Iloehdr uek-Iir eiselpumpe. Gegenstand vorliegender Erfindung bil det eine vielstufige Hochdruck-Kreisel- pumpe, bei welcher eine vollständig verlust lose Aufhebung des Achsschubes erreicht und die Belastung der Stopfbüchsen infolge der besonderen Fliessrichtung der Förder flüssigkeit vermindert werden kann.
Zur Überwindung grosser Förderhöhen oder Drücke werden bei Kreiselpumpen meh rere Laufräder hintereinandergeschaltet. Diese Laufräder haben einseitigen Wasser eintritt, so dass ein Achsialschub nach der Saugseite hin entsteht. Zur Aufhebung die ses A@hsials.chubes wurde bisher nach dem letzten Laufrad eine hydraulische Ent lastungsvorrichtung angeordnet. Hiebei wird das Druckwasser zwischen den Entlastungs scheiben auf den Zulaufdruck entspannt und das Entlastungswasser in den Zulaufstutzen zurückgeführt.
Dieses stets im Kreislauf geförderte Ent lastungswasser kann, besonders bei hohem Druckgefälle, grosse Verlustanteile darstellen und verschlechtert den Wirkungsgrad. Wei tere Nachteile der Entlastungsscheiben lie gen einerseits in der kraftverzehrenden Was serreibungsarbeit und anderseits bei Abnüt zung, in einer den Wirkungsgrad weiter verschlechternden Verschiebung des Läufers, weil Lauf- und Leiträder in achsialer Rich tung nicht mehr übereinstimmen. Zudem kann diese Läuferverschiebung ein seitliches Streifen der Laufräder und Beschädigung der Innenteile mit sich bringen.
Ausserdem ist die Aufhebung des Ach sialschubes durch zwei auf der gleichen Welle entgegengesehaltete Sätze von Lauf rädern, d. h. gegenflutig angeordneten Lauf rädern, bekannt, wobei je zwei Laufräder parallel fördern.
Bei der Pumpe gemäss der Erfindung, bei welc,her .die zwei Sätze in Serie arbeiten und der Enddruck im mittleren Teil der Pumpe erreicht wird, ist zwischen den beiden Pum pensätzen eine nach aussen abgeschlossene Kammer vorgesehen, welche seitlich von den Druckdeckeln jeder der beiden Pumpensätze begrenzt wird. Bei grossen Wellenlängen kann in der Mitte ein durch Förderflüssig- keit geschmiertes Lager zur Abstützung zwischengeschaltet werden. Das ganze Pum penaggregat kann sowohl horizontal als auch vertikal aufgestellt werden.
Bei weniger grossen Totalförderhöhen wird die Welle zweckmässig an beiden Enden aus der Pumpe herausgeführt, wobei die äussere Stopfbüchse des zweiten Pumpen satzes nur unter dem halben Totaldruck steht und .dabei leicht zu dichten ist, wäh renddem bei maximalen Drücken diese äussere Stopfbüchse zweckmässig durch eine Innenlagerung der Welle ganz in Wegfall kommt.
Der Wellendurchtritt zwischen erstem und zweitem Pumpensatz ist durch einen Gehäusemantel. durch welchen eine Kam mer geschaffen wird, nach aussen abgedich tet. Auch hier ist das Druckgefälle zwischen der Endstufe des zweiten Pumpensatzes und dem Innenraum des Gehäusemantels wieder um nur die Hälfte des Totaldruckes. Ob schon an dieser Stelle keine Leckverluste nach aussen auftreten können und auch noch die engen Lagerspiele einen Wasserdurchtritt beschränken, kann zur weiteren Verminde rung zusätzlich eine Stopfbüchse vorgesehen werden.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine aus zwei Pumpensätzen gebildete Hochdruckpumpe mit beidseitigem Wellenaustritt im Schnitt, Fig. 2 eine Detailvariante.
Es bezeichnet 1 den ersten und 2 den zweiten Pumpensatz, deren gegenflutig an geordnete Laufräder 3 und 3' auf einer ge meinsamen Welle 4 sitzen, also entgegenge- schaltet sind. Der Übertritt von einer Stufe zur nächsten erfolgt durch das Leitrad 5 und das Überströmstück 6. Die einzelnen Überströmstücke werden durch Zugbolzen 7 zusammengehalten, könnten aber auch in ein abgeschlossenes Gebäuse eingeschoben wer den.
