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Dreispindelpumpe, insbesondere für hohe Drücke Die Erfindung betrifft
eine Dreispindelpumpe, inßbesondere in Hochdruckausführung, die aus Gehäuse, Antriebsspindel,
angetriebenen Spindeln, Deckel und Lagerständer besteht. Solche Pumpen dienen hauptsächlich
zur Förderung von Masut und sonstigen Flüssigkeiten, die schlechtere selbstansaugende
Eigenschaften aufweisen als Öl.
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Bisher wurden Pumpen für Masut und ähnliche Flüssigkeiten als Zahnrad-,
Zweispindel- und für Niederdruck auch als
Dreispindelpumpen ausgeführt.
Die Masutförderung bei hohen Drücken ist im Hinblick auf die Lebensdauer der Einrichtung
sehr anspruchsvoll, da Masut abrasive Teile, vor allem Asche, enthält. Bei Hochdruckpumpen
ist es erforderlich, vxialkräfte an den Seitenspindeln auf zunehmen, wobei die abrasive
Förderflüssigkeit einen vorzeitigen und verhältnismässig rascher Verschleiss der
Funktionsteile, insbesondere der Lager dieser durch Axialdrücke belasteten Seitenspindeln
verursacht. Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Ausführungen der Pumpen beruht
auf der Ausbildung der Dichtung, die ebenfalls bei der flasutförderung, sofern dieselbe
nicht entlastet ist, dem Verschleiss ausgesetzt ist und daher einer öfteren Wartung
bedarf. Bei Schraubenspindelpumpen ergeben sich konstruktiv sehr lange Spindeln
und im Hinblick auf diese Länge ein kleiner Durchmesser; was eine wesentlich schwierige
und aufwendige Herstellung erforderlich macht. Alle diese Schwierigkeiten haben
zur Folge, daß praktisch keine Hochdruck-Dreispindelpumpen in Gebrauch sind, obwohl
diese theoretisch bedeutend vorteilhafter wären als andere Pumpenarten, die zur
Förderung ähnlicher Flüssigkeiten bestimmt sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere Hochdruck-Dreispindelpumpen
zur Förderung von Masut und ähnlichen abrasiven Flüssigkeiten ru schaffen, die eine
wesentlich höhere Lebensdauer aufweisen als die bisher bekannten Pumpen, wobei die
Schwierigkeiten'mit einer aufwendigen Bedienung der Dichtung vermieden und die Erstellung
der einzelnen Bestandteile, insbesondere der Spindeln auf herkömmlichen Produktionseinrichtungen
und nach üblichen Arbeitsvorgängen durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich in der
Mitte des Gehäuses der Pumpe ein Stutzenteil mit einem Saugstutzen und einem Druckstutzen
befindet und aus dem Saugstutzen Durchgänge in zwischen dem Gehäuse und Einsätzen
befindliche Hohlräume münden und die Durchgänge aus diesen Hohlräumen weiter mindestens
durch einen Kanal auf Jeder Saugseite zu den.Stirnen der Spindeln führen, wobei
dieselben in Einsätzen geführt sind, und die Antriebsspindel, deren Wellenteil in
einem Wälzlager gelagert und abgedichtet ist, zwei gleich lange Arbeitsteile mit
Arbeitsgewinden aufweist, deren Steigung im Gegenion verläuft und mit denen die
Arbeitsgewinde gleich langer Seitenspindeln, deren benachbarte, geteilte Paare miteinander
innerhalb des DruckRtutzenraumes verbunden sind, in Eingriff stehen.
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Jede Kupplung der geteilten Paare der Seitenspindeln kann von einer
zweiteiligen, axial geteilten und verbundenen Kupplung, (bspw. durch Schweissnaht,
Schalenhülse mit Innenaussparung) gebildet sein, die Ansätze der angrenzenden Enden
der Seitenspindeln umgibt, wobei beide An-Sätze in der gegebenen Lage gegenseitig
mit einem Stift gesichert werden.
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Das Gehäuse kann aus einen selbständig gegossenen Stutzenteil mit
einen Beisetigungsfuß, aus gegossenen Seitenteilen und Teilen der Tragummantelung
geschweißt sein.
