Entlastungseinrichtung an Hochdruck-Kreiselpumpen mit Schubringen Bei Kreiselpumpen üblicher Bauart wird der von den Laufrädern herrührende Axialschub durch Ent- I'astungsscheiben aufgenommen, die entweder über Gewindebüchsen oder über Schubringe auf der Pum penwelle abgestützt sind. Diese zweckdienlichen Be festigungseinrichtungen sind jedoch bei Kreiselpum pen für sehr hohe Drücke .den auftretenden Axia1- kräften, wie sie insbesondere bei Kesselspeisepumpen vorkommen, nicht mehr gewachsen.
Dies gilt auch, wenn zur Übertragung des Axialschubes auf die Welle ein in einer Wellennut gelagerter, zweiteiliger Schub ring benutzt wird, da die Nut mit Rücksicht auf die Kerbwirkung nur mit begrenzter Tiefe ausgeführt werden darf. Die zulässige Flächenpressung würde an der Abstützschulter weit überschritten werden.
Es ist zwar auch, eine Kreiselpumpe bekannt geworden, bei deren Axialschub-Entlastungscinrich- tung eine Aufteilung des axialen Schubes auf mehrere hiatereinandergeschaltete Entlastungsscheiben mit re lativ kleiner Druckdifferenz zu beaufschlagen und so die Verschleissmöglichkeit infolge Erosion herabzuset zen.
Des weiteren ist eine Axialschubaufteilung auf zwei Entlastungsscheiben von unterschiedlicher Grösse bekannt, was unabhängig von der Abnützung eine gleichbleibende Entlastungswassermenge gewährlei sten soll. Die oben genannten Nachteile werden durch diese beiden Ausführungen jedoch nicht vermieden.
Die Erfindung überwindet nun diese Schwierig keiten durch eine Entlastungseinrichtung an Hoch druckkreiselpumpen, durch welche der von einer Ent- Iastungsscheibe aufgenommene Axialschub mit Hilfe in Ringnuten der We11e liegender zweiteiliger Schub ringe auf diese übertragen wird-, wobei der in ihrer Lage gegenüber der Welle festliegenden,
sich gegen einen Schubring abstützenden Entlastungsscheibe ein ihr gegenüber axial bewegliches Hilfsglied vor- oder nachgeschaltet ist, welches einen Teil des Axial'- schubes auf einen weiteren Schubring überträgt, und das axial bewegliche Hilfsglied an der Entlasaungs- scheibe derart geführt und ihr gegenüber abgedichtet ist, dass zwischen diesen beiden Teilen ein Raum ge bildet wird, in welchem durch entsprechende Boh rungen der Druck hinter oder vor der Entlastungs scheibe herrscht.
Es wird hierdurch in vorteilhafter Weise erreicht, dass nur die Entlastungsscheibe den Pumpenläufer axial fixiert, während das Hilfsglied sich innerhalb des vorgesehenen Axialsgieles zur Ent lastungsscheibe beliebig einstellen kann, ohne dass die Schubaufteilung sich hierdurch ändert.
Die Durch messer der Teile werden zweckmässig, soweit sie :einen Einfluss darauf haben, derart gewählt, d'ass beide Teile etwa je den halben Gesamtschub auf die ihnen zu geordheten Schubringe übertragen.
Die Anordnung beider Teile kann .so getroffen werden, dass die Entlastungsscheibe einen zyliindri- schen Ansatz aufweist, über den das hierfür mit einem hUsenfflrmigen Fortsatz versehene, axial verschieb bare Hilfsglied greift.
Der innere Ringraum zwischen Wellenschutzhülse und Entlastun:gsscheibenansatz ist in diesem Falle mit dem Entspannungsraum hinter der Entlastungsscheibe durch Längsbohrungen in der Ent lastungsscheibe verbunden. Um das Eindringen von Druckwasser in den inneren Ringraum zu verhindern, kann das Hilfsglied mit einer Wellenschutzbüchse ver einigt sein, die die Welle abdichtend umgibt.