Die Förderflüssigkeit tritt beim Saug deckel 8 ein und passiert hintereinander die Laufräder 3 des ersten Satzes und verlässt letzteren durch den Druckdeckel 9 und wird durch ein Rohr 10 zum Saugdeckel 11 des zweiten Pumpensatzes 2 geleitet, wobei in den Deckeln 9 und 11 der gleiche Druck, nämlich der halbe Totaldruck, herrscht.
Vom Saugdeckel <B>11</B> aus durchfliesst der Förderstrom in entgegengesetzter Richtung die Laufräder 3', Leiträder und Überström- stücke des zweiten Pumpensatzes, tritt in den Druckdeckel 12 und verlässt hier die Pumpe mit dem Enddruck.
Durch die Gegenschaltung der Laufräder 3 und 3' und deren Fixierung auf der Welle 4, werden die gegenseitigen Achsschübe theoretisch ausgeglichen. Kleine restliche Utngleichmässigkciten werden noch durch das Kugellager 13 aufgenommen, wel ches gleichzeitig auch zur Wellenlagerung dient und an dessen Stelle auch ein Kamm lager oder B9ockdrucklager verwendet wer den könnte.
14 ist das andere äussere Trag lager für die Welle 4.
Bei grossen Baulängen, d. b. hohen Stufenzahlen wird vorteilhaft auch noch in der Mitte des Aggregates ein Zwischenlager 15 angeordnet, welches flüssigkeitsgeschmiert ist.
Im Druckdeckel 12 ist eine Stopfbüchse 16 eingebaut, damit Durchtrittsverluste in die dusch einen Gehäusemantel 17 zwischen den beiden Pumpensätzen gebildete Kammer 18 möglichst gering ausfallen. Diese Stopf büchse kann bei Pumpenstillstand, durch Wegnahme der Verschlussdeckel 19 im Ge- häusemantel 17 nachgezogen werden.
Die Anordnung des Zwischenlagers 15 verhindert, selbst bei nicht nachgezogener Stopfbüchse 1ss, unzulässige Durchtrittsver- luste. Normalerweise herrscht im Raum 18 der gleiche Druck wie im Deckel 9. Das aus der Stopfbüchse 16 austretende Wasser ge nügt gerade zur Schmierung des Lagers 15. Wird nun der Wasseraustritt aus der Stopf büchse grösser als das Lager 15 zur Schmie- rung benötigt, so staut sich das Wasser in der Kammer 17, bis es den gleichen Druck erreicht, wie hinter dem letzten Laufrad des zweiten Satzes.
Da nun beiderseits der Stopf büchse gleiche Drücke herrschen, wird auto matisch die Durchtrittsmenge verkleinert, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die beidseitig zur Pumpe herausgeführte Welle in dem Kugellager 13, dem einstell baren Kugellager 14 und dem Zwischenlager 15 gelagert. Die äussere Stopfbüchse 20 steht nur unter dem halben Totaldruck, so dass selbst bei grossen Enddrücken dieselbe ver hältnismässig gut dicht zu halten ist.
Sind aber allerhöchste Totaldrücke zu bewältigen, so wird nach Fig. 2 die Wellen durchführung auf der Druckseits ganz weg gelassen. Der Druckdeckel, 11' ist dann aussen geschlossen und die Welle 4 in einem Gleit lager 21 geführt. Dieses Gleitlager ist flüs sigkeitsgeschmiert wie das Zwischenlager 15 und kann je nach Förderflüssigkeit aus Metallegierungen oder Gummi bestehen.
Iloehdr uek-Iir Eiselpumpe. The subject of the present invention bil det a multi-stage high pressure centrifugal pump, in which a completely lossless cancellation of the axial thrust is achieved and the load on the stuffing boxes can be reduced as a result of the particular flow direction of the conveying liquid.
In centrifugal pumps, several impellers are connected in series to overcome high delivery heads or pressures. These impellers have water entering on one side, so that an axial thrust is created towards the suction side. To abolish the ses A@hsials.chubes, a hydraulic relief device was previously placed after the last impeller. The pressurized water between the relief washers is released to the inlet pressure and the relief water is returned to the inlet connection.
