DE1121930B

DE1121930B - Axially acting propeller pump with a flying motor and channels between the annular gap and the pump chamber on the suction side

Info

Publication number: DE1121930B
Application number: DEM26022A
Authority: DE
Inventors: Konrad Mattern
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1955-02-05
Filing date: 1955-02-05
Publication date: 1962-01-11

Description

Axial wirkende Propellerpumpe mit fliegendem Motor und Kanälen zwischen Ringspalt und saugseitigem Pumpenraum Beim Betrieb von Kreiselpumpen und Propellerpumpen bereitet die Abdichtung des Pumpeninnenraumes gegen die Welle mancherlei Schwierigkeiten.Axial propeller pump with a flying motor and ducts between Annular gap and suction-side pump chamber When operating centrifugal pumps and propeller pumps the sealing of the interior of the pump against the shaft causes various difficulties.

Es ist bekannt. aus dem Pumpeninnenraum zwischen den stillstehenden und rotierenden Pumpenteilen in Richtung der Pumpenwelle hindurchtretende Flüssigkeit durch geeignete Fördermittel in das Pumpeninnere zurückzuführen, bevor sie an die Pumpenwelle gelangen kann. In Kreiselpumpen werden hierzu Hilfslaufräder verwendet oder auf der Rückseite des Laufrades Schaufeln angeordnet, welche die durchtretende Flüssigkeit erfassen. bevor sie die Pumpenwelle erreicht. Um auch bei Stillstand der Pumpe eine Abdichtung der gefährdeten Stelle gegen die Leckflüssigkeit zu erreichen, werden z. B. ventilartige Dichtungen mit einem Ventilsitz im Pumpengehäuse und einem Ventilkörper an der Pumpenwelle verwendet. Es sind auch Dichtungen mittels eines feststehenden und eines rotierenden Ringes bekannt, deren Sitzflächen bzw. Stirnflächen sich bei Stillstand der Pumpe aneinanderlegen.It is known. from the interior of the pump between the stationary ones and rotating pump parts in the direction of the pump shaft by suitable means of conveyance into the interior of the pump before it is sent to the Pump shaft can get. Auxiliary impellers are used for this in centrifugal pumps or arranged on the back of the impeller blades, which the passing through Capture liquid. before it reaches the pump shaft. To even at a standstill the pump to seal the endangered point against the leakage fluid, z. B. valve-like seals with a valve seat in the pump housing and a Valve body used on the pump shaft. There are also seals by means of a fixed and a rotating ring known, the seat surfaces or end faces lie against each other when the pump is at a standstill.

Es sind auch Kreiselpumpen mit fliegend gelagertem Rotor bekannt, in welchen die Wellenabdichtung über einen axialen Ringspalt mit der Druckseite verbunden ist und Durchbrüche vorgesehen sind, durch welche den Ringspalt durchsetzende Flüssigkeit auf die Saugseite zurückkehrt. Dabei ist der Rotor als zylindrischer Axialrotor mit profilierten Schaufeln ausgebildet, und die der Rückströmung dienenden Durchbrüche sind an der Saugseite dieser Schaufeln angeordnet.Centrifugal pumps with overhung rotors are also known, in which the shaft seal is connected to the pressure side via an axial annular gap is connected and openings are provided through which the annular gap penetrates Liquid returns to the suction side. The rotor is designed to be cylindrical Axial rotor designed with profiled blades, and those used for the return flow Breakthroughs are arranged on the suction side of these blades.

Die Erfindung betrifft eine axial wirkende Propellerpumpe, in welcher der Ringspalt durch auf der Saugseite der Schaufeln mündende Kanäle verbunden ist. In der erfindungsgemäßen Propellerpumpe wird die Leckflüssigkeit unter der Wirkung von durch die Propellerpumpe erzeugter Fliehkraft aus einem Auffangraum durch mit dem Pumpenläufer fest verbundene Kanäle in den Pumpeninnenraum zurückgeführt. Diese Rohre können oberhalb oder unterhalb der Propellerschaufeln oder auch in diesen selbst angeordnet sein, so daß sie die ungefähr axiale Strömung der geförderten Flüssigkeit im Pumpeninnenraum nicht stören.The invention relates to an axially acting propeller pump in which the annular gap is connected by channels opening on the suction side of the blades. In the propeller pump according to the invention, the leakage liquid is under the effect of centrifugal force generated by the propeller pump from a collecting space through with The pump runner permanently connected channels are fed back into the interior of the pump. These Pipes can be above or below the propeller blades or inside them even be arranged so that they have the approximately axial flow of the promoted Do not disturb the liquid inside the pump.

