Einrichtung zum Schutz von Kreiselpumpen bei Schwach- oder Nullastbetrieb
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von Kreiselpumpen mit hydraulischer
Achsschubentlastung, bei welcher zwecks Verhinderung einer unzulässigen Temperatursteigerung
des Fördermittels in der Pumpe bei Schwach- und Nullast eine Mindestflüssigkeitsmenge
mit Hilfe eines Mindestmengenregelventils durch die Entlastungseinrichtung hindurch
in den Sammelbehälter oder zur Saugleitung der Pumpe zurückgeführt wird.Device for the protection of centrifugal pumps during low or no load operation
The invention relates to a device for protecting centrifugal pumps with hydraulic
Axle thrust relief, in which to prevent an unacceptable increase in temperature
of the conveying medium in the pump at low and no load a minimum amount of liquid
with the help of a minimum volume control valve through the relief device
is returned to the collecting tank or to the suction line of the pump.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art besteht die Entlastungseinrichtung
aus einer Entlastungsscheibe und Gegenscheibe mit dazwischenliegendem radial gerichteten
Spalt zum Durchtritt der abzuführenden Flüssigkeitsmenge, welche von einem Raum
hinter der Entlastungseinrichtung über eine Rohrleitung zum Zulaufbehälter geleitet
wird. Die Steuerung erfolgt durch ein in die Rohrleitung eingebautes Drosselorgan,
das ständig eine bestimmte Flüssigkeitsmenge durchläßt und das bei Übergang zum
Schwachlastbetrieb weiter öffnet. Das Drosselorgan ist also während des Normalbetriebes
der Pumpe immer etwas geöffnet, so daß bei dem hohen Druckgefälle zwischen dem Raum
hinter der Entlastungseinrichtung und dem Zulaufbehälter das Verschlußstück des
Drosselorgans einem großen Verschleiß unterworfen ist.In a known device of this type, there is the relief device
consisting of a relief disc and a counter disc with a radially directed one in between
Gap for the passage of the amount of liquid to be discharged from a room
behind the relief device via a pipeline to the feed tank
will. The control is carried out by a throttle device built into the pipeline,
that constantly lets through a certain amount of liquid and that when transitioning to
Low load operation continues to open. The throttle element is therefore during normal operation
the pump is always slightly open, so that with the high pressure drop between the space
behind the relief device and the feed tank, the closure piece of the
Throttle body is subject to great wear.
Es ist auch schon eine hydraulische Vorrichtung zum Ausgleich des
Axialschubes bei mehrstufigen Hochdruckkreiselpumpen bekannt, die eine Entlastungsscheibe
sowie einen dieser vorgeschalteten axial gerichteten Drosselspalt aufweist und bei
der die Entlastungswassermenge nach Passieren der Entlastungsscheibe dem Saugraum
oder einer Zwischenstufe der Kreiselpumpe zugeführt wird. Eine weitere, der Entlastungsscheibe
nachgeschaltete Drosselvorrichtung dient dazu, den auf die Stopfbüchse wirkenden
Druck herabzusetzen.It is also already a hydraulic device to compensate for the
Axial thrust known in multistage high pressure centrifugal pumps that have a relief disc
and one of these upstream axially directed throttle gap and at
which the amount of relief water after passing the relief disc into the suction chamber
or to an intermediate stage of the centrifugal pump. Another, the relief disc
downstream throttle device is used to act on the stuffing box
Reduce pressure.
Weiterhin gehört eine Kreiselpumpe mit hydraulischer Achsschubentlastung
zum Stand der Technik, bei der die an der Entlastungsscheibe austretende Wassermenge
zur Schmierung des auf der Seite des Entlastungsorgans angeordneten Wellenlagers
ausgenutzt und nach Durchströmen dieses Lagers weiteren Lagern, dem Saugraum oder
einer der Pumpenstufen zugeleitet wird.There is also a centrifugal pump with hydraulic axle thrust relief
to the state of the art, in which the amount of water escaping at the relief disc
for the lubrication of the shaft bearing arranged on the side of the relief element
exploited and after flowing through this camp further camps, the suction chamber or
is fed to one of the pump stages.