This discharge water, which is always circulated, can represent large losses, especially at high pressure drops, and worsens the efficiency. Further disadvantages of the relief disks are, on the one hand, the power-consuming water friction work and, on the other hand, in the event of wear, in a shift of the rotor that further deteriorates the efficiency because the impellers and idlers no longer match in the axial direction. In addition, this displacement of the rotor can cause the running wheels to strip sideways and damage the internal parts.
In addition, the lifting of the axial thrust is possible by two opposing sets of running wheels on the same shaft, i.e. H. wheels arranged in the opposite direction, known, with two wheels each promoting in parallel.
In the pump according to the invention, where welc, her .die two sets work in series and the final pressure is reached in the middle part of the pump, a closed chamber is provided between the two Pum pensätze, which is laterally of the pressure covers of each of the two Pump sets is limited. In the case of long wavelengths, a bearing lubricated by the pumped liquid can be interposed in the middle for support. The entire pump unit can be set up both horizontally and vertically.
In the case of lower total delivery heads, the shaft is expediently led out of the pump at both ends, whereby the outer stuffing box of the second pump set is only under half the total pressure and is easy to seal, while at maximum pressures this outer stuffing box is expediently through an inner bearing the wave is completely eliminated.
The shaft passage between the first and second pump set is through a housing jacket. through which a chamber is created, sealed to the outside. Here, too, the pressure gradient between the output stage of the second pump set and the interior of the housing jacket is only half the total pressure. A stuffing box can also be provided for further reduction to ensure that no leakage to the outside can occur at this point and that the tight bearing clearances also restrict the passage of water.
In the accompanying drawings, two embodiments of the subject invention are shown.
Fig. 1 shows a high-pressure pump formed from two pump sets with shaft exit on both sides in section, Fig. 2 shows a detailed variant.
It denotes 1 the first and 2 the second pump set, whose impellers 3 and 3 'arranged in the opposite direction are seated on a common shaft 4, that is to say are switched in opposite directions. The transition from one stage to the next takes place through the stator 5 and the overflow piece 6. The individual overflow pieces are held together by tie bolts 7, but could also be pushed into a closed housing who the.
The delivery liquid enters the suction cover 8 and passes one behind the other the impellers 3 of the first set and leaves the latter through the pressure cover 9 and is passed through a pipe 10 to the suction cover 11 of the second pump set 2, the same pressure in the covers 9 and 11, namely half the total pressure prevails.
From the suction cover 11, the delivery flow flows in the opposite direction through the impellers 3 ', guide wheels and overflow pieces of the second pump set, enters the pressure cover 12 and here leaves the pump with the final pressure.
By switching the impellers 3 and 3 'in the opposite direction and fixing them on the shaft 4, the mutual axial thrusts are theoretically balanced. Small remaining uniformity are still taken up by the ball bearing 13, which also serves to support the shaft at the same time and in its place a comb bearing or a block thrust bearing could also be used.
14 is the other outer support bearing for shaft 4.
With large overall lengths, i. b. With a high number of stages, an intermediate bearing 15, which is fluid-lubricated, is advantageously also arranged in the middle of the unit.
A stuffing box 16 is built into the pressure cover 12 so that passage losses into the chamber 18 formed by a housing jacket 17 between the two pump sets are as low as possible. This stuffing box can be tightened when the pump is at a standstill by removing the cover 19 in the housing jacket 17.
The arrangement of the intermediate bearing 15 prevents impermissible passage losses, even if the stuffing box 1ss is not tightened. Normally the pressure in space 18 is the same as in the cover 9. The water exiting from the stuffing box 16 is just sufficient to lubricate the bearing 15. If the water exit from the stuffing box is larger than the bearing 15 is required for lubrication, it backs up the water in the chamber 17 until it reaches the same pressure as behind the last impeller of the second set.
Since the pressures on both sides of the stuffing box are the same, the flow rate is automatically reduced until a state of equilibrium is reached.
In the embodiment according to FIG. 1, the shaft led out on both sides to the pump is mounted in the ball bearing 13, the adjustable ball bearing 14 and the intermediate bearing 15. The outer stuffing box 20 is only under half the total pressure, so that the same can be kept relatively tight even at high end pressures.
But if the very highest total pressures have to be dealt with, according to FIG. 2, the shaft implementation on the pressure side is completely left out. The pressure cover 11, 11 'is then closed on the outside and the shaft 4 is guided in a sliding bearing 21. This plain bearing is fluid-lubricated like the intermediate bearing 15 and can consist of metal alloys or rubber, depending on the fluid being pumped.