DE1280055B

DE1280055B - Device for balancing the thrust in multistage centrifugal pumps by means of a relief piston

Info

Publication number: DE1280055B
Application number: DEH51885A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Ewert
Original assignee: HALBERGERHEUTTE GmbH
Current assignee: HALBERGERHEUTTE GmbH
Priority date: 1964-02-29
Filing date: 1964-02-29
Publication date: 1968-10-10

Description

Einrichtung zum Ausgleich des Schubes bei mehrstufigen Kreiselpumpen mittels eines P,ntlastungskolbens Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Ausgleich des Schubes bei mehstufigen Kreiselpumpen mittels eines Entlastungskolbws, wobei der Druck nach dem Kolben über ein in der Entlastungswasser-Rückführleitung sitzendes Regelorgan selbsttätig gesteuert ist.Device for compensating the thrust in multi-stage centrifugal pumps by means of a P, ntlastungskolben The invention relates to a device for compensating the thrust in multi-stage centrifugal pumps by means of a relief piston, the pressure after the piston is automatically controlled by a control element located in the relief water return line.

Gegenüber Entlastungsscheiben hat der Entlastungskolben den Vorteil des größeren axialen Spiels. Trotzdem werden Entlastungskolben nur gelten angewendet, weil ihre Auslegung wegen der im voraus schwer errechenbaren Restschübe schwierig und daher die zugehörige Druckregeleinrichtung leicht überfordert ist.Compared to balancing discs, the balancing piston has the advantage the greater axial play. Nevertheless, relief pistons are only applied because their design is difficult because of the residual thrusts, which are difficult to calculate in advance and therefore the associated pressure control device is easily overwhelmed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Einrichtungen zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei der Einrichtung der eingangs erwähnten bekannten Art der Entlastungskolben so ausgelegt, daß der Restschub der Pumpe bei ganz geöffnetem Regelergan über dem gesamten Fördermengenbereich zur Druckseite geht, wobei, um den Restschub etwa konstant, gegebenenfalls Null zu halten, die Pumpenwelle-, auf der der Entlastungskolben befestigt ist, mittels eines an sich bekannten AxiaIlagers mit einer Spurscheibe und einer Anlaufscheibe gelagert ist, die Anlaufscheibe in einer Kraft- oder Schubnießeinrichtung in mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Bauart befestigt ist und die Anzeige der Kraft- oder Schubmeßeinrichtung Schalteinrichtungen besitzt, welche mit dem Antrieb des Regelorgans verbunden sind.The invention is based on this disadvantage of the known Avoid facilities. To solve this problem, when setting up the initially mentioned known type of relief piston designed so that the residual thrust of the pump when the control element is fully open over the entire delivery rate range Pressure side goes, whereby, in order to keep the residual thrust approximately constant, possibly zero, the pump shaft, on which the relief piston is attached, by means of a known AxiaIlagers stored with a track disk and a thrust washer is, the thrust washer in a power or push-pull device in mechanical, hydraulic or electrical type is attached and the display of the force or thrust measuring device has switching devices, which with the drive of the Control organ are connected.

Die Vorteilhaftigkeit der Erfindung in bezug auf die Zuverlässigkeit der Regeleinrichtung ergibt sich daraus, daß der Restschub selbst als Meßgröße der Regeleinrichtung vorgesehen ist.The advantages of the invention in terms of reliability the control device results from the fact that the residual thrust itself as a measured variable of the Control device is provided.

Die vorliegende Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt, in schematischen Skizzen, F i g. 1 ein Diagramm mit den Druck- und Schubverhältnissen über dem Fördermengenregelbereich und F i g. 2 die Anordnung nach der Erfindung.The present invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows, in schematic sketches, F i g. 1 shows a diagram with the pressure and thrust ratios over the delivery volume control range and FIG. 2 shows the arrangement according to the invention.

Sie verwendet zum Hauptschubausgleich einen Entlastungskolben. Dieser ist nun so ausgelegt, daß er beim normalen Gegendruckverlauf pE" (die Entlastungswasser-Rückführleitung geht z. B. ins Sauggehäuse zurück oder in die Saugleitung oder in den Speisewasserbehälter oder ins Freie) über dem gesamten Fördermengenbereich einen Restschub A R, nach der Druckseite erzeugt (s. F i g. 1). Dieser Restschub nimmt mit kleiner werdender Fördermenge stark zu. Um nun das Axiallager 9 in jedem Fördermengenpunkt mit einer kleinen, gleichbleibenden Kraft zu belasten oder voll zu entlasten, muß der Gegendruck im Entlastungsraum 2 nach dem Kolben 1 so lange angehoben werden, bis der Restschub AR,Iiff der gewünschten Axiallagerbelastung entspricht oder auch Null wird. Nimmt man eine konstante Belastung von 100 kp an, so würde der Druck nach pE, verlaufen. Diese Regelung besorgt das in der Entlastungswasser-Rückführleitung befindliche Regelorgan 7, welches seine Regellmpulse durch die Lagerbelastung erhält.It uses a relief piston to compensate for the main thrust. This is now designed in such a way that with the normal counter pressure curve pE "(the relief water return line e.g. goes back into the suction housing or into the suction line or into the feed water tank or into the open) it generates a residual thrust AR to the pressure side over the entire delivery volume range (See Fig. 1). This residual thrust increases sharply with decreasing delivery rate. In order to load or fully relieve the axial bearing 9 at each delivery rate point with a small, constant force, the counterpressure in relief chamber 2 after the piston 1 must be increased until the residual thrust AR, Iiff corresponds to the desired axial bearing load or even becomes zero. Assuming a constant load of 100 kp, the pressure would run according to pE. This regulation takes care of that in the relief water return line Control element 7, which receives its control pulses from the bearing load.

