DE2156955B2

DE2156955B2 - Axial thrust equaliser for centrifugal pump shaft - has chamber formed between equalising and pressure plates

Info

Publication number: DE2156955B2
Application number: DE2156955A
Authority: DE
Inventors: Hidekuni Yokota
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-17
Filing date: 1971-11-17
Publication date: 1975-07-31
Also published as: DE2156955A1

Abstract

Equaliser for the axial force on the pump shaft of a centrifugal pump with a housing forming a high-pressure chamber and pump impeller(s) in the chamber and attached to the shaft, comprises a housing axially adjacent the chamber and bonding a low-pressure chamber within, communicating with the pump suction side; an axially-displaceable pressure drum, around the shaft between the chambers and separating them; an equaliser plate, about the shaft within the housing and of cross sectional surface larger than that of the drum, to which it is rigidly connected and with which it is axially displaceable; and a pressure plate, fast to the shaft on the side away from the drum w.r.t. the equaliser plate, and endwise w.r.t. this plate. The two plates between them bound an equalising chamber, which connects via a radial gap at its outer periphery to the low-press, chamber and via an annular clearance space with the high-pressure chamber; the clearance space is formed between the shaft outer peripheral surface and an axial bore extending through the drum and equaliser plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausglei-Chen des axialen Schubes an der Pumpenwelle einer Kreiselpumpe mit einem Gehäuse, das eine Hochdruckkammer bildet und wenigstens einem Pumpenrad, das in der Kammer angeordnet und auf der Pumpenwelle befestigt ist, wobei sich die Ausgleichsvorrichtung tusammensetzt aus einem Gehäuse, das axial neben der Hochdruckkammer ausgebildet ist und in seinem Innern eine Niederdruckkammer begrenzt, die mit derThe invention relates to a device for balancing the axial thrust on the pump shaft of a Centrifugal pump with a housing that forms a high-pressure chamber and at least one pump wheel, which is arranged in the chamber and mounted on the pump shaft, the balancing device composed of a housing which is formed axially next to the high pressure chamber and delimits a low pressure chamber in its interior, which with the Saugseite der Pumpe kommuniziert, einer axial verschiebbaren Drucktrommel, die um die Pumpenwelle zwischen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer angeordnet ist und diese Kammern trennt, einer Ausgleichsplatte, die um die Pumpenwelle innerhalb des Gehäuses angeordnet und deren Querschnittsfläche größer ist als diejenige der Drucktrommel und die mit derselben starr verbunden und mit dieser axial verschiebbar ist, sowie einer Druckplatte, die auf der Pumpenwelle an der Seite fest angebracht ist, die in bezug auf die Ausgleichsplatte von der Drucktrommel abgelegen und stirnseitig in bezug auf die Ausgleichsplatte angeordnet ist, wobei die Ausgleichsplatte und die Druckplatte zwischen sich eine Ausgleichskammer begrenzen und die Ausgleichskammer durch einen radialen Spalt an ihrem Außenumfang mit der Niederdruckkammer und mit der Hochdruckkammer über einen ringförmigen Spiehaum in Kommunikation steht, der zwischen der Außen-Umfangsfläche der Pumpenwelle und einer axialen Bohrung ausgebildet ist, die sich durch die Drucktrommel und die Ausgleichsplatte hindurcherstreHctThe suction side of the pump communicates with an axially displaceable pressure drum that moves around the pump shaft is arranged between the high pressure chamber and the low pressure chamber and separates these chambers, a compensation plate which is arranged around the pump shaft within the housing and whose cross-sectional area is larger than that of the pressure drum and which is rigidly connected to the same and axially displaceable with this, and a pressure plate on the Pump shaft is firmly attached to the side with respect to the compensating plate of the printing drum remote and is arranged at the end with respect to the compensation plate, the compensation plate and the pressure plate delimit a compensation chamber between them and the compensation chamber through a radial gap on its outer circumference with the low-pressure chamber and with the high-pressure chamber an annular spar space is in communication, which is formed between the outer peripheral surface of the pump shaft and an axial bore that extends extends through the printing drum and the compensating plate

Aus der DT-OS 14 53 787 ist eine Einrichtung zum Ausgleich des Axialschubes von Kreiselpumpen bekannt die in der eingangs beschriebenen Weise ausge bildet istFrom DT-OS 14 53 787 a device for compensating the axial thrust of centrifugal pumps is known which is designed in the manner described above forms is

