CH669979A5

CH669979A5 -

Info

Publication number: CH669979A5
Application number: CH1779/86A
Authority: CH
Inventors: Stephen Medgyesy; Fernando Bermudez
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1989-04-28
Also published as: EP0248104A1; US4778334A; DE3667525D1; EP0248104B1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem in ein radial ungeteiltes Gehäuse axial einschiebbaren Innenblock, der zwei gegeneinander gerichtete mehrstufige Teilblöcke zur Bildung von zwei unabhängigen Teilpumpen enthält, wobei der Durchmesser des antriebsseitigen Teilblockes kleiner ist als die Gehäusebohrung des antriebsfernen Teilblockes, und wobei weiterhin der grösste Aussendurchmesser des antriebsseitigen Pumpenlagers kleiner ist als der kleinste Durchmesser der den Innenblock aufnehmenden Gehäusebohrung.

Eine Kreiselpumpe der vorstehend genannten Art ist bekannt aus der CH-A 637 185. Bei dem Innenblock der bekannten Konstruktion, der als Ganzes axial von einer Seite in das Gehäuse eingeschoben wird, werden die beiden Teilblöcke von der Mitte aus zu dem Ende hin aufgebaut. Dies bedingt, dass die Laufräder auf die Welle nur aufgeschoben und verkeilt, aber nicht aufgeschrumpft werden können, da beim antriebsfernenTeilblock die Laufradrückseite, auf der sich der Nabenbereich des Schrumpfsitzes befindet, nicht mehr für eine Erwärmung zugänglich ist.

Sollen derartige Pumpen für hohe Drücke - beispielsweise grösser 200 bar - und/oder hohe Drehzahlen - beispielsweise grösser 300 U/min - verwendet werden, so ist ein Aufschrumpfen der Laufräder aus Festigkeits- und rotordynamischen Gründen praktisch eine zwingende Notwendigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Konstruktion so zu gestalten, dass die Verwendung von auf die Welle aufgeschrumpften Laufrädern möglich wird. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die von der antriebsfernen Seite her montierten Laufräder auf die Welle aufgeschrumpft sind, wofür der Wellendurchmesser zwischen den Teilblöcken durch einen stufenförmigen Absatz für den antriebsfernen Teilblock reduziert ist, und sich die ringförmigen Schrumpfsitzbereiche der Laufräder dieses Teilblockes auf deren Saugseite befinden, ferner dadurch, dass auf dem Umfang des letzten Stufenleitrades des antriebsseitigen Teilblockes alternierend mit diesen Teilblock zusammenhaltenden axialen Zugbolzen in Ausnehmungen Schraubenbolzen und Muttern angeordnet sind, die den antriebsseitigen Teilblock und ein die beiden Teilpumpen trennendes Mittelstück relativ zueinander fixieren.

Auf diese Weise wird es möglich, den Innenblock so zu konstruieren, dass er vom antriebsseitigen Ende her in einer Richtung aufgebaut werden kann. Die Reduktion des Wellendurchmessers für den antriebsfernen Teilblock ermöglicht es, die radiale Dicke der einlaufseitigen Nabe der in diesem Teilblock vorhandenen Laufräder zu verstärken, ohne zwangsweise dadurch die hydraulischen Kenndaten -wie den Laufraddurchmesser und die spezifische Drehzahl bzw. Radform-Kennzahl - zu ändern. Durch die radiale Verstärkung ist es möglich, den Bereich des Schrumpfsitzes auf die Einlaufseite des Laufrades zu verlegen, so dass die Zugänglichkeit für die Aufheizung des Schrumpfbereiches gewährleistet ist.

Die Reduktion des Wellendurchmessers wird, besonders bei vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die beiden Teilblöcke hydraulisch gleich ausgebildet sind, dadurch ermöglicht, dass die von der Welle auf die antriebsferne Teilpumpe zu übertragende Antriebsleistung nur noch die Hälfte der Gesamtleistung beträgt.

Weiterhin erfordert der Aufbau von einer Seite her, dass die Zugbolzen die die Teilblöcke zusammenhalten, ebenfalls von der antriebsfernen Seite her «eingefädelt» werden; das dabei auftretende Problem der Verbindung des antriebsseitigen Teilblockes mit dem Mittelstück wird durch die in Ausnehmungen versenkten Schraubenbolzen zwischen dem Mittelstück und dem letzten Stufengehäuse des antriebsseitigen Teilblockes und den zugehörigen Muttern gelöst, die von dem äusseren Umfang des Blockes aus angezogen werden.

