Zur Förderung eines beliebigen Mediums dienende ein- oder mehrstufige Kreiselmaschine. Der Bau von Kreiselmaschinen (Pumpen und Kompressoren) bereitet mit der Zunahme des Druckes immer grössere Schwierigkeiten, und zwar hauptsächlich in Hinsicht auf den Achsialschub, die kritische Drehzahl und die Abdichtung. Die Rücksicht auf die richtige Wahl der kritischen Drehzahl zwingt zu einer möglichst weitgehenden Verkürzung der achsialen Bau länge der Maschine, während man ander seits, zur Beherrschung des Achsialschubes, gezwungen ist, beiderseits jeder Druckstufe je einen Dichtungsring anzuwenden.
Die Baulänge steigt bei dieser Massnahme pro Stufe um die Höhe je eines Ringes.
Versucht man, wie ebenfalls schon be kannt, den Achsialschub durch besondere Entlastungsscheiben aufzuheben, so bilden diese, besonders bei hohen Drücken und Heiss'wasserförderung (Kesselspeisepumpen) eine ständige Störungsursache des Betriebes. Denn das mit sehr grosser Geschwindigkeit durch die Scheiben hindurchtretende Wasser zerstört das Material binnen kürzester Zeit. Heisswasser kann ausserdem verdampfen; wo bei infolge der Elastizität des sich bilden den Dampfes die Metallflächen der Scheiben aneinander reiben und so unmittelbar zerstört werden.
-Die zuerst erwähnte Anwendung von dop pelten Dichtungsringen erschwert auch die Abdichtung der Druckseite, da die hier an geordnete Stopfbüchse den vollen Pumpen druck auszuhalten hat, was bei Hochdruck Heisswasserpumpen unmöglich<B>-</B>ist.
Einen Ausweg aus den genannten Schwie rigkeiten schafft die Erfindung, . die sich auf eine zum Beispiel als Pumpe oder Kom pressor ausgebildete ein- oder mehrstufige Kreiselmaschine bezieht.
Erfindungsgemäss ist pro Stufe das Leit- rad nebst dem Gehäuse für den Umführungs- kanal auf einer feststehenden Achse be festigt, während das Laufrad an einer dreh baren Trommel sitzt, welche die genannten feststehenden Maschinenteile, sowie die fest stehende Achse mit Spiel umschliesst.
Zweckmässig ist hierbei jedes Laufrad als Schaufelring ohne Nabe ausgebildet und ragt seitlich in das zugehörige Stufen gehäuse der Maschine hinein. Für Pumpen schliesst sich das Leitrad unmittelbar an das Luftrad an.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 stellt einen senkrechten Längs schnitt durch eine mehrstufige Hochdruck kreiselpumpe dar; Fig. 2 zeigt eine einstufige. Pumpe nebst Dampfturbinenantrieb gemäss der Erfindung; Fig. 3 zeigt eine einstufige Pumpe mit elektrischem Antrieb. Der Rotor des Antriebs motors ist hier auf den Hals der Pumpe ge setzt.
In allen Figuren bezeichnen dieselben Be zugszeichen die entsprechenden Teile.
Das feststehende Pumpengehäuse c ladet zu beiden Seiten in die Rohre<I>p</I> und qu aus, die an ihren äussersten Enden gelagert sind. Den Mittelteil des Gehäuses bildet eine mit den Rohrstutzen<I>p</I> und qic freitragend ver bundene Welle s, auf der die einzelnen fest stehenden Stufen by zenüriert - sind. Jede Stufe b., besteht- aus dem Leitrad<I>f</I> und dem Umführungskanal e. Der Rohrstutzen p dient zum Einlass,- der Rohrstutzen qm zum Aus lass des zu fördernden Mediums.
Dieses fest stehende Gehäuse c wird nun, einschliesslich der Rohre<I>p</I> und qu, vollständig mit etwas Spiel (Spalt) von einer Trommel b um schlossen, die in den Lagern r, r, drehbar gelagert ist und den Rotor der Maschine bil det. Diese Lager sitzen zwischen den Stüt zen für das feststehende Gehäuse c. Auch die Trommel b ladet zu beiden Seiten in Rohre aus; welche die Ein- und Auslassstutzen umschliessen und durch die Lagerstellen r, r, hindurchgeführt sind. Die drehbare Trommel b besteht aus ein zelnen Gliedern br, an deren rippenartigen Innenwänden d die einzelnen Laufräder a. befestigt sind.