Aus der US-PS 22 21 225 ist bekannt, daß gewöhnli ehe zylindrische Ausgleichstrommeln ein relativ großes Spiel haben müssen, um im Betrieb ein Festfressen zu vermeiden. Da derartige Ausgleichstrommeln einem relativ raschen Verschleiß unterworfen sind, nimmt auch die Fluid-Leckage in die Druckreduzierkammer entsprechend zu. Dadurch wird es schwierig, den optimalen Wirkungsgrad in Pumpen aufrechtzuerhalten, die mit gewöhnlichen Ausgleich&trommeln versehen sind. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist in der US-PS 22 21 225 ein Leckage-Steuerring vorgesehen, der in einer schwebenden Position zwischen axial voneinander beanstandeten radialen Stirnseiten von inneren und äußeren ringförmigen Teilen und der Ausgleichstrommel gehalten wird. Die ringförmigen Teile sind drehfest auf der Pumpenwelle befestigt so daß sie mit hoher Drehzahl rotieren, wenn sich die Pumpe in Betrieb befindet Der Steuerring ist dagegen nur lose zwischen den rotierenden ringförmigen Teilen angeordnet d. h., er besitzt keine mechanische Verbindung zu diesen Teilen. Da der Leckage-Steuerring während seiner Bewegung zwischen den radialen Stirnseiten zwangsläufig mit letzteren in Berührung gebracht wird, ist ein Verschleiß der radialen Stirnseiten und der radialen Seiten des Leckage-Steuerrings unvermeidlich. Als Folge dieses Verschleißes nimmt die Leckage des Mediums in die Druckreduzierkammer zu, da die zwei ringförmigen Teile sich nicht gegeneinander bewegen können, um diesen Verschleiß zu kompensieren. Die Ausgleichsvorrichtung arbeitet dann aber nicht mehr einwandfrei.From US-PS 22 21 225 it is known that gewöhnli before cylindrical compensating drums must have a relatively large play in order to seize during operation avoid. Since such equalizing drums are subject to relatively rapid wear, increases the fluid leakage into the pressure reducing chamber also increases accordingly. This makes it difficult to maintain optimal efficiency in pumps, which are provided with ordinary balancing & drums. To avoid this disadvantage, the US-PS 22 21 225 a leakage control ring is provided which is held in a floating position between axially spaced radial end faces of inner and outer annular parts and the compensating drum. The annular parts are non-rotatably mounted on the pump shaft so that they rotate at high speed when the pump is in The control ring, however, is only loosely arranged between the rotating ring-shaped parts d. i.e. it has no mechanical connection to these parts. Since the leakage control ring is inevitably brought into contact with the latter during its movement between the radial end faces is, wear of the radial end faces and the radial sides of the leakage control ring is inevitable. As a result of this wear and tear, the leakage of the medium into the pressure reducing chamber increases as the two ring-shaped parts cannot move against each other in order to compensate for this wear. the The compensation device then no longer works properly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ausgleichen des axialen Schubes an der Pumpenwelle einer Kreiselpumpe anzugeben, die auch nach einem stärkeren, durch längeren Betrieb bedingten Verschleiß an den Ausgleichseinrichtungen zuverlässig arbeitet und die Pumpenwelle axial nicht verschiebt.The object of the invention is to provide a device for To provide compensation for the axial thrust on the pump shaft of a centrifugal pump, which also after a increased wear and tear on the compensation devices caused by prolonged operation and the pump shaft does not move axially.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der radial innere Umfang der Ausgleichsplatte einstückig mit einem ringförmigen axialen Ansatz versehen ist, der sich gegen die gegenüberliegende Stirnseite der Druckplatte erstreckt wobei ein ringförmiger Spalt zwischenThis object is achieved in that the radially inner circumference of the compensating plate is integral with it an annular axial extension is provided which extends against the opposite end face of the pressure plate with an annular gap between