Da die beiden Teilpumpen - abgesehen von der Drehzahl -unabhängig voneinander sind, können sie in Serie zur Erhöhung der Förderhöhe bei gleichbleibender Fördermenge oder parallel zueinander zur Erhöhung der Fördermenge bei gleichbleibender Förderhöhe zusammengeschaltet werden. Es ist jedoch auch möglich, bei Vorhandensein eines entsprechenden Druckwasservorrats eine der Teilpumpen als Turbine zum Antrieb der anderen Teilpumpe zu nutzen.

Da selbstverständlich für die beiden Teilpumpen unterschiedliche hydraulische Auslegungen möglich sind, kann man nach der ersten Teilpumpe die geförderte Menge teilen und eine Teilmenge einer Nutzung zuführen, während die andere in der zweiten Teilpumpe auf ein zweites höheres Druckniveau gebracht wird. Hierfür ist es konstruktiv einfach und platzsparend, wenn beide Teilblöcke mindestens für eine Teilmenge durch einen gehäuseinternen Strömungsweg in Serie miteinander verbunden sind, wofür an das Stufenleitrad der letzten Stufe des antriebsseitigen Teil2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

669979

blockes für den Abzug einer Teilmenge ein Druckstutzen angeschlossen sein kann, dessen Strömungsquerschnitt einstellbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erörtert.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine erste Ausführungsform der neuen Pumpe, bei der die beiden Teilpumpen hydraulisch gleich ausgelegt sind ;

Fig. 2 ist in gleicher Darstellung - jedoch mit in Umfangs-richtung um einen Winkel II/6 gegenüber Fig. 1 versetzter Schnittebene - ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die linke und die rechte Teilpumpe in ihren hydraulischen Auslegungen unterschiedlich sind, da in der zweiten Teilpumpe nur noch eine Teilmenge des die erste Teilpumpe durchsetzenden Fördermittels gefördert wird;

Fig. 3 ist ein vergrössertes Detail A aus Fig. 1 ; während

Fig. 4 den Schnitt IV-IV von Fig. 3 wiedergibt.

Nach Fig. 1 befindet sich in einem axial ungeteilten Gehäuse 1 einer Pumpe ein Innenblock 2 mit einem linksläufigen Teilblock 3 und einem rechtsläufigen Teilblock 4; die Laufräder 7 bzw. 8 beider Teilblöcke 3 und 4 sind erfindungs-gemäss auf die Antriebswelle 13 aufgeschrumpft, die beidseitig in Lagern 14 bzw. 15 gelagert ist.

Beide Teilblöcke 3 und 4 bilden zwei getrennte, abgesehen von der gemeinsamen Antriebswelle 13 voneinander unabhängige Teilpumpen I bzw. II. Jedem der Teilblöcke 3 und 4 ist daher am Gehäuse 1 ein eigener Saug- bzw. Druckstutzen 5 bzw. 6 zugeordnet.

Bei den Laufrädern 7 des linken antriebsseitigen Teilblockes 3, in dessen Bereich der Wellendurchmesser D3, der gleichzeitig der Nabendurchmesser der Laufräder 7 ist, erfin-dungsgemäss grösser ist als derjenig D4 im antriebsfernen Teilblock 4, befindet sich der Schrumpfsitz-Bereich 9 der Lauf räder 7 auf deren Rückseite. Zwischen den beiden Teilblöcken 3 und 4 hat die Welle 13 einen stufenförmigen Absatz 40, an dem eine Drosselbüchse 41 anliegt.

Aufgrund des geringeren Wellendurchmessers D4 im Teilblock 4 können die Naben der Laufräder 8 auf der Einlaufseite radial dicker ausgeführt werden als die einlaufseitigen Naben der Laufräder 7, um im Teilblock 4 den gleichen Durchmesser D3 zu erreichen, der eine der Kenndaten für die hydraulische Auslegung der beiden Teilpumpen I und II bildet. Die hydraulischen Kenndaten sollen, wie bereits erwähnt, bei der Pumpe nach Fig. 1 für beide Teilblöcke 3 und 4 bzw. Teilpumpen I und II gleich sein; daher sind bei ihnen auch die Aussendurchmesser Di der Laufräder 7 und 8 und deren Breiten bei sich entsprechenden Stufen für beide Teilblöcke 3 und 4 gleich.