Zu dies= Zweck ist die Anlaufscheibe des Axiallagers 9 in einem axialen Kraft- oder Schubmeßgerät 10, bestehend aus einem oder mehreren Meßkörpern, z. B. in mechanischer oder hydraulischer oder elektrischer Bauart, welches noch den Anzeigeteil 11 mit den Schaltorganen 12 und 13 hat, befestigt. Bei einer hydraulischen Ausführung können auch nur zwei eingestellte Druckschalter ohne Anzeige vorhanden sein, welche die Funktion der Teile 12 und 13 übernehmen. Diese beiden Schaltorgan-- 12 und 13 sind mit dem Antrieb 8 des Regelorgans 7 verbunden.For this = purpose, the thrust washer of the axial bearing 9 is in an axial force or thrust measuring device 10, consisting of one or more measuring bodies, e.g. B. in mechanical or hydraulic or electrical design, which still has the display part 11 with the switching elements 12 and 13 , attached. In the case of a hydraulic version, only two set pressure switches without display can be present, which take over the function of parts 12 and 13. These two switching elements - 12 and 13 are connected to the drive 8 of the control element 7 .

Zur bessei= Erklärung soll ein Zahlenbeispiel in Verbindung mit dein Diagramm der Fig. 1 dienen. Der Bereich des Teiles 10 sei 0 bis 800 kp, und als Normallagerbelastung soll 100 kp aufgenommen worden. Die beiden Schaltorgane sind dann auf 95 bzw. 105 kp eingestellt.A numerical example in connection with the diagram in FIG. 1 should serve as an explanation. The area of part 10 is 0 to 800 kp, and the normal bearing load should be 100 kp. The two switching elements are then set to 95 and 105 kp, respectively.

Nimmt man an, die Pumpe sei mit einer Fördermenge von Qp von 125 ms/h in Betrieb und soll auf Qp = 100 m3/h zurückgeregelt werden, so wird, wenn dieser Vorgang einsetzt, die Lagerbelastung ansteigen und beim überschreiten des Schaltpunktes 105 kp somit dem Antrieb 8 des Regelorgans. 7 so lange ein Kommando erteilen, bis die Lagerbelastung wieder 105 kp unterschritten hat. Das heißt also, daß das Regelergan so lange drosselt, bis pE" auf PE, = 3,2 angestiegen ist. Bei weiteren Fördermengenänderungen gegen 0-Last hin erfolgt sinngemäß der gleiche Vorgang. Wird in Richtung einer Mengenerhöhung geregelt, so sinkt die Lagerbelastung, und beim Unterschreiten. von 95 kp gibt dieses Schaltorgan dem Antrieb des Regelorgans so lange --in Kommando, bis die Lagerbelastung 95 kp überschreitet, d.h. also, daß das Regelorgan so lange weiter öffnet, bis die vorgegebene Lagerbelastung wieder erreicht wird.If one assumes that the pump is in operation with a flow rate of Qp of 125 ms / h and is to be regulated back to Qp = 100 m3 / h, when this process starts, the bearing load will increase and thus when the switching point 105 kp is exceeded the drive 8 of the control element. 7 Issue a command until the bearing load has fallen below 105 kp again. This means that the control element throttles until pE "has risen to PE, = 3.2 . If there are further changes in the delivery rate towards zero load, the same process takes place. and when it falls below 95 kp, this switching element gives the drive of the control element --in command until the bearing load exceeds 95 kp, i.e. the control element continues to open until the specified bearing load is reached again.

Da die hier beschrieben-- Regelung nur von der Axiallagerbelastung abhängig ist, werden alle Einflüsse z.B. durch Verschleißerscheinungen, welche eine Änderung von pL" bewirken konnen selbsttätig erfaßt.Since the here described regulation only depends on the axial bearing load is dependent, all influences are e.g. due to wear and tear, which a Change in pL "can cause automatically recorded.

Claims

Claim: Einrich = Z to compensate for the thrust in multistage centrifugal pumps by means of a relief piston, the pressure downstream of the piston being controlled automatically by a control element located in the relief water return line, characterized in that the relief piston (1) is designed so that the residual thrust of the pump when the control element (7) is fully open goes to the pressure side over the entire delivery volume range, whereby, in order to keep the residual thrust approximately constant, possibly zero, the pump shaft on which the relief piston (1) is attached, by means of a known Axial bearing (9) is mounted with a thrust washer, the thrust washer is fastened in a force or thrust measuring device (10, 11) of mechanical, hydraulic or electrical design and the display of the force or thrust measurement (10, 11) switching devices ( 12, 13) which are connected to the drive (8) of the control element (7) . Considered publications: - German Patent No. 933 849; Austrian Patent No. 110,988; Swiss patent 374 549; U.S. Patent Nos. 2,717,182, 971850, 971849.