<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Axialschubausgleich bei einer Pumpenbaureihe in Form von Kreiselpumpen unterschiedlicher Förderdaten, deren Laufräder sowohl druckseitig als auch saugseitig je mindestens eine Spaltdichtung aufweisen und in ihrer Rückwand Öffnungen zum Druckausgleich zwischen dem Saug- und dem Druckraum besitzen.
Bei der Konzeption einer Pumpenbaureihe, z. B. nach den genormten Leistungs- und Abmessungsreihen sowie Ausführungsformen ist es für die wirtschaftliche Fertigung von grosser Bedeutung, dass auch für Laufräder mit unterschiedlichen Förderdaten die Laternen bzw. Lagerböcke in ihren Anschlussmassen vollkommen identisch sind. Der von einem Kreiselpumpenlaufrad verursachte Axialschub, entstehend durch unterschiedliche Drücke auf beiden Seiten des Laufrades sowie durch die Umlenkung der Flüssigkeit im Laufrad, kann entweder durch konstruktive Ausbildung des Laufrades, durch verschieden gestaltete Radseitenräume oder schliesslich durch entsprechend dimensionierte Axiallagerung im Lagerträger bzw. Lagerbock aufgenommen werden.
Die wirtschaftlichste Lösung ist dabei, zu versuchen, den Axialschub durch Massnahmen am Laufrad selbst auszugleichen, was üblicherweise durch zumindest angenähert gleich dimensionierte Spaltdichtungen auf der Laufradsaug- und -druckseite erzielt wird. Durch die Öffnungen in der Laufradrückwand wird dabei erreicht, dass die innerhalb der beiden Spaltdichtungen liegenden Flächen mit gleichem Druck beaufschlagt werden und sich die aus Druck X Fläche ergebenden Kräfte aufheben. Nachdem bei einem Laufrad die saugseitige Eintrittsfläche und damit auch der Durchmesser der saugseitigen Spaltdichtung von den Förderdaten des Laufrades direkt abhängt, widerspricht diese Massnahme der Forderung, bei der Pumpenbaureihe gleiche Anschlussmasse und damit gleiche Durchmesser der druckseitigen Spaltdichtung zu haben.
Um diesen Nachteil aufzuheben, wurde schon versucht, die Öffnungen in der Laufradrückwand als Drosselbohrungen auszubilden, die in ihrer Grösse dem Durchmesserverhältnis der beiden Spaltdichtungen angepasst werden, wobei die Flächenunterschiede innerhalb der beiden Spaltdichtungen durch unterschiedliche Druckbeaufschlagung ausgeglichen werden und damit der Axialschub in einem gewissen Kennlinienbereich eliminiert wird.
Nachdem der Axialschub nicht nur von der konstruktiven Ausbildung der Pumpe sondern auch von den Förderverhältnissen abhängt, z. B. Saugspannung oder Zulaufdruck, müsste diese Dimensionierung der Drosselbohrungen oft erst nach Bekanntwerden des Verwendungsfalles vorgenommen werden. Ausserdem ist die Drosselwirkung mehrerer rotierender Bohrungen, die zumindest einseitig in einer Strömungsumlenkungsphase münden, rechnerisch praktisch nicht zu erfassen ; es bleibt nur die Ermittlung durch Versuch. Weiters können die Öffnungen in der Laufradrückwand nicht bereits beim Abguss vorgesehen werden, da sie erst nachträglich nach Versuch ermittelt werden müssen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die vom Druckraum hinter die Laufradrückwand geführte Wassermenge bei allen Laufrädern mit verschiedenem Durchmesser der druckseitigen und der saugseitigen Spaltdichtung gegenüber der beim Laufrad mit gleichem Durchmesser der Spaltdichtungen geführten Wassermenge vergrössert wird.
Durch diese Verfahrensmassnahme wird der unter anderem aus den unterschiedlichen Durchmessern der beiden Spaltdichtungen resultierende Axialschub ausgeglichen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die radiale und/oder die axiale Spaltbreite der druckseitigen Spaltdichtung grösser als der saugseitigen zu wählen.