Die radial dickeren Nabenbereiche der Lauf räder 8 erlauben es, bei ihnen den Schrumpfsitz-Bereich 10 an ihrer Einlauf seite vorzusehen.

Die Statorteile des Teilblockes 3, bestehend aus einem Einlaufgehäuse 26, Stufengehäusen 11 und Leitapparaten 12, sowie des Teilblockes 4, bestehend aus Stufengehäusen 11 und Leitapparaten 12 - wobei das Austrittsleitrad der letzten Stufe jedes Teilblockes 3 bzw. 4 mit 12a bezeichnet ist -, werden von Zugbolzen 20 bzw. 21 und Muttern 18 (Fig. 2) bzw. 19 zusammengehalten ; sind sie darüberhinaus mit einem Mittelstück 22 verbunden, das in einer Bohrung 23 im Gehäuse 1 zentriert ist. Während die Zugbolzen 21 des antriebsfernen Teilblockes 4 einfach in ein ensprechendes Gewinde im Mittelstück 22 eingeschraubt werden, halten die Zugbolzen 20 - wegen der Forderung, dass der Innenblock 2

vollständig von der Antriebsseite her in einer Richtung aufbaubar sein soll - nur den Teilblock 3 in sich zusammen. Die Verbindung vom letzten Stufenleitrad 12a des Teilblockes 3 zum Mittelstück 23 erfolgt mittels separater Schraubenbolzen 16 und Muttern 17, die auf dem Umfang des Stufenleitrades 12a alternierend mit den Zugbolzen 20 in Ausnehmungen 28 bzw. 30 (Fig. 4) angeordnet sind, wie später noch ausführlicher beschrieben wird.

Das antriebsferne Lager 15 ist über einen Deckel 24 vom Gehäuse 1 getragen, der durch eine Art Bajonettverschluss 25 gehalten und mit Hilfe eines Flanschringes 29 abgedichtet ist (DE-C 3 410 931). Auf der anderen Seite wird das Lager 14 durch das Einlaufgehäuse 26 getragen, das in einer Bohrung 27 im Gehäuse 1 zentriert ist und gleichzeitig den antriebsseitigen Deckel des Gehäuses 1 bildet. Zwischen der Welle 13 und dem Deckel 24 bzw. 26 sind nur schematisch angedeutete mechanische Dichtungen 37 konventioneller Konstruktion angeordnet.

Die Pumpe wird von einer nicht gezeigten Antriebsmaschine, z. B. einem Elektromotor, angetrieben, die mittels einer Kupplung 31 mit der Pumpenwelle 13 verbunden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die hydraulischen Kenndaten der Teilpumpen I und II verschieden voneinander; daher haben die Laufräder 32 der antriebsfernen Teilpumpe II einen von dem Durchmesser D3 verschiedenen Nabendurchmesser Ds. Ebenso sind ihre Aussendurchmesser D2 und ihre Breiten gegenüber denjenigen der Laufräder 8 bzw. 7 verändert. Die unterschiedlichen hydraulischen Kenndaten (Lauf radnaben- und -Aussendurchmesser, Rad-form-Kennzahl) sind erforderlich, weil die Pumpe nach Fig. 2 so ausgelegt ist, dass nach der ersten Teilpumpe I eine Aufteilung der Fördermenge und eine weitere Druckerhöhung nur für eine Teilmenge erfolgen sollen. An den Ringraum 33 des letzten Stufenleitrades 12a des Teilblockes 3 ist daher zum einen ein Druckstutzen 34 für den Abzug eines Teiles der von diesem Teilblock 3 geförderten Menge angeschlossen und zum anderen ein im Gehäuse 1 verlaufender innerer Strömungsweg 35 für eine weitere Druckerhöhung der anderen Teilmenge des Fördermittels durch eine interne Serienschaltung der Teilpumpe II zur Teilpumpe I vorhanden. Die geforderte Aufteilung der Teilmengen auf die beiden Strömungswege kann mit Hilfe einer einstellbaren oder regelbaren Drosseleinrichtung in der an den Druckstutzen 34 anschliessenden Druckleitung erfolgen, was nicht ausdrücklich gezeigt ist.