Mit der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Einrichtung dadurch
vermieden, daß die Entlastungseinrichtung in an sich bekannter Weise aus einer Entlastungsscheibe
mit einem nachgeschalteten axialen Drosselspalt besteht und die Ableitung der Entlastungsflüssigkeitsmenge
ständig aus einem Raum hinter dem axial gerichteten Drosselspalt erfolgt, während
die Mindestflüssigkeitsmenge bei Schwach- und Nullastbetrieb aus einem Raum zwischen
der Entlastungsscheibe und dem axialen Drosselspalt abgeführt wird. Bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung fließt der Kreislauf der Entlastungswassermenge ständig von der Kreiselpumpe
durch den Radialspalt der Entlastungseinrichtung, wird im anschließenden axialen
Drosselspalt entspannt und über eine besondere Rohrleitung zum Sammelbehälter geführt.
Die Mindestwassennenge hingegen passiert zwar noch zusammen mit der Entlastungswassermenge
den radialen Spalt der Entlastungseinrichtung, wird aber vor dem axialen Drosselspalt
getrennt über ein Mindestmengenregelventil abgeleitet und ebenfalls dem Sammelbehälter
zugeführt. Dadurch wird der Verschleiß am Mindestmengenregelventil stark herabgesetzt,
indem das Mindestmengenregelventil nicht mehr ständig, sondern nur noch bei Schwach-
und Nullastbetrieb durchströmt wird und der Druck der Mindestflüssigkeitsmenge bereits
beim Durchtritt durch den Radialspalt zu einem großen Teil entspannt wird.With the invention, the disadvantages of the known device are avoided in that the relief device consists in a known manner of a relief disc with a downstream axial throttle gap and the discharge of the discharge fluid is constantly from a space behind the axially directed throttle gap, while the minimum fluid volume is weak - and no load operation is discharged from a space between the relief disk and the axial throttle gap. In the device according to the invention, the circulation of the amount of relief water flows continuously from the centrifugal pump through the radial gap of the relief device, is relaxed in the subsequent axial throttle gap and guided to the collecting tank via a special pipeline. The minimum amount of water, however, still passes through the radial gap of the relief device together with the amount of relief water, but is diverted separately before the axial throttle gap via a minimum amount control valve and also fed to the collecting tank. This greatly reduces the wear and tear on the minimum flow control valve, as the flow through the minimum flow control valve is no longer constant, but only during low and no load operation, and the pressure of the minimum amount of liquid is largely relieved when it passes through the radial gap.
In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann
in der Leitung für die Mindestflüssigkeitsmenge vor dem Mindestinengenregelventil
ein Kühler vorgesehen sein, in dem die Temperatur der Mindestflüssigkeitsmenge herabgesetzt
wird. Durch geeignete Maßnahmen wird der Kühler nur dann vom Kühlmittel durchströmt,
wenn das Mindestmengenregelventil geöffnet ist. Weiterhin kann durch entsprechende
Steuerung das Mindestmengenregelventil außer bei Schwach- und Nullastbetrieb auch
bei Anfahrbetrieb, Trudelbetrieb und überlastbetrieb geöffnet werden. Dadurch wird
in diesen Betriebsbereichen die Entlastungsseheibe in der Entlastungseinrichtung
weiter abgehoben und so der Radialspalt vergrößert, so daß eine Abhebevorrichtung
in
der Entlastungseinrichtung entbehrlich wird.In an expedient development of the device according to the invention can
in the line for the minimum amount of liquid upstream of the minimum volume control valve
a cooler can be provided in which the temperature of the minimum amount of liquid is reduced
will. Appropriate measures only allow the coolant to flow through the cooler
when the minimum flow control valve is open. Furthermore, by appropriate
Control of the minimum volume control valve except for low and no load operation as well
be opened during start-up operation, spinning operation and overload operation. This will
in these operating areas the relief disc in the relief device
lifted further and so the radial gap is enlarged, so that a lifting device
in
the relief device is dispensable.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
es zeigt Ab b. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung, bei der die Mindestflüssigkeitsmenge
aus dem Raum zwischen Radialspalt und axialem Drosselspalt und die Entlastungsflüssigkeit
hinter dem axialen Drosselspalt der Entlastungseinrichtung abgeführt wird, und Abb.2
die Entlastungseinrichtung der Kreiselpumpe im Schnitt.The drawing illustrates an embodiment of the invention, it shows Ab b. 1 the device according to the invention, in which the minimum amount of liquid is discharged from the space between the radial gap and the axial throttle gap and the relief liquid is discharged behind the axial throttle gap of the relief device, and Fig. 2 shows the relief device of the centrifugal pump in section.