Bei einer anderen Ausführungsform dient ein hin- ter der Entlastungsscheibe eingebautes Zwischenstück zur Teilschubübertragung. Bei dieser Anordnung die nen die in der Entlastungsscheibe angebrachten, axia len Bohrungen dazu, den vor der Entlastungsscheibe herrschenden Druck auch auf das Zwischenstück wir ken zu lassen.
Die Übertragung des. Axialschubes von dem als Hilfsglied dienenden Zwischenstück auf die Welle geschieht hier ebenfalls über einen Schubring. Die Abdichtung des Zwischenstückes gegen die Pum penwelle erfolgt gleithfalls durch vor dem Schubring eingelegte Dichtungen, und das Zwischenstück besitzt gegenüber dem anderen, die Entlastungsscheibe ab stützenden Schubring ausreichendes axiales Spiel.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsformen der Entlastungseinrichtung gemäss der Erfindung im Schnitt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sitzt auf der Welle 1, die durch eine Passfeder 2 gegen DTe- hung gesicherte, mit einem zylindrischen Ansatz 3 und mit Druckausgleichbohrungen 4 versehene En.t- lastwngsscheibe 5.
Gegen den zylindrischen Ansatz 3 der Entlastungsscheibe 5 dichtet der hohlzylindrische Ansatz 7 des auf der Welle mit einer Passfed'er 8 gegen Drehbewegung gesicherten Hilfsgliedes 6 mit der Welilenschutzbüchse 14. Die Runddichtung 9 ver hindert das Eindringen von Druckwasser in den Raum 10. Die zweiteiligen Schubringe 11 und 12 übertra gen den von der Entlastungsscheibe 5 und dem Hilfs glied 6 aufgenommenen Axialschub auf die Welle 1.
Das Durchströmen von Druckflüssigkeit zwischen Welle und Wel!lenschutzhül:se wird durch die Rund gummidichtung 13 verhindert. Für das Hilfsglied er gibt sich die durch Schub beaufschl'agte Fläche aus dz dl und für die Entlastungsscheibe aus d3-d- Das Hilfsglied 6 überträgt den Axialschubanteil:
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während die Entlastungsscheibe selbst den Restschub übernimmt.
Hierbei ist p2 der von dem Pumpendruck p1 durch den Wellen spalt herabgedrosselte Druck vor der Entlastungs einrichtung, p3 der Entspannungsdruck hinter der Entlastungs einrichtung, dl der Wellendurchmesser, d@ der Abdichtungsdurchmesser zwischen Hilfsglied 6 und Entlastungsscheibe 5 und d3 der Austrittsdurchmesser des Entlastungswassers an der Entlastungsscheibe 5.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Er findung. Hier sitzt das Hilfsglied 6 in einer hohlzylin- dnischen Öffnung der mit Bohrungen 4 versehenen Entlastungsscheibe 5. Die Runddichtung 9 und die Runddichtung 13 verhindern das Austreten des durch die Bohrung 4 in den Raum 10 eingetretenen Druck wassers in den entspannten Raum hinter der Ent lastungsscheibe. Die Schubringe 11 und 12 dienen auch hier zur Übertragung der Axialkräfte auf die Welle 1.
Die mit Schub beaufschlagte Fläche der Ent lastungsscheibe ergibt sich hier gleichfalls aus d3 d, und diejenige des Hilfsgliedes aus d; dl.
Relief device on high-pressure centrifugal pumps with thrust rings In conventional centrifugal pumps, the axial thrust from the impellers is absorbed by relief disks, which are supported either by threaded bushings or by thrust rings on the pump shaft. However, in centrifugal pumps for very high pressures, these useful fastening devices are no longer able to cope with the axial forces that occur, as occur in particular with boiler feed pumps.
This also applies if a two-part thrust ring mounted in a shaft groove is used to transmit the axial thrust to the shaft, as the groove may only be made with a limited depth in view of the notch effect. The permissible surface pressure would be far exceeded on the support shoulder.
A centrifugal pump has also become known in which the axial thrust is distributed among several successively connected relief disks with relatively small pressure differences and so the possibility of wear due to erosion is reduced.