<Jem Ansatz und der Druckplatte gebildet ist, daß der Spalt den ringförmigen Spielraum mit der Ausgleichskf.imier kommunizierend verbindet und daß die Drucktrommel und die Ausgleichsplatte durchgehend mit einem axialen Flüssigkeitsdurchlaß vei sehen sind. Ober den die Hochdruckkammer und die Ausgleichskammer stets in Verbindung stehen. <Jem approach and the pressure plate is formed that the Gap the ring-shaped clearance with the compensating tool communicating connects and that the printing drum and the compensation plate are continuous are seen with an axial fluid passage vei. Via which the high pressure chamber and the equalization chamber are always in communication.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktrommel einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und ihr radial "o nach innen ofiener Ringraum mit der Hochdruckkammer und dem Flüssigkeitsdurchlaß kommuniziertA preferred embodiment is characterized in that that the printing drum is essentially one Has a U-shaped cross-section and its radially "o inwardly open annular space with the high-pressure chamber and communicates with the liquid passage

Im Gegensatz zu den Ausführungen bekannter Art arbeitet die erfinduugsgemäße Vorrichtung auch dann noch absolut zuverlässig, wenn ein beträchtlicher Verschleiß an den Ausgleichs- und Druckplatten aufgetreten isL Dieser Vorteil wird durch den ringförmigen axialen Ansatz an der Ausgleichsplatte bewirkt Da die Ausgleichsplatte sich in axialer Richtung gegen die Druckplatte hin- und von dieser weg bewegt, welche zwecks axialem Druckausgleich an der Pumpenwelle befestigt ist tritt an dem axialen Ansatz der Ausgleichsplatte nach längerem Betrieb zwangsläufig ein Verschleiß auf. Dieser Verschleiß beeinträchtigt jedoch den einwandfreien Betrieb der Vorrichtung so lange ²S nicht bis der axiale Ansatz der Ausgleichsplatte vollständig abgenutzt ist Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Stirnseite des axialen Ansatzes sich gegen die Druckplatte vorschieben kann, um den Verschleiß zu kompensieren, wodurch der richtige axiale Abstand des ringförmigen Spaltes zwischen dem Ansatz und der Druckplatte aufrechterhalten wird, wenn der Verschleiß zunimmt Zu diesem Zweck sind Ausgleichsplatte und Drucktrommel, die miteinander verbunden sind, gegenüber der Pumpenwelle axial beweglich angeordnet wie aus der DT-OS 14 53 787 bekannt ist.In contrast to the designs of the known type, the device according to the invention works absolutely reliably even if considerable wear has occurred on the compensating and pressure plates Pressure plate moved back and forth, which is attached to the pump shaft for the purpose of axial pressure compensation, inevitably occurs at the axial extension of the compensation plate after prolonged operation. However, this wear affects the proper operation of the device as long as ² S is not completely worn down to the axial approach of the compensation plate This is due to the fact that the end face of the axial projection can advance against the pressure plate to compensate for the wear which the right axial distance of the annular gap between the shoulder and the pressure plate is maintained when the wear increases.For this purpose, compensation plate and pressure drum, which are connected to each other, are axially movable relative to the pump shaft, as is known from DT-OS 14 53 787.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtThe following are exemplary embodiments of the invention described in more detail on the basis of the drawing. It shows

F i g. 1 e<ne axiale Teilschnittansicht einer mehrstufigen Zentrifugalpumpe mit einer errindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung undF i g. 1 e <ne axial partial sectional view of a multi-stage Centrifugal pump with a compensating device according to the invention and

¹ i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt eines Teils der in l·" i g. 1 gezeigten Pumpe. ¹ i g. FIG. 2 is an enlarged partial section of a portion of the pump shown in FIG.

Es wird nun auf die F i g. 1 und 2 Bezu^ genommen, um zunächst dit Konstruktion eines Ausführungsbeispiels der Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung zu beschreiben. In einem Gehäuse 1 sind Pumpenräder 2 einer mehrstufigen Zentrifugalpumpe untergebracht. Die Pumpenräder 2 sind z. B. mittels Keile 4 auf einer Pumpenwelle 3 befestigt. Ein Gehäuse 5, i.i dem verschiedene Teile einer Vorrichtung zum Ausgleichen des axialen Schubes der Pumpe vorgesehen sind, ist durch Schrauben 6 an dem Gehäuse 1 neben einer Hochdruckkammer 7 an der Rückseite des Pumpenrades 2 der letzten Stufe befestigt Dieses Gehäuse 5 ist mit einer Öffnung 8 versehen, die mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung steht.It is now to the F i g. 1 and 2 taken, to begin with the construction of an embodiment of the balancing device according to the invention to describe. Pump wheels 2 of a multistage centrifugal pump are housed in a housing 1. The pump wheels 2 are z. B. fastened on a pump shaft 3 by means of wedges 4. A housing 5, i.i the various Parts of a device for balancing the axial thrust of the pump are provided by Screws 6 on the housing 1 next to a high pressure chamber 7 on the back of the pump wheel 2 the last stage attached This housing 5 is provided with an opening 8, which with the suction side of the Pump is in communication.

