesser liegt versehen sind, wobei ebenfalls auf der jeweiligen Wellennabe (2) ein mit Weliendrehzahl rotierendes, gegenüber der Welle gegen Verdrehen gesichertes, axial fixiertes Teil angeordnet ist, welches gegebenenfalls zusammen mit der druckseitigen Laufradrückwand und den Laufradbohrungen (4) einen veränderlichen Regelspalt bildet.
2. 2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Laufradbegrenzung in Form einer Mutter (10) mit Federscheibe (11).

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