Entlastungseinrichtung für Hochdruck-Kreiselpumpen mit Schubringen
Bei Kreiselpumpen üblicher Bauart wird der von den Laufrädern herrührende Axialschub
durch Entlastungsscheiben aufgenommen, die entweder über Gewindebüchsen oder über
Schubringe auf der Pumpenwelle abgestützt sind. Diese zweckdienlichen Befestigungseinrichtungen
sind jedoch bei Kreiselpumpen für sehr hohe Drücke den auftretendenAxialkräften,
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 Schubring 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.Relief device for high pressure centrifugal pumps with thrust rings
In the case of centrifugal pumps of the usual type, the axial thrust from the impellers is reduced
added by relief washers, which either via threaded bushings or via
Thrust rings are supported on the pump shaft. These appropriate fasteners
However, the axial forces that occur in centrifugal pumps for very high pressures
As they occur in particular with boiler feed pumps, no longer grown: This
also applies if a shaft groove is used to transmit the axial thrust to the shaft
stored two-part thrust ring is used, as the groove with regard to the
Notch effect may only be carried out with a limited depth. The permissible surface pressure
would be exceeded by far at the support shoulder.
Es ist zwar auch eine Kreiselpumpe bekanntgeworden, bei deren Axialschubeinrichtung
eine Aufteilung des axialen Schubes auf mehrere hintereinandergeschaltete Entlastungsscheiben
erfolgt zu dem Zwecke, die einzelnen Entlastungsscheiben mit relativ kleiner Druckdifferenz
zu beaufschlagen und so die Verschleißmöglichkeit infolge Erosion herabzusetzen.
Des weiteren, ist eine Axialschubaufteilung auf zwei Entlastungsscheiben von unterschiedlicher
Größe bekannt, was unabhängig von der Abnutzung eine gleichbleibende Entlastungswassermenge
gewährleisten soll. Die obengenannten Nachteile werden durch diese beiden Ausführungen
jedoch nicht vermieden.It is true that a centrifugal pump has also become known with its axial thrust device
a division of the axial thrust on several relief disks connected in series
takes place for the purpose, the individual relief discs with a relatively small pressure difference
to act on and thus reduce the possibility of wear due to erosion.
Furthermore, an axial thrust distribution between two relief disks is different
Size is known, which means a constant amount of discharge water regardless of wear and tear
to ensure. The above disadvantages are alleviated by these two designs
but not avoided.
Die Erfindung überwindet nun diese Schwierigkeiten durch eine Entlastungseinrichtung
für Hochdruck-Kreiselpumpen, durch welche der von einer Entlastungsscheibe aufgenommene
Axialschub mit Hilfe in Ringnuten der Welle liegender zweiteiliger Schubringe 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 Axialschubes
auf einen weiteren Schubring überträgt, und das axial bewegliche Hilfsglied an der
Entlastungsscheibe derart geführt und ihr gegenüber abgedichtet ist, daß zwischen
diesen beiden Teilen ein Raum gebildet wird, in welchem durch entsprechende Bohrungen
der Druck hinter oder vor der Entlastungsscheibe herrscht. Es wird hierdurch in
vorteilhafter Weise erreicht, daß nur die Entlastungsscheibe den Pumpenläufer axial
fixiert, während das Hilfsglied sich innerhalb des vorgesehenen Axialspieles zur
Entlastungsscheibe beliebig einstellen kann, ohne daß die Schubaufteilung sich hierdurch
ändert. Die Durchmesser der Teile werden zweckmäßig, soweit sie einen Einfluß darauf
haben, derart gewählt, daß beide Teile etwa je den halben Gesamtschub auf die ihnen
zugeordneten Schubringe übertragen.The invention overcomes these difficulties by means of a relief device
for high pressure centrifugal pumps, through which the absorbed by a relief disc
Axial thrust with the help of two-part thrust rings located in the annular grooves of the shaft
this is transmitted, whereby the fixed position in relation to the shaft,
Relief disk supported against a thrust ring is axially opposite to it
movable auxiliary member is connected upstream or downstream, which is part of the axial thrust
transmits to another thrust ring, and the axially movable auxiliary member on the
Relief disk so guided and sealed against her that between
these two parts a space is formed in which by corresponding holes
the pressure is behind or in front of the relief disc. This makes it into
advantageously achieved that only the relief disc axially the pump rotor
fixed, while the auxiliary member is within the intended axial play to
Relief disk can be adjusted as desired without the thrust distribution thereby
changes. The diameters of the parts are appropriate insofar as they have an influence on it
have chosen such that both parts each have about half the total thrust on them
assigned thrust rings.
Die Anordnung beider Teile kann so getroffen werden, daß die Entlastungsscheibe
einen zylindrischen Ansatz erhält, über den das hierfür mit einem hülsenförmigen
Fortsatz versehene, axial verschiebbare Hilfsglied greift. Der innere Ringraum zwischen
Wellenschutzhülse und Entlastungsscheibenansatz ist in diesem Falle mit dem Entspannungsraum
hinter der Entlastungsscheibe durch Längsbohrungen in der Entlastungsscheibe verbunden.
Um das Eindringen von Druckwasser in den inneren Ringraum zu verhindern, kann das
Hilfsglied mit einer Wellenschutzbüchse vereinigt sein, die die Welle abdichtend
umgibt.The arrangement of both parts can be made so that the relief disc
receives a cylindrical approach over which this is done with a sleeve-shaped
Extension provided, axially displaceable auxiliary link engages. The inner annulus between
In this case, the shaft protection sleeve and relief washer attachment is with the expansion space
connected behind the balancing disc through longitudinal bores in the balancing disc.
In order to prevent the penetration of pressurized water into the inner annulus, this can
Auxiliary link can be combined with a protective shaft sleeve that seals the shaft
surrounds.
Bei einer anderen Ausführungsform dient ein hinter der Entlastungsscheibe
eingebautes Zwischenstück zur Teilschubübertragung. Bei dieser Anordnung dienen
die in der Entlastungsscheibe angebrachten axialen Bohrungen dazu, den vor der Entlastungsscheibe
herrschenden Druck auch auf das Zwischenstück wirken 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
Pumpenwelle erfolgt gleichfalls durch vor dem Schubring eingelegte Dichtungen, und
das Zwischenstück besitzt gegenüber dem anderen, die Entlastungsscheibe abstützenden
Schubring ausreichendes axiales Spiel.In another embodiment, one is used behind the relief disc
built-in intermediate piece for partial thrust transmission. Serve in this arrangement
the axial bores made in the balancing disc to the one in front of the balancing disc
to let the prevailing pressure also act on the intermediate piece. The transfer
of the axial thrust from the intermediate piece, which serves as an auxiliary link, onto the shaft
here also via a thrust ring. The sealing of the intermediate piece against the
The pump shaft is also carried out by seals inserted in front of the thrust ring, and
the intermediate piece has opposite the other, the relief disc supporting
Thrust ring sufficient axial play.
Die Abb. 1 und 2 zeigen Ausführungsformen der Erfindung im Schnitt.Figs. 1 and 2 show embodiments of the invention in section.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 sitzt auf der Welle 1 die durch
eine Paßfeder 2 gegen Drehung gesicherte, mit einem zylindrischen Ansatz 3 und mit
Druckausgleichsbohrungen 4 versehene Entlastungsscheibe 5. Gegen den zylindrischen
Ansatz 3 der Entlastungsscheibe 5 dichtet der hohlzylindrische Ansatz 7 des auf
der Welle mit einer Paßfeder 8 gegen Drehungs-
Bewegung gesicherten
Hilfsgliedes 6 mit der Wellenschutzbüchse 14. Die Runddichtung 9 verhindert das
Eindringen von Druckwasser in den Raum 10. Die zweiteiligen Schubringe 11
und 12 übertragen den von der Entlastungsscheibe 5 und dem Hilfsglied 6 aufgenommenen
axialen Schub auf die Welle 1. Das Durchströmen von Druckflüssigkeit zwischen Welle
und Wellenschutzhülse wird durch die Rundgummidichtung 13 verhindert. Für das Hilfsglied
ergibt sich die durch Schub beaufschlagte Fläche aus d2-dl und für die Entlastungsscheibe
aus d3-d2. Das Hilfsglied 6 überträgt den Axialschubanteil
während die Entlastungsscheibe selbst den Restschub übernimmt. Hierbei ist der von
dem Pumpendruck p1 durch den Wellenspalt herabgedrosselte Druck vor der Entlastungseinrichtung,
P3 der Entspannungsdruck hinter der Entlastungseinrichtung, dl der Wellendurchmesser,
d2 der Abdichtungsdurchmesser zwischen Hilfsglied 6 und Entlastungsscheibe 5 und
d3 der Austrittsdurchmesser des Entlastungswassers an der Entlastungsscheibe 5.In the embodiment according to Fig. 1 sits on the shaft 1 secured against rotation by a feather key 2, provided with a cylindrical extension 3 and pressure compensation bores 4 5. The hollow cylindrical extension 7 of the on the seals against the cylindrical extension 3 of the relief disk 5 Shaft with a feather key 8 secured against rotation movement 6 with the shaft protection sleeve 14. The O-ring 9 prevents the penetration of pressurized water into the space 10. The two-part thrust rings 11 and 12 transmit the axial thrust absorbed by the relief disc 5 and the auxiliary member 6 the shaft 1. The flow of hydraulic fluid between the shaft and the shaft protecting sleeve is prevented by the round rubber seal 13. For the auxiliary link, the area exposed to the thrust results from d2-dl and for the relief disc from d3-d2. The auxiliary member 6 transmits the axial thrust component while the relief disc itself takes over the remaining thrust. Here, 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, d2 the sealing diameter between auxiliary member 6 and relief disc 5 and d3 the outlet diameter of the relief water at relief disc 5.
Abb. 2 zeigt eine andereAusführungsform der Erfindung. Hier sitzt
das Hilfsglied 6 in einer hohlzylindrischen Öffnung der mit Bohrungen
4 versehenen Entlastungsscheibe 5. Die Runddichtungen 9 und 13 verhindern
das Austreten des durch die Bohrungen 4 in den Raum 10
eingetretenen
Druckwassers in den entspannten Raum hinter der Entlastungsscheibe. Die Schubringe
11 und 12 dienen auch hier zur Übertragung der Axialkräfte auf die Welle 1. Die
mit Schub beaufschlagte Fläche der Entlastungsscheibe ergibt sich hier gleichfalls
aus d3-d, und diejenige des Hilfsgliedes aus d2-dl.Figure 2 shows another embodiment of the invention. Here the auxiliary member 6 sits in a hollow cylindrical opening of the relief disk 5 provided with bores 4. The round seals 9 and 13 prevent the pressurized water that has entered the space 10 through the bores 4 from escaping into the relaxed space behind the relief disk. The thrust rings 11 and 12 are also used here to transmit the axial forces to the shaft 1. The area of the relief disc subjected to thrust is also derived from d3-d, and that of the auxiliary link from d2-dl.