Bei einer geänderten Ausführungsform der Einrichtung wird im druckseitigen Pumpendeckel bzw. in dem die druckseitige Spaltdichtung enthaltenden Gehäuseteil mindestens ein, die druckseitige Spaltdichtung überbrückender Kanal vorgesehen, der vorzugsweise in seiner Durchgangsweite veränderbar ausgebildet ist.
Durch diese erfindungsgemässe Massnahme wird erreicht, dass die Eliminierung des konstruktionsbedingten und von den Förderverhältnissen abhängigen Axialschubes eines Kreiselpumpenlaufrades durch Variation an einer Stelle erfolgt, die auf jeden Fall einer Bearbeitung unterliegen muss und auch rechnerisch relativ einfach zu erfassen ist. Weiters ist es auch möglich, die endgültige Anpassung an die Förderverhältnisse durch zusätzliche Veränderung der axialen Spaltbreite der druckseitigen Spaltdichtung, beispielsweise durch Verschiebung des Laufrades auf de ; Welle durch beigelegte Ausgleichsringe u. dgl. zu erreichen, wodurch praktisch kein zusätzlicher Aufwand entsteht.
Weiters kann durch die einen Umlenkkanal vorsehende Massnahme der Axialschubausgleich zu jeder Zeit auch bei nachträglichen Änderungen der Förderverhältnisse ohne Nacharbeit und ohne Zerlegen der Pumpe von aussen her, beispielsweise vom Stopfbüchsenraum aus, erfolgen. Es ist damit auch möglich, im Laufe der Zeit durch Abnutzung bedingte Änderungen der Axialschubverhältnisse jederzeit und einfach zu korrigieren.
Selbstverständlich können die einzelnen erfindungsgemässen Massnahmen jede für sich oder in beliebiger Kombination angewendet werden.
Anwendungsbeispiele der Einrichtung zum Axialschubausgleich nach den Merkmalen der Erfindung sind in den Schnittzeichnungen dargestellt, dabei zeigen Fig. 1 bis 3 eine Pumpenbaureihe mit Laufrädern unterschiedlicher Förderleistung und Fig. 4 eine aus der Baureihe beliebig herausgegriffene Pumpe mit Umführungskanal für die druckseitige Spaltdichtung.
In Fig. 1 ist mit dem Laufrad --L1-- das grösste in der Baureihe vorkommende Laufrad dargestellt. Es
<Desc/Clms Page number 2>
sitzt auf der Welle--2--und diese ist durch eine Stopfbüchse--4--im druckseitigen Pumpendeckel - -3-- abgedichtet. Das zum Laufrad-Ll-passende Gehäuse-Gl-besitzt eine ringförmige Fläche zur Aufnahme der saugseitigen Spaltdichtung--7--, die den Durchmesser --d1-- aufweist, der in diesem Fall gleich dem Durchmesser-D-der druckseitigen Spaltdichtung --6-- ist. Der im Saugraum-S-herrschende Druck pflanzt sich durch die Öffnungen--5--in der Laufradrückwand in den Raum--13-- innerhalb der druckseitigen Spaltdichtung--6--fort,
deren axiale Spaltbreite mit--12--bezeichnet ist. Der im Druckraum-P-herrschende Druck ist durch die in diesem Fall eng eingestellte Spaltdichtung abgedichtet, so dass das Laufrad durch gleiche Flächen und Drücke innerhalb der Spaltdichtungen in bezug auf den Axialschub ausgeglichen erscheint.
Die in Fig. 2 dargestellte Pumpe mit dem Laufrad--L2--und Gehäuse--G2--besitzt in der druckseitigen Spaltdichtung --8-- den gleichen Durchmesser-D-wie das Laufrad-L1--, der Durchmesser--d2--der saugseitigen Spaltdichtung ist entsprechend dem Laufrad--L2--und seinen Förderdaten kleiner als beim Laufrad--L1--.