Wie Fig. 3 und 4 erkennen lassen, sind auf dem Umfang des Leitrades 12a der letzten Stufe des Teilblockes 3 in gleich-massigen Winkelabständen von n/6 die Ausnehmungen 28 und 30 verteilt. In den Ausnehmungen 28 enden Schraubenbolzen 16, die zum einen in das Mittelstück 22 eingeschraubt sind und zum anderen durch Muttern 17 mit dem Stufenleitrad 12a verbunden sind. Die Ausnehmungen 30 nehmen die antriebsfernen Enden der Zugbolzen 20 auf, die über Muttern 18 des Stator des Teilblockes 3 zusammenhalten.

Die Montage kann dabei beispielsweise so erfolgen, dass nach Aufbau und Fixierung des Teilblockes 3 das Mittelstück 22, in das die Schraubenbolzen 16 bereits eingeschraubt sind, in Bohrungen 36 (Fig. 3) des Stufenleitrades 12a des Teilblockes 3 eingeführt und von der Peripherie her mit Hilfe der Muttern 17 fixiert werden. Sind der Teilblock 3 und das Mittelstück 22 fest miteinander verbunden, so kann der schrittweise Aufbau des Teilblockes 4 durchgeführt werden, wobei erfindungsgemäss die Laufräder 8 bzw. 32 im Schrumpfsitz-Bereich 10 an ihrer antriebsabgewandten Einlaufseite erwärmt werden.

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

B

3 Blatt Zeichnungen

Claims

669979 PATENTANSPRÜCHE

1. Kreiselpumpe mit einem in ein radial ungeteiltes Gehäuse axial einschiebbaren Innenblock, der zwei gegeneinander gerichtete mehrstufige Teilblöcke zur Bildung von zwei unabhängigen Teilpumpen enthält, wobei der Durchmesser des antriebsseitigen Teilblockes kleiner ist als die Gehäusebohrung des antriebsfernen Teilblockes, und wobei weiterhin der grösste Aussendurchmesser des antriebsseitigen Pumpenlagers kleiner ist als der kleinste Durchmesser der den Innenblock aufnehmenden Gehäusebohrung, dadurch gekennzeichnet, dass die von der antriebsfernen Seite her montierten Laufräder (7,8 ; 32) auf die Welle (13) aufgeschrumpft sind, wofür der Wellendurchmesser (D3) zwischen den Teilblöcken (3 und 4) durch einen stufenförmigen Absatz (40) für den antriebsfernen Teilblock (4) reduziert (D4) ist, und sich die ringförmigen Schrumpfsitz-Bereiche (10) der Laufräder (8,32) dieses Teilblockes (4) auf deren Saugseite befinden, ferner dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Umfang des letzten Stufenleitrades (12a) des antriebsseitigen Teilblockes (3) alternierend mit diesen Teilblock zusammenhaltenden axialen Zugbolzen (20) in Ausnehmungen (28) Schraubenbolzen (16) und Muttern (17) angeordnet sind, die den antriebsseitigen Teilblock (3) und ein die beiden Teilpumpen (I, II) trennendes Mittelstück (22) relativ zueinander fixieren.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussen- und Nabendurchmesser (Di, D3) der Laufräder (7,8) und die spezifischen Drehzahlen (ng) beider Teilblöcke (3,4) gleich sind.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teilblöcke (3,4) mindestens für eine Teilmenge durch einen gehäuseinternen Strömungsweg (35) in Serie miteinander verbunden sind.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an das Stufenleitrad (12a) der letzten Stufe des antriebsseitigen Teilblockes (3) für den Abzug einer Teilmenge ein Druckstutzen (34) angeschlossen ist, dessen Strömungsquerschnitt einstellbar ist.

5. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussen- und/oder der Nabendurchmesser (Di, D2; D3, D5) der Laufräder (7,32) und/oder die spezifischen Drehzahlen (ng) in beiden Teilblöcken (3,4) verschieden sind.