Vom Sammelbehälterl gelangt die Förderflüssigkeit durch die Saugleitung
2 zur Kreiselpumpe 3 und von dieser durch die Druckleitung 4 zu einem Kessel.
Am druckseitigen Ende der Kreiselpumpe 3 befindet sich im Innern des Gehäuseteils
5 die Entlastungseinrichtung. Diese besteht, wie aus A b b. 2 ersichtlich
ist, aus einer radial gerichteten Entlastungsscheibe 6 und einer Gegenscheibe
7, zwischen denen sich der Radialspalt 8 befindet, sowie aus einem
nachgeschalteten axialen Drosselspalt 9. Von einem Raum 10, der sich
zwischen dem Radialspalt 8 und dem Axialspalt 9 befindet, führt eine
Leitung 11 zur Abführung der Mindestflüssigkeitsmenge zur Saugleitung 2.
Die Leitung 11 führt durch den Kühler 12 zu dem Mindestmengenregelventil
13, welches seinen Steuerimpuls von einem in die Druckleitung 4 eingebauten,
mengen- oder temperaturabhängig arbeitenden Impulsgeber 14 erhält. Die Entlastungsflüssigkeitsmenge
wird hinter dem axialen Drosselspalt 9
über einen Raum 15 durch eine
Leitung 16, die zweckmäßig hinter dem Mindestmengenregelventil
13 mit der Leitung 11 verbunden ist, zur Saugleitung 2 bzw. in den
Sammelbehälter 1 zurückgeführt.From the collecting tank, the conveyed liquid passes through the suction line 2 to the centrifugal pump 3 and from there through the pressure line 4 to a boiler. The relief device is located in the interior of the housing part 5 at the pressure-side end of the centrifugal pump 3 . This consists of A b b. 2 can be seen from a radially directed relief disk 6 and a counter disk 7, between which the radial gap 8 is located, and from a downstream axial throttle gap 9. From a space 10, which is located between the radial gap 8 and the axial gap 9 , a Line 11 for discharging the minimum amount of liquid to suction line 2. Line 11 leads through cooler 12 to minimum volume control valve 13, which receives its control pulse from a volume or temperature-dependent pulse generator 14 built into pressure line 4. The amount of discharge fluid is returned to the suction line 2 or to the collecting container 1 behind the axial throttle gap 9 via a space 15 through a line 16, which is expediently connected to the line 11 behind the minimum volume control valve 13 .
Während des Betriebes der Kreiselpumpe 3 fließt die Entlastungsflüssigkeit
ständig von der letzten Pumpenstufe durch den Radialspalt 8 und den axialen
Drosselspalt 9 über die Leitung 16 zur Saugleitung 2 und damit wieder
zur Kreiselpumpe 3. Sinkt die Fördermenge in der Druckleitung 4 unter einen
bestimmten Wert, dann öffnet das Mindestmengenregelventil 13, und die Mindestflüssigkeitsmenge
wird hinter dem Radialspalt 8 vom Raum 10 durch die Leitung
11 abgeführt, wobei sich der Radialspalt 8
infolge der zusätzlich zur
Entlastungsflüssigkeitsmenge hindurchtretenden Mindestflüssigkeitsmenge entsprechend
verbreiterLDuring operation of the centrifugal pump 3 , the discharge fluid flows continuously from the last pump stage through the radial gap 8 and the axial throttle gap 9 via the line 16 to the suction line 2 and thus back to the centrifugal pump 3. If the delivery rate in the pressure line 4 falls below a certain value, then opens the minimum volume control valve 13 and the minimum amount of liquid is discharged behind the radial gap 8 from the space 10 through the line 11 , the radial gap 8 widening accordingly as a result of the minimum amount of liquid passing through in addition to the relief liquid