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Die Stopfbüchsenbrille kann auf den flansch des anliegenden Einsatzes
zentriert sein.
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Die Kanäle in den Flanscheinsätzen können die Hohlräume zwischen den
Außen- und Innenflächen des Gehäuses mit der Pumpensaugseite beidseitig verbinden.
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Schließlich kann das Lagergehäuse mit einem Kühlmantel versehen sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pumpe, Fig. 2
einen Längsschnitt durch die Kupplung der Spindeln, Fig. 3 den Querschnitt durch
die Pumpe in der Ebene A-A in Fig. 1 und Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kupplung
der Spindeln.
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Die erfindungsgemäße Dreispindelpumpe besteht aus einem zylinderartigen
Gehäuse 11, das vorteilhaft aus Teilen zusammengeschweißt ist und das an der zylinderartigen
Außenseite von einem Heizmantel 12 umgeben ist. Im Mittelteil des Gehäuses 11 befindet
sich der Saugstutzen 13 und der Druckstutzen 14. Innerhalb des Gehäuses 11 sind
auf beiden Seiten des mittleren Stutzenteiles die Einsä't'ze 15, 16 gelagert, die
an den Innenseiten im entsprechenden Ansatz des Stutzenteiles aufgenommen werden
und an den Außenteilen an den Außenrändern des Gehäuses 11 derart befestigt sind,
daß zwischen deren Außenflächen und den Innenflächen des Gehäuses 11 Hohlräume 17,
18 entstehen. Der Saugstutzen 13 ist derart gestaltet, daß die eintretende Flüssigkeit
hinter demselben in die genannten
Hohlräume 17, 18 verteilt wird
und aus diesen durch Kanäle in den Flanschen der Einsätze 15, 16 beiderseitig in
die Pumpensaugseite geleitet wird. Beide Seiten des Gehäuses 11 sind mit Deckeln
versehen, wobei auf einer Seite ein Deckel 19 und auf der anderen Seite eine Stopfbüchsenbrille
20 angebracht ist. Diese Stopfbüchsenbrille 20 ist auf dem Flansch des anliegenden
Einsatzes 15 zentriert. Durch die Stopfbüchsenbrille 20 führt der Wellenteil 21
der Antriebsspindel 22 hindurch und wird in der Stopfbüchse 23 abgedichtet. Hinter
der Stopfbüchsenbrille 20 ist von dieser Seite aus ein Lagerständer 24 angeschlossen,
in dessen Lagergehäuse 25 die Antriebsspindel 22 im Wälzlager 26 gelagert ist, das
die Axial- und Radialkräfte insbesondere vom Antrieb aus, aufnimmt. Das Lagergehäuse
25 ist mit einem Kühlmantel 27 versehen. Die Stopfbüchsenbrille 20 und Deckel 19
sind auf die Weise durchgeführt, daß sie genügend bemessene Hohlräume an den Saugseiten
der Pumpe für den Förderflüssigkeitsdurchsatz vom Saugstutzen 13 her bilden. In
den zylinderartigen Hohlräumen 15, 16 sind einerseits die Funktionsteile der Antriebsspindel
22 und andererseits die Seitenspindeln 28, 29, 30, 31 gelagert und geführt. Dabei
besitzt jedes Spindelpaar 28, 29 und 30, 31 Arbeitsgewinde, die einen Gewindegang
im entgegengesetzten Sinne zu demwenigen des mit in Eingriff stehenden Teiles 32,
33 der Antriebsspindel 22 aufweisen. Die Seitenspindelpaare 28, 29 und 30, 31 sind
in der Mitte geteilt und an den anliegenden Enden mit Ansätzen 34,E35 versehen,
die den Innenteil einer geschweißten, zweiteiligen, axial geteilten Kupplung 37,
38 bilden. Um eine richtige gegenseitige Lage der in Eingriff stehenden Spindeln,
d. i. der Antriebsspin del 22 und der Seitenspindeln 28, 29, 30, 31 zu gewahrleisten,
sind die Innenansätze 34, 35 der Kupplung in bestinunter und während des Betriebes
unveränderlicher Lage mi einem Stift 39 gesichert. Die in dieser Weise ausgebildeten
Kupplungen
haben einen minimalen Raumbedarf, so daß diese im gegebenen Druckraum des Druckstutzens
14 auch im Hinblick auf den Kern der Antriebsspindel 22 angeordnet werden können.