Zwischen der innenliegenden Kammer 9 des Gehäuses 5 und der Hochdruckkammer 7 ist eine Druck- oder Schubtrommel 10, die ähnlich wie das Pumpengehäuse 1 und das Gehäuse 5 nicht drehbar ist flüssigkeitsdicht in einer axialen Bohrung eines Gehäuseteils 2a so eingesetzt, so daß sie nur relativ zu der Innenfläche der Bohrung axial verschiebbar ist. Die Drucktrommel 10 ist mit einer Ringnut 10a versehen, die Form oder Größe dieser Drucktrommel 5 unterliegt jedoch keinen sneziellen Beschränkungen, mit der Ausnahme, daß ihre Querschnittsfläche etwa gleich ist derjenigen des Öffnungsbereichs des Pumpenrads 2 in jeder Pumpenstufe, und zwar aus Gründen, die in der Beschreibung noch später erläutert werden. O-Ringe U können vorgesehen sein, um den möglichen Spalt zwischen der Drucktrommel 10 und der umgebenden Wand der Bohrung in dem Gehäuseteil la abzudichten. Ein passender ringförmiger Spielraum 12 ist zwischen der Drucktrommel 10 und einer Hülse 13 auf der Walle 3 ausgebildet Eine verschleißfeste Schicht 106 (F i g. 2) kann an der Trommel 10 vorgesehen werden. Diese Schicht wirkt als Schmutzabscheider und schützt die Teile, an denen sie angebracht ist Es wird bemerkt daß die Drucktrommel 10 durch die Drehung der Welle 3 nicht mitgenommen wird, weil ein Fortsatz 14C vorgesehen ist der in ^iner Ausnehmung 2b in dem Gehäuseteil 2a eingreift Between the inner chamber 9 of the housing 5 and the high pressure chamber 7 is a pressure or thrust drum 10, which, similar to the pump housing 1 and the housing 5, is non-rotatable, liquid-tightly inserted in an axial bore of a housing part 2a so that it is only relative to the inner surface of the bore is axially displaceable. The printing drum 10 is provided with an annular groove 10a, but the shape or size of this printing drum 5 is not particularly limited except that its cross-sectional area is approximately the same as that of the opening area of the impeller 2 in each pump stage for reasons explained in FIG will be explained later in the description. O-rings U can be provided in order to seal the possible gap between the printing drum 10 and the surrounding wall of the bore in the housing part la. A suitable annular clearance 12 is formed between the printing drum 10 and a sleeve 13 on the roller 3. A wear-resistant layer 106 (FIG. 2) can be provided on the drum 10. This layer acts as a dirt separator and protects the parts to which it is attached. It is noted that the printing drum 10 is not entrained by the rotation of the shaft 3 because an extension 14C is provided which engages in the recess 2b in the housing part 2a

Eine Ausgleichsplatte 14 ist starr mit der Drucktrommel 10 gekoppelt und mit dieser axial verstellbar. An der Niederdruckseite dieser Ausgleichsplatte 14, d. h. an der linken Seite der Platte 14 gemäß den F i g. 1 und 2, ist entgegengesetzt eine Druckplatte 15 vorgesehen, die durch einen Keil 16 fest auf der Welle 3 angebracht ist Die Ausgleichsplatte 14 i<nd Druckplatte 15 sind mit entgegengesetzten, im wesentlichen ringförmigen Ansätzen versehen, die durch die Bezugszahlen 14a, 140 und 15a, 156 gekennzeichnet sind, um geeignete Berührungsflächen zu bilden, die normalerweise zwischen sich einen inneren Spalt 17 und einen äußeren Spalt 18 aufweisen. Es ist erwünscht, daß diese ringförmigen Ansätze aus einem ausreichend verschleißfesten Material hergestellt werden.A compensating plate 14 is rigidly coupled to the printing drum 10 and axially adjustable with it. On the low-pressure side of this compensating plate 14, ie on the left side of the plate 14 according to FIGS. 1 and 2, is opposed to a printing plate 15 is provided which is attached by a key 16 on the shaft 3, the compensating plate 14 i <nd printing plate 15 are provided with opposite, substantially annular approaches that by the reference numerals 14a, 140, and 15a , 156 to form suitable mating surfaces which normally have an inner gap 17 and an outer gap 18 between them. It is desirable that these annular lugs be made of a sufficiently wear-resistant material.