Die erfindungsgemäße Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle von einem im Rotor liegenden Ringraum durch Bohrungen zum peripheren Schaufelrand geführt und als in den Schaufeln liegende Kanäle oder als neben den Schaufeln liegende Rohre ausgebildet sind. und daß der Ringspalt zwischen Profilen am Pumpengehäuse bzw. dem Rotor in den Ringraum mündet. Bei Stillstand der Pumpe wird die Abdichtung ähnlich wie bei den bekannten Kreiselpumpen durch eine ringförmige. senkrecht zur Pumpenachse sich erstreckende Sitzfläche. auf die sich ein mit der Pumpenwelle dicht und fest verbundener Ring mit einer Stirnseite auflegt, bewirkt. Wird die Pumpe angestellt, so hebt sich die Pumpenwelle mit ihrem Sitzring unter der Wirkung des von den Propellerschaufeln erzeugten Axialschubes von dem Sitz im Lagergehäuse. Diese Bewegung in der Längsrichtung ist durch einen Anschlag begrenzt.The pump according to the invention is characterized in that the channels from an annular space in the rotor through bores to the peripheral edge of the blade and as channels lying in the blades or as lying next to the blades Pipes are formed. and that the annular gap between profiles on the pump housing or the rotor opens into the annulus. When the pump is at a standstill, the seal is closed similar to the known centrifugal pumps by an annular one. perpendicular to Pump axis extending seat. on the one with the pump shaft tightly and firmly attached ring with one end face, causes. Will the pump engaged, the pump shaft with its seat ring rises under the action of the axial thrust generated by the propeller blades from the seat in the bearing housing. This movement in the longitudinal direction is limited by a stop.

Bei hängend angeordneten Pumpen genügt für die Abdichtung bei Stillstand der Pumpe das Gewicht des Läufers mit der dazugehörigen Pumpenwelle, durch die der Sitzring der Pumpenwelle flüssigkeitsdicht auf die Sitzfläche im Gehäuse gedrückt wird.In the case of pumps arranged in a suspended manner, it is sufficient to provide a seal when the pump is at a standstill of the pump the weight of the rotor with the associated pump shaft through which the The seat ring of the pump shaft is pressed onto the seat in the housing in a liquid-tight manner will.

Bei liegend oder stehend angeordneten Pumpen wird zur Anpressung des Sitzringes auf den Sitz während des Stillstandes der Pumpe, wie an sich bekannt, eine Feder oder ein anderes Druckorgan verwendet. Diese Feder ist so gewählt, daß sie im Betrieb der Pumpe eine geringere Gegenkraft ausübt als der Axialschub, der durch die Bewegung der Propellerschaufeln entsteht, jedoch bei Stillstand den Sitzring der Pumpenwelle ausreichend dicht gegen seinen Sitz im Lagergehäuse anpreßt.With pumps arranged horizontally or vertically, the Seat ring on the seat while the pump is at a standstill, as is known per se, a spring or other pressure element is used. This spring is chosen so that it exerts a lower counterforce when the pump is operating than the axial thrust that the movement of the propeller blades creates the seat ring when it comes to a standstill the pump shaft presses sufficiently tightly against its seat in the bearing housing.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.The invention is illustrated by way of example in the drawings.