Unter dem Stutzenteil des Gehäuses 11 ist der Befestigungsfuß 40 des Gehäuses 11
angebracht, der mit vier Schlouben an das Fundament angeschlossen und lediglich
so bemessen ist, daß die Wärmeausdehnung sonstiger Pumpenteile nicht beeinträchtigt
wird. Der Lagerständer 24 besitzt ebenfalls einen Befestigungsstützfuß 41, der mit
einer einzigen ovalen öffnung für die Befestigungsschrauben versehen ist, wobei
diese so gestaltet ist, daß sie eine längliche Ausdehnung des gesamten anliegenden
Teiles der Pumpe ermöglicht. Bei geringen Pumpengrößen nach der Erfindung kann der
angeführte Befestigungsfuß 41 fortgelassen werden.
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Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpe tritt die Förderflüssigkeit
durch den Saugstutzen 13 über die Hohlräume 17, 18 von beiden Seiten an die Außenstirne
der Spindeln 22, 28, 29, 30, 31 heran und wird bei der Rotation in die Gewinde zwischenräume
angesaugt und durch den gegenseitigen Eingriff derselben in den Druckraum und Druckstutzen
14 im Pumpenmittelteil geleitet. Im Falle eines Unterdruckes im Saugraum der Pumpe,
wird die Stopfbüchse 23 durch den Sperrkammerring des Reservoirs aufgefüllt. Im
Falle eines Zulaufs zur Pumpe, erübrigt sich diese Auffüllung und die Auffüllöffnung
ist verschlossen. Das im Lagergehäuse 25 gelagerte Wälzlager 26 wird bei der Förderung
von Flüssigkeiten höherer Temperaturen, mittels Kühlmantel 27 gekühlt.
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Bei kleineren PumpenausfUhrungen ist es zweckmäßig, den Kühlmantel
27 gesondert auszuführen.
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Die Anwendung von Doppel spindeln ist vor allem bei Hochdruckspindelpumpen
von großem Vorteil, da im Gegensatz zur einseitigen Ausführung dadurch die schwierige
Aufnahme der Axialkräfte der Seitenspindeln vermieden wird.
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Diese Axialkräfte werden bei der erfindungsgemäßen Ausführung gegenseitig
ausgeglichen.
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Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft, das Gehäuse, einschließlich
des Heizmantels 12 als eine aus fünf Teilen bestehende Ausführung herzustellen,
d. i. der mittlere Stutzenteil einschließlich Fuß 40, zwei Seiteninnenteilen und
zwei Außenteilen des Heizmantels 12.
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Die Pumpe nach der Erfindung findet insbesondere als Hochdruckpumpe
für die Förderung von heißem Masut in die Brenner von Olheizungen in Kraftwerken,
Hochöfen, Rotationsöfen von Zementanlagen, weiter in chemischen Anlagen und Raffinerien
zur Förderung von anderen, ähnlichen Heißflüssigkeiten, Verwendung. Bei der Förderung
von Kaltflüssigkeiten ist der Einsatz eines Heizmantels nicht erforderlich. Die
Ausbildung der Pumpe ist auch im Hinblick auf die Herstellung vorteilhaft, mag es
sich schon um die Herstellung von Spindeln oder Gehäusen handeln. Einen weiteren
Vorzug-bildet die Tatsache, daß die Pumpe keinerlei Sonderbedienung oder -wartung
bedarf und einen äußerst ruhigen und geräuscharmen Lauf gewährleistet. Die erfindungsgemäße
Ausführung sichert-im Gegensatz zu den bisherigen, eine hohe Lebensdauer, so daß
die pumpen für kontinuierliche und langdauernde Betriebszwecke eingesetzt werden
können.
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- Patentansprüche -