Durch die Ausgleichs- und Druckplatten 14 und 15 wird der durch das obenerwähnte Gehäuse 5 begrenzte Raum in eine Ausgleichskammer 19, die zwischen den Platten 14 und 15 liegt, und in die Niederdruckkammer 9 aufgeteilt. Aus den Zeichnungen geht hervor, daß die Niederdruckkammer 9 mit der Hochdruckkammer 7 über den äußeren Spalt 17, die Ausgleichskammer 19, den inneren Spalt 18 und den Spielraum 12 in Verbindung bringbar ist. Die Hochdruckkammer 7 und die Ausgleichskammer 19 können ebenfalls über einen Flüssigkeitskanal 20, dessen Zwecke anschließend noch beschrieben werden, in direkter Verbindung miteinander stehen. Es sei bemerkt, daß Vorkehrungen getroffen sind, damit die Pumpenwelle 2 relativ zum Pumpengehäuse axial nicht verschiebbar ist.The compensating and pressure plates 14 and 15 limit the area of the housing 5 mentioned above Space in a compensation chamber 19, which lies between the plates 14 and 15, and in the low-pressure chamber 9 split. The drawings show that the low-pressure chamber 9 and the high-pressure chamber 7 Via the outer gap 17, the compensation chamber 19, the inner gap 18 and the clearance 12 in connection can be brought. The high pressure chamber 7 and the compensation chamber 19 can also have a Fluid channel 20, the purposes of which will be described below, in direct communication with one another stand. It should be noted that precautions are taken so that the pump shaft 2 relative to the pump housing is not axially displaceable.

Nachstehend wird nun eine Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung zum Ausgleichen des axialen Schubes der mehrstufigen Zentrifugalpumpe beschrieben. Ein hoher Druck baut sich in der Kammer 7 auf, wenn die Pumpe in Betrieb gesetzt wird. Das unter hohem Druck stehende Medium in der Kammer 7 läuft durch einen ringförmigen Raum 10c in der Trommel 10, den Spielraum 12 und den inneren Spalt 18 sowie durch den Flüssigkeitskanal 20, sofern dieser vorgesehen ist, in die Ausgleichskammer 19. Sollte der äußere Spalt 17 zwischen der Ausgleichsplatte 14 und der Druckplatte 15 durch den auf die Trommel 10 einwirkenden axialen Schub geschlossen sein, so ist der Druck innerhalb der Ausgleichskammer 19 im wesentlichen gleich dem Druck innerhalb der Hochdruckkammer 7. Da jedoch die Drucktrommel 10 einen kleineren Durchmesser hat als die Ausgleichsplatte 14, was eindeutig aus den Zeichnungen hervorgeht, und da die Druckplatte 15, wie bereits erwähnt axial unbeweglich ist, bewirkt eine Kraft, resultierend aus dem Unterschied zwischen der nach rechts gerichteten Kraft, die auf die Platte 14 ein-The following is an operation of the above-described device for balancing the axial Described thrust of the multistage centrifugal pump. A high pressure builds up in chamber 7 on when the pump is started. The medium under high pressure in the chamber 7 runs through an annular space 10c in the drum 10, the clearance 12 and the inner gap 18 as well as through the liquid channel 20, if this is provided, into the compensation chamber 19. Should the outer gap 17 between the compensation plate 14 and the pressure plate 15 by the acting on the drum 10 axial Be closed thrust, the pressure within the compensation chamber 19 is substantially equal to that Pressure inside the high pressure chamber 7. However, since the printing drum 10 has a smaller diameter as the compensating plate 14, which is clearly evident from the drawings, and since the pressure plate 15, as already mentioned is axially immovable, causes a force resulting from the difference between the force directed to the right, which acts on the plate 14