Furthermore, an axial thrust distribution on two relief discs of different sizes is known, which should guarantee a constant amount of relief water regardless of wear and tear. However, these two versions do not avoid the disadvantages mentioned above.
The invention overcomes these difficulties by a relief device on high-pressure centrifugal pumps, through which the axial thrust absorbed by a relief disc is transmitted to these with the help of two-part thrust rings located in the grooves of the shafts, whereby the thrust rings that are fixed in their position relative to the shaft,
An auxiliary member which is axially movable relative to it and which transfers part of the axial thrust to a further thrust ring is connected upstream or downstream of a relief disk supporting itself against a thrust ring, and the axially movable auxiliary member is guided on the relief disk in such a way and is sealed off from it, that a space is formed between these two parts, in which the pressure behind or in front of the relief disc prevails through appropriate holes.
It is hereby achieved in an advantageous manner that only the relief disc axially fixes the pump rotor, while the auxiliary member can adjust as desired within the intended Axialsgieles to the Ent relief disc without the thrust distribution changing as a result.
The diameters of the parts are expediently chosen, insofar as they: have an influence on it, in such a way that both parts transmit about half the total thrust to the thrust rings to be ordered.
The two parts can be arranged in such a way that the relief disk has a cylindrical attachment over which the axially displaceable auxiliary member, provided for this purpose with a sleeve-shaped extension, engages.
In this case, the inner annular space between the shaft protecting sleeve and the relief washer attachment is connected to the relief space behind the relief disc through longitudinal bores in the relief disc. In order to prevent the penetration of pressurized water into the inner annulus, the auxiliary member can be united with a shaft protection sleeve which surrounds the shaft in a sealing manner.
In another embodiment, an intermediate piece installed behind the relief disk is used to transmit partial thrust. In this arrangement, the axia len bores attached to the relief disc allow the pressure prevailing in front of the relief disc to also act on the intermediate piece.
The transmission of the axial thrust from the intermediate piece, which serves as an auxiliary member, to the shaft also takes place here via a thrust ring. The sealing of the intermediate piece against the Pum penwelle is carried out slidingly by seals inserted in front of the thrust ring, and the intermediate piece has sufficient axial play relative to the other, the thrust ring supporting the relief disc.
1 and 2 show embodiments of the relief device according to the invention in section.
In the embodiment according to FIG. 1, the shaft 1 is seated on the shaft 1 by the tension disk 5, secured against dilation by a feather key 2, with a cylindrical extension 3 and pressure equalization bores 4.
Against the cylindrical extension 3 of the relief disk 5, the hollow cylindrical extension 7 of the auxiliary member 6 secured against rotation on the shaft with a feather key 8 seals with the shaft protection sleeve 14. The round seal 9 prevents the penetration of pressurized water into the space 10. The two-part thrust rings 11 and 12 transmit the axial thrust received by the relief disk 5 and the auxiliary member 6 to the shaft 1.
The flow of hydraulic fluid between the shaft and the shaft protection sleeve is prevented by the round rubber seal 13. For the auxiliary link, the area acted upon by the thrust is given by dz dl and for the relief disc as d3-d- The auxiliary link 6 transmits the axial thrust component:
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while the relief disc itself takes over the remaining thrust.
Here, p2 is the pressure reduced by the pump pressure p1 through the shaft gap in front of the relief device, p3 the relief pressure behind the relief device, dl the shaft diameter, d @ the sealing diameter between auxiliary member 6 and relief disc 5 and d3 the outlet diameter of the relief water at the relief disc 5.
Fig. 2 shows another embodiment of the invention. Here the auxiliary member 6 sits in a hollow cylindrical opening of the relief disc 5 provided with holes 4. The O-ring 9 and the O-ring 13 prevent the pressurized water that has entered the space 10 through the hole 4 from escaping into the relaxed space behind the relief disc. The thrust rings 11 and 12 are also used here to transmit the axial forces to the shaft 1.
The thrust-loaded surface of the Ent load disc results here also from d3 d, and that of the auxiliary link from d; dl.