Der Druck im Saugraum--S--pflanzt sich wieder durch die Öffnungen--5--in der Laufradrückwand in den Raum--13--innerhalb der druckseitigen Spaltdichtung
EMI2.1
Zwischenwert zwischen dem Druck im Saugraum-S-und dem Druck im Druckraum-P-einstellt, der von der Breite des Dichtungsspaltes --8-- abhängt. Durch die Beaufschlagung der verschiedenen Flächen entsprechend--d2 und D-mit unterschiedlichen Drücken ist auch hier der Axialschubausgleich möglich.
Dabei kann wahlweise die radiale und/oder die axiale Spaltbreite druckseitig vergrössert werden.
Das gleiche gilt auch für die in Fig. 3 dargestellte Pumpe mit Laufrad--L3--und Gehäuse--G3--, die beispielsweise die kleinste Pumpe der Baureihe darstellt und bei der die druckseitige Spaltdichtung mit--10-- und die saugseitige mit --11-- bezeichnet ist.
Fig. 4 schliesslich zeigt eine dimensionsmässig etwa der Fig. 2 entsprechende Pumpe mit Laufrad-L4und Gehäuse-G4--. Das auf der Welle --2-- sitzende Laufrad ist wieder in der Stopfbüchse-4-- abgedichtet und besitzt ebenfalls Öffnungen--5--in seiner Rückwand.
Der Durchmesser--d4--der saugseitigen Spaltdichtung--14--ist wieder kleiner als der Durchmesser--D--der druckseitigen Spaltdichtung-15--. Im druckseitigen Pumpendeckel --3-- ist mindestens ein Kanal-16-ausgespart, der die druckseitige Spaltdichtung--15, 12--überbrückt und beispielsweise mittels der Schraube--17--, die die Öffnung--18--dieses Kanals--16--mehr oder weniger verschliesst, in seiner Durchgangsweite verstellbar ist. Damit ist sogar erreicht, dass der im Raum --13-- innerhalb der druckseitigen Spaltdichtung --15, 12-- sich einstellende Mischdruck, gebildet aus dem Druck im Saugraum"S"und dem Druck im Druckraum"P"ohne Nacharbeit bzw.
Zerlegen der Pumpe auch von aussen her jederzeit verstellbar ist, wodurch der Axialschub beliebig verändert bzw. auch gänzlich ausgeschaltet werden kann.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind Anzahl und Grösse der Öffnungen--5--in der Laufwandrückwand bei allen Laufrädern der Baureihe gleich. Ausserdem ist der Durchmesser der zur druckseitigen Spaltdichtung gehörenden ringförmigen Gehäusefläche bzw. des druckseitigen Dichtungsringes bei allen Laufrädern der Baureihe gleich gross, jedenfalls aber grösser bzw. mindestens gleich dem Durchmesser der zur saugseitigen Spaltdichtung gehörenden ringförmigen Fläche im Pumpensaugdeckel bzw. des saugseitigen Dichtungsringes.
Schliesslich kann zur Veränderung der axialen Spaltbreite der druckseitigen Spaltdichtung das Laufrad auf der Welle, beispielsweise durch Beilage von Ausgleichsringen, verschiebbar sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Axialschubausgleich bei einer Pumpenbaureihe in Form von Kreiselpumpen unterschiedlicher Förderdaten, deren Laufräder sowohl druckseitig als auch saugseitig je mindestens eine Spaltdichtung aufweisen und in ihrer Rückwand Öffnungen zum Druckausgleich zwischen dem Saug- und dem
EMI2.2
Laufradrückwand geführte Wassermenge bei allen Laufrädern (L2-L4) mit verschiedenem Durchmesser der druckseitigen (8,10, 15) und der saugseitigen (9,11, 14) Spaltdichtung gegenüber der beim Laufrad mit gleichem Durchmesser der Spaltdichtungen (6,7) geführten Wassermenge vergrössert wird.
EMI2.3