wirkt, und zwar auf Grund des Druckes in der Ausgleichskammer 19 (in diesem Fall etwa gleich dem Druck in der Kammer 7) und den nach links gerichteten Kräften entspricht, die auf Grund der Drücke in den Kammern 7 und 9 auf die Trommel 10 und die Platte 14 einwirken, daß sich die Ausgleichsplatte 14 gemäß den Figuren nach rechts bewegt, wodurch der obenerwähnte Spalt 17 geöffnet wird.acts, due to the pressure in the compensation chamber 19 (in this case about the same as Pressure in the chamber 7) and the forces directed to the left, which due to the pressures in the Chambers 7 and 9 act on the drum 10 and the plate 14 that the compensation plate 14 according to the Figures moved to the right, whereby the above-mentioned gap 17 is opened.

Für den Fall, daß der Spalt 17 zu weit geöffnet wird, fällt der Druck in der Ausgleichskammer 19 auf den Druckwert in der Niederdruckkammer 9 ab, was zur Folge hat, daß sich die Drucktrommel 10 und daher die Ausgleichsplatte 14 nach !inks bewegen, um den SpaltIn the event that the gap 17 is opened too wide, the pressure in the compensation chamber 19 drops to the pressure value in the low-pressure chamber 9, which leads to The result is that the printing drum 10 and therefore the compensating plate 14 move inks to the gap

17 zweckmäßig zu verengen. Die Breite dieses äußeren Spaltes 17 stabilisiert sich somit bei einem Zustand, der durch die wirksamen Querschnittsflächen des Spaltes17 to narrow it appropriately. The width of this outer gap 17 is thus stabilized in a state that by the effective cross-sectional areas of the gap

18 und durch die Summe der Querschnittsflächen des Kanals 20 und des Spaltes 18 vorbestimmt wird.18 and is predetermined by the sum of the cross-sectional areas of the channel 20 and the gap 18.

Es wird nun die an der Druckplatte 15 angreifende eingestellte Kraft betrachtet, um die Kräfte deutlicher darzustellen, welche während des Betriebs dieser Ausgleichsvorrichtung an der Drucktrommel 10, der Ausgleichsplatte 14 und der Druckplatte 15 angreifen. Diese Nutzkraft kann man als den Unterschied zwischen den Drücken in den Kammern 7 und 9 betrachten, und sie greift an einer Fläche an, die man erhält, wenn man den Unterschied zwischen den wirksamen Flächen der Ausgleichsplatte 14 und der Drucktrommel 10 von der wirksamen Fläche der Druckplatte 15 abzieht. Mit anderen Worten, die an der Druckplatte 15 angreifende Nutzkraft gleicht im wesentlichen den Unterschied zwischen den Drücken der Kammern 7 und 9 aus, und sie greift an der Fläche an, die gleich ist der wirksamen Querschnittsfläche der Drucktrommel 10. Die Druckplatte 15 wird daher einer nach links gerichteten Kraft gemäß den F i g. 1 und 2 unterworfen. Da die Querschnittsfläche der Drucktrommel 10 etwa der Pumpenradöffnungsflächc in jeder Pumpenstufe entspricht wie vorstehend erwähnt wurde, ist die oben definierte Nutzkraft an der Druckplatte 15 im wesentlichen gleich dem axialen Schub A, der an den Pumpenrädern 2 angreift Die axialen Kräfte an der Welle sind daher ausgeglichen. The set force acting on the pressure plate 15 will now be considered in order to show more clearly the forces which act on the pressure drum 10, the compensation plate 14 and the pressure plate 15 during the operation of this compensation device. This useful force can be regarded as the difference between the pressures in chambers 7 and 9, and it acts on a surface which is obtained by taking the difference between the effective areas of the compensating plate 14 and the printing drum 10 from the effective area of the Pressure plate 15 pulls off. In other words, the useful force acting on the pressure plate 15 substantially offsets the difference between the pressures of the chambers 7 and 9, and acts on the area which is the same as the effective cross-sectional area of the pressure drum 10. The pressure plate 15 therefore becomes one leftward force according to FIGS. 1 and 2 subject. Since the cross-sectional area of the pressure drum 10 corresponds approximately to the impeller opening area in each pump stage, as mentioned above, the above-defined useful force on the pressure plate 15 is essentially equal to the axial thrust A which acts on the pump wheels 2. The axial forces on the shaft are therefore balanced .

Wenngleich die einander gegenüberliegenden Flächen der ringförmigen Ansätze an der Ausgleichsplatte 14 und der Druckplatte 15 im Betrieb abgenutzt werden können, bleiben die inneren und äußeren Spalten 18 und 17, die dazwischenliegen, so lange im wesentlichen konstant bis die ringförmigen Ansätze völlig abgenutzt sind, so daß ein wirksamer Betrieb der Pumpe fiber sehr lange Zeitspannen gewährleistet ist Um die Abnutzung der Ansätze klein zu halten, können sie aus einem verschleißfesten Material hergestellt werden. Die Nachbarbereiche der Spalten 17 und 18 und des Spielraums 12 sind besonders der Gefahr einer Beschä- SS digung oder Erosion ausgesetzt. Die Zustände des inneren Spaltes und insbesondere des Spielraums 12 sind wahrscheinlich am wichtigsten zur Erzielung der verlängerten Lebensdauer der gesamten Ausgleichsvorrichtung. Although the opposite surfaces of the annular lugs on the compensation plate 14 and the pressure plate 15 can be worn during operation, the inner and outer gaps remain 18 and 17, which are in between, remain essentially constant until the annular lugs are completely worn out so that effective operation of the pump is ensured over very long periods of time To keep wear of the approaches small, they can be made of a wear-resistant material. The areas adjacent to the columns 17 and 18 and the clearance 12 are particularly at risk of damage aging or erosion. The states of the inner gap and particularly the clearance 12 are probably most important to achieving the extended life of the entire balancer.

Um die Beschädigung oder Erosion klein zu halten, ist es erwünscht, die Flüssigkeitsströmungsmenge durch den Spalt 18 und den Spielraum 12 zu verringern. Zu diesem Zweck ist der obenerwähnte Kanal 20 vorgesehen, der die Hochdruckkammer 7 direkt, mit der Ausgleichskammer 19 verbindet. Wenn er in der Form einer öffnung vorliegt, ist dieser Durchlaß 20 gleich so herstellbar, daß er verschleißfest ist. Dieser Hilfskanal oder Hilfsdurchlaß 20 schützt nicht nur den Spalt 18 und den Spielraum 12 gegen eine Beschädigung, wie oben erwähnt, sondern verbessert auch erheblich die Arbeitsbedingungen der Pumpenwelle 3, der Wellenhülse 13 und anderer wichtiger Teile der Pumpe in der Nähe des Spielraums 12.In order to keep the damage or erosion small, it is desirable to reduce the amount of liquid flow through the gap 18 and the clearance 12 to reduce. For this purpose the above-mentioned channel 20 is provided, which connects the high pressure chamber 7 directly to the compensation chamber 19. When he's in shape an opening is present, this passage 20 can be produced in such a way that it is wear-resistant. This auxiliary channel or auxiliary passage 20 not only protects gap 18 and clearance 12 from damage, such as mentioned above, but also greatly improves the working conditions of the pump shaft 3, the shaft sleeve 13 and other important parts of the pump near the clearance 12.

Wenngleich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Drucktrommel 10 und die Ausgleichsplatte 14 als Einzelteile ausgeführt sind, um die Wartung zu erleichtern, sei darauf hingewiesen, daß sie auch aus einem Stück hergesetllt werden können. Wenngleich ferner der Durchmesser der Ausgleichsplatte 14 keinen bestimmten Beschränkungen unterworfen ist, gilt jedoch die Ausnahme, daß er größer sein muß als derjenige der Drucktrommel 10, um einen erfolgreichen Betrieb der Ausgleichsvorrichtung zu erhalten. Although in the illustrated embodiment of the invention, the printing drum 10 and the compensating plate 14 are designed as individual parts to facilitate maintenance, it should be noted that they can also be made from one piece. Although also the diameter of the compensation plate 14 is not subject to any particular restrictions, with the exception that it is larger must be than that of the printing drum 10 in order to obtain successful operation of the compensator.

Die Verwendungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung ist nicht allein auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt Sie ist auch anwendbar z. B. bei einer mehrstufigen Pumpe, in der