Jedes Laufrad ist hierbei als Schaufelring ohne Nabe ausgebildet und ragt seitlich in das zugehörige Stufengehäuse b, hinein, und zwar mit der Eintrittsseite bis zum Umführungskanal e, mit der Austritts seite bis unmittelbar vor das Leitrad f.
Am Laufradeintritt bei A und am Lauf radaustritt bei g befinden sich Spalte, durch die das Spaltwasser eintritt und im Innern des rotierenden Läufers b den gesamten Spiel raum zwischen Läufer und feststehendem Ge häuse c ausfüllt. Beiderseits jeder Stufe b3. des feststehenden Gehäuses c befinden sich die Spalträume<I>i</I> und 1c, deren vom rotieren den Teil d, a, gebildete -Begrenzungsflächen normalerweise einander gleich sind.
Da auf beiden Seiten gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Drücke herrschen, ist der Achsial- schub innerhalb jeder Einzelstufe ausgegli chen, und es besteht kein äusserer Achsio-Ü- schub der ganzen Maschine. In diesem Falle würde ein von der Antriebsturbine herrühren der Achsialschub ohne Ausgleich sein.
Man kann jedoch. auch diesen Schub aus gleichen, und zwar auf folgende Weise: Macht man die oben genannten Begren zungsflächen einander ungleich, so entsteht pro Stufe ein Achsialschub, dessen Grösse von der Ungleichheit der Flächen und des sen Richtung, davon abhängt, ob die.. Fläche . auf der rechten, oder auf der linken Seite der Stufe grösser ist.
Man kann nun ohne weiteres diese Verhältnisse so wählen, .dass der resultierende Achsialschub, den alle Stufen ergeben, der Grösse nach gleich und der Rich tung nach entgegengesetzt dem Achsialschub der die Kreiselmaschine antreibenden Dampf turbine ist.
Hiernach kann man, durch die richtige Wahl bestimmter Flächen der Kreisel maschine, den äussern Achsialschub des Ge samtaggregates - Dampfturbine-Kreisel- mäschine - zu Null machen, oder man kann, falls die Antriebsmaschine ein Elektromotor ist, also keinen Achsialschub hat, den äussern Achsialschub der Kreiselmaschine allein auf- heben. Im letzteren Falle werden die Begren zungsflächen beiderseits jeder Stufe einander gleich zu halten sein.
Da auf das Pumpengehäuse c von innen und aussen derselbe Druck wirkt, so kann dieses, im Gegensatz zu bekannten Bauarten, dünnwandig und leicht gehalten werden.
Entlastungsscheiben sind bei der Bauart nach der Erfindung nicht erforderlich. Ausserhalb der Lagerstellen r, r, des Ro tors sind die Spielräume zwischen den Rohr stutzen<I>p</I> bezw. qu und den rohrförmigen En den der Läufertrommel b durch Labyrinthe l abgedichtet. An der Saugseite kann gegebe nenfalls Sperrwasser zwischen zwei Laby- rinthen eingeführt werden; an der Druck seite lässt man das Spaltwasser der letzten Stufe, nachdem es verschiedene Drosselstufen und das Labyrinth l durchlaufen hat, in einen Behälter m ein, in dem es aufgefangen wird und auch verdampfen kann.
Auf eine absolute Abdichtung, etwa durch den Labyrinthen nachgeschaltete Weichstopfbüchsen, wird hier verzichtet. Es entfallen somit alle Massnahmen, die sonst für die Kühlung und Wartung der Stopf büchsen nötig sind. Das an seinen äussersten Enden abgestützte Pumpengehäuse c kann, entsprechend seiner Dur chbiegung, vorgewölbt werden, oder es können exzentrisch gedrehte Dichtungsringe angeordnet sein.
Der Rotor b der Pumpe ist gleichzeitig der Rotor der die Pumpe antreibenden Dampf turbine. Zu diesem Zwecke ist ein Glied bl des Pumpenläufers mit einer Hülse verbun den, an der die Turbinenschaufeln t be festigt sind. Die Hülse kann sich hierbei un abhängig von der Gliedertrommel b radial und achsial ausdehnen. Die Turbine bildet hierbei den Wärmemantel der Heisswasser pumpe. Die Kraftübertragung erfolgt in idealer Weise, nämlich unmittelbar radial von aussen nach innen, und die Platz- und Gewichtsersparnis des Aggregates ist ins Auge fallend. Infolge der geringen Baulänge kann die Betriebsdrehzahl unter kritisch ge halten werden.
Die Laufräder der Antriebs- und Arbeits maschine- können auch, in Hinsieht auf das Medium, hintereinander geschaltet sein.