Abb. 1 zeigt eine hängend angeordnete Propellerpumpe gemäß der Erfindung im Längsschnitt durch die Achse der Pumpenwelle; in den Abb. 2 bis 11 sind Einzelheiten bzw. andere Ausführungsformen der Erfindung in vergrößertem Maßstab dargestellt; Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch den oberen Teil der Pumpe, aus dem die Rückführung für die Leckflüssigkeit deutlicher ersichtlich ist; Abb. 3 zeigt diese Anordnung in einer Draufsicht; Abb.4 ist ein Schnitt nach Linie A -B in Abb. 3; in den Abb.5 bis 7 sind andere Ausführungsformen der Rückführung für die Leckflüssigkeit in der gleichen Weise wie in den Abb.2 bis 4 dargestellt. Dabei ist Abb. 7 ein Schnitt nach C-D in Abb. 6; die Abb.8 und 9 zeigen das untere Kugellager der Pumpenwelle im senkrechten Schnitt und in einer Draufsicht auf den unteren Lagerdeckel; in den Abb. 10 und 11 ist eine Ausführung dieses Lagers für liegende Pumpen in der gleichen Weise wie in Abb. 8 und 9 dargestellt.Fig. 1 shows a suspended propeller pump according to the invention in a longitudinal section through the axis of the pump shaft; FIGS. 2 to 11 show details and other embodiments of the invention on an enlarged scale; Fig. 2 is a vertical section through the top of the pump showing more clearly the recirculation for the leakage fluid; Fig. 3 shows this arrangement in a plan view; Fig.4 is a section along line A-B in Fig. 3; In Figures 5 to 7, other embodiments of the return for the leakage fluid are shown in the same way as in Figures 2 to 4. Fig. 7 is a section along CD in Fig. 6; Figures 8 and 9 show the lower ball bearing of the pump shaft in vertical section and in a plan view of the lower bearing cover; in figs. 10 and 11 an embodiment of this bearing for horizontal pumps is shown in the same way as in figs.

In den Abb. 1 bis 9 ist 2 die Pumpenwelle, 1 der Läufer mit den Propellerschaufeln 8, 5 das Pumpengehäuse mit dem Eintrittsstutzen 7 und dem Austrittsstutzen 9. Mit dem Pumpengehäuse 5 ist das Lagergehäuse 17 fest verbunden. Das obere Lager ist als Rollenlager 41 ausgebildet und zusammen mit der Pumpenwelle im Teil 42 des Lagergehäuses 17 längsverschieblich. Über dem Lager kann ein Spritzdeckel 23 angeordnet sein, der das Eindringen von Fremdstoffen in das Lager verhindert. Diese können durch die Öffnung 24 abgeleitet werden.In Figs. 1 to 9, 2 is the pump shaft, 1 is the runner with the propeller blades 8, 5 is the pump housing with the inlet connector 7 and the outlet connector 9. The bearing housing 17 is firmly connected to the pump housing 5. The upper bearing is designed as a roller bearing 41 and is longitudinally displaceable together with the pump shaft in part 42 of the bearing housing 17. A spray cover 23, which prevents the penetration of foreign matter into the bearing, can be arranged above the bearing. These can be diverted through the opening 24.

Das untere Lager setzt sich zusammen aus dem Kugellager 25 und der Büchse 16. Die Büchse 16 ist im Lagerkörper längsverschieblich und rastet mit Vorsprüngen 18 in Aussparungen 19 des Deckels 20 ein, so daß sie gegen Drehung gesichert ist. Der Antrieb der Pumpe erfolgt in bekannter Weise, z. B. über einen Keilriementrieb 26 vom Motor 27.The lower bearing is composed of the ball bearing 25 and the sleeve 16. The sleeve 16 is longitudinally displaceable in the bearing body and engages with projections 18 in recesses 19 of the cover 20 so that it is secured against rotation. The pump is driven in a known manner, e.g. B. via a V-belt drive 26 from engine 27.

In das Pumpengehäuse 5 sind, die Welle 2 umgebend, Ringe 6 und 10 dicht eingesetzt. Die Welle trägt den dicht aufgezogenen Ring 5, und es hat der Läufer 1 an seiner Unterseite den Ring 11. Rings 6 and 10 are tightly inserted into the pump housing 5, surrounding the shaft 2. The shaft carries the tightly drawn ring 5, and the rotor 1 has the ring 11 on its underside.

Bei Stillstand der Pumpe liegt der Ring 3 mit seiner unteren Stirnfläche auf der oberen Stirnfläche des Ringes 6 auf, wodurch eine Abdichtung des Pumpeninnenraumes nach außen durch das Gewicht von Pumpenwelle und Läufer bewirkt wird. Im Betrieb wird unter der Wirkung der Pumpenpropeller der Läufer mit der Pumpenwelle angehoben, bis die Büchse 16 sich gegen die Schulter 28 des Lagergehäuses 17 anlegt.When the pump is at a standstill, the lower end face of the ring 3 rests on the upper end face of the ring 6, which causes the pump interior to be sealed off from the outside due to the weight of the pump shaft and rotor. During operation, the rotor with the pump shaft is raised under the action of the pump propeller until the bush 16 rests against the shoulder 28 of the bearing housing 17 .

Da sich gleichzeitig der Ring 3 vom Ring 6 abhebt, ist eine Abdichtung des Pumpenraumes nach außen nicht mehr gegeben.Since the ring 3 lifts off the ring 6 at the same time, there is a seal the pump room is no longer given to the outside.

Nun ist erfindungsgemäß über dem Ring 11 ein Ringraum 12 vorgesehen, aus dem Bohrungen 13 zu Kanälen 14 - zweckmäßig in jedem Propeller -führen. Diese Kanäle haben Austrittsöffnungen 15. Leckflüssigkeit, die aus dem Pumpenraum A durch den Spalt zwischen den Ringen 10 und 11 in den Ringraum 12 gelangt, wird infolge der vom Läufer erzeugten Fliehkraft durch die Kanäle 13, 14 und die Öffnungen 15 wieder in den Pumpenraum zurückgefördert. Sie kann also nicht aus dem Pumpenraum zwischen dem Ring 6 und der Pumpenwelle 2 nach außen austreten.Now, according to the invention, an annular space 12 is provided above the ring 11, from which bores 13 lead to channels 14 - expediently in each propeller. These channels have outlet openings 15. Leakage fluid that passes from the pump chamber A through the gap between the rings 10 and 11 into the annular chamber 12 is returned to the pump chamber through the channels 13, 14 and the openings 15 as a result of the centrifugal force generated by the rotor . So you can not escape from the pump chamber between the ring 6 and the pump shaft 2 to the outside.

Statt der Kanäle 14 können oberhalb oder unterhalb der Propellerschaufeln Schleuderrohre 21 bzw. 22 (Abb.5 bis 7) vorgesehen sein, durch die dann zwischen den Ringen 10 und 11 hindurchtretende Leckflüssigkeit in der gleichen Weise wie durch die Kanäle 14 aus dem Ringraum 12 in den Pumpenraum A zurückgeführt wird.Instead of the channels 14 can be above or below the propeller blades Centrifugal pipes 21 and 22 (Fig.5 to 7) may be provided, through which then between the leakage fluid passing through the rings 10 and 11 in the same way as is returned through the channels 14 from the annular space 12 into the pump space A.

Das Kugellager 25 ist in der Büchse 16 durch den Seeger-Ring 29 und die Muttern 30 fixiert (Abb. 8 und 11).The ball bearing 25 is fixed in the bush 16 by the Seeger ring 29 and the nuts 30 (Figs. 8 and 11).

Bei liegend oder stehend angeordneten Pumpen wird zur Anpressung des Sitzringes 3 auf den Ring 6 eine entsprechend dimensionierte Feder 32 angewendet, welche eine geringere Gegenkraft erzeugt als dem von den Propellern erzeugten Axialschub entspricht, jedoch beim Stillstand der Pumpe die erforderliche Anpressung für das Abdichten zwischen den Ringen 3 und 6 bewirkt. Diese Feder kann z. B., wie Abb. 10 und 11 zeigen, neben dem Lager 25 angeordnet sein. Zum Beispiel legt sich die Feder 32 mit ihrem einen Ende gegen den Vorsprung 33 im Gehäuse 17 und mit ihrem anderen Ende gegen die verschiebbare Büchse 16 des Lagers 25. Statt der Spiralfeder können auch andere Federarten angewendet werden.In the case of pumps arranged horizontally or vertically, a correspondingly dimensioned spring 32 is used to press the seat ring 3 onto the ring 6, which generates a lower counterforce than corresponds to the axial thrust generated by the propellers, but when the pump is at a standstill the necessary pressure for sealing between the Rings 3 and 6 causes. This spring can, for. B., as Fig. 10 and 11 show, be arranged next to the bearing 25 . For example, the spring 32 rests with its one end against the projection 33 in the housing 17 and with its other end against the sliding sleeve 16 of the bearing 25. Instead of the spiral spring, other types of springs can also be used.

Claims

PATENT CLAIM: Axial acting propeller pump with a flying rotor with passages between the annular gap and the pump chamber, which open on the suction side of the blades, characterized in that the channels from a point in the rotor (1) the annular space (12) through bores (13) for the peripheral blade edge and are designed as channels (14 ) lying in the blades (8) or tubes (21, 22) lying next to the blades, and that the annular gap between ring profiles (10, 11) on the pump housing (15) or the rotor (1 ) opens into the annular space (12). Considered publications: German patent specifications No. 874 558, 830 299, 759 878, 757 963, 518179, 517 824, 283 292. Prior patents considered: German patent No. 1079 953.