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Entlastungsscheibenanordnung für den Ausgleich des Axialschubes der
Welle von Kreiselpumpen Bei Kreiselpumpenlaufrädern mit einseitigem Einlauf entsteht
bekanntlich ,ein der Strömung entgegengesetzt gerichteter Axialschub, den man durch
verschiedene Einrichtungen und Mittel ausgleichen kann. Bei mehrstufigen Pumpen
kann dieser Ausgleich z. B. dadurch erzielt werden, daß man die Räder paarweise
gegeneinander anordnet, doch hat dieses Mittel gewisse Nachteile. Vorteilhafter
ist die Benutzung einer gemeinsamen Entlastungsscheibe, durch welche alle Räder
zusammen ausgeglichen werden. Diese Entlastungsscheibe wird auf der Welle fest angeordnet
und dreht sich mit dieser unter Belassung eines geringen Drosselspaltes gegen eine
feststehende Scheibe oder einen Deckel des Gehäuses. Bei einer bekannten Bauart
einer solchen Entlastungsscheibe wird Druckwasser aus der letzten Stufe durch einen
engen Ringspalt auf die wirksame Fläche der Entlastungsscheibe geleitet. Wird durch
den Axialschub die Welle in der einen Richtung bewegt, so wird der Drosselspalt
in der Axialscheibe verkleinert, was eine Drucksteigerung hinter der Entlastungsscheibe
mit sich: bringt, die die Welle wieder unter Vergrößerung des Drosselspaltes zurückführt,
so daß wieder mehr Spaltwasser austritt. Die Welle erhält auf diese Weise in ständigem
Wechsel eine kleine Axialverschiebung nach links und rechts, die bei richtiger Bemessung
der Scheibe nur einen geringen Bruchteil eines Millimeters ausmachen sollte. Die
bisherigen Bauarten von Entlastungsscheiben stellen aber keine vollkommene Lösung
dar, weil namentlich bei Höchstdruckkess.elspeisepumpen das Spaltwasser an der Entlastungsscheibe
einen so hohen Prozentsatz der nutzbaren Förderleistung darstellt, daß im Hinblick
auf diesen Verlust die Wirtschaftlichkeit der Pumpen in Frage gestellt wird. Man
kann nicht etwa diesen Verlust durch Verkleinerung des Drosselspaltes verringern,
weil dann ein Schleifen der Entlastungsscheibe auf der festen Gegenscheibe des Gehäuses
stattfindet und die Gefahr des Festfressens eintritt.
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Man hat bereits vorgeschlagen, zwecks. Verminderung des Verschleißes
der Entlastungsscheibe die Wassergeschwindigkeiten zu verringern, und zwar dadurch,
daß man bei Scheiben mit radialen und axialen. Drosselspalten an der Schnittstelle
derselben ringförmige Beruhigungsräume anordnete, die durch Leitungen mit vorbestimmten
Pumpenstufen zum Druckausgleich verbunden sind. Abgesehen davon, daß diese Bauart
ziemlich verwickelt ist; 'bringt sie infolge des Vorhandenseins der axialen Drosselspalten
eine große Baubreite mit sich.. Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe
gestellt, die Entlastungsscheibe derart auszubilden,. daß bei geringer Baubreite
der Drosselspalt verhältnismäßig groß bleiben kann, die Spaltwassermenge aber dennoch
erheblich verringert wird. Die Erfindung geht hier von
dem im Prinzip
bekannten Gedanken aus, den gedrosselten Strömungsweg des Druckwassers wiederholt
durch i-ingkammerartige Erweiterungen zu unterbrechen. Neu ist, daß hierbei die
Ringkammern- konzentrisch angeordnet sind und daß zwischen Eintrittsstelle und Austrittsstelle
des Spaltwassers vorzugsweise schräg gerichtete Ringzungen-vorgesehen sind, die
:einen schleifenartigen Strömungsweg des Wassers erzwingen. Diese Ringkammern sollen
im Gegensatz zu den bekannten Bauarten vergleichsweise groß bemessen werden und
insbesondere eine erhebliche Abmessung in axialer Richtung erhalten. Auf diese Weise
wirken die Ring= kammern als Wirbelräume, die einen erheblichen Teil der Strömungsenergie
des Spaltwassers vernichten. An sich ist bei einer früheren Anordnung bereits vorgeschlagen
worden, .eine große Ringkammer in den Strömungsweg des Spaltwassers einzuschalten,
doch handelt es sich hierbei um einen Raum, der sich zwischen zwei auf die Welle
aufg ewickeltenEntlastungsscheiben befindet. Hierdurch wird nur eine sehr geringe
Wirkung im Sinne der vorliegenden Erfindung erzielt, die außerdem noch durch eine
erhebliche Baubreite erkauft ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Auf der nicht gezeichneten, in bekannter Weise ein axiales Spiel besitzenden
Kreiselpumpenwelle ist die Entlastungsscheibe i befestigt, die sich also mit der
Welle gegen die feststehende Gegenscheibe a des Gehäuses dreht. Aus der letzten
Stufe der Pumpe gelangt eine gewisse Druckwassermenge durch den Ringspalt 3 in die
Kammer q.. Aus dieser Kammer tritt nun das Druckwasser nicht in der üblichen Weise
durch einen einfachen Spalt aus, sondern es ist der durch die Drosselspalte 5 gebildete
Strömungsweg durch eingeschaltete, als Ringkammern ausgebildete Erweiterungen 6
wiederholt unterbrochen. Diese Ringkammern besitzen einen rechteckigen, langgestreckten
,Querschnitt, deren Abmessung in axialer Richtung erheb-]ich größer ist als in radialer
Richtung. Die parallelen Drosselspalten 5 sind schräg, d. h. im Winkel zur Radialrichtung
angeordnet und in an sich bekannter Weise so gegeneinander versetzt, daß die Eintrittsstelle
E und die AustrittsstelleA jeder Kammer in bezug auf die Radialrichtung gegeneinander
versetzt sind. Außerdem erhält die Ringkammer 6 schräg angeordnete Ringzungen? zwischen
den PunktenE und A. Durch diese Gesamtanordnung wird für das Spaltwasser ein Strömungsweg
erzielt, wie .er durch die Pfeile gekennzeichnet ist. In den Ringkammern wird also
das Wasser zu einer schleifenartigen Strömung gezwungen, derart, daß es seine eigene
Bahn kreuzen muß. Die Spalten .5 können bei dieser Anordnung unter Verringerung
der Spaltwasserverluste so weit bemessen werden, daß ein Festfressen nicht eintreten
kann. Selbstverständlich kann die Form, Anordnung, Größe und Zahl der Ringkammern
und Drosselspalte auch anders als bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewählt
werden. Es ist insbesondere auch denkbar, die Drosselspalten nicht schräg, sondern
senkrecht zur Achse anzuordnen, wobei man natürlich vorteilhaft Ein- und Austrittsstelle
in jeder Kammer ebenfalls in an sich bekannter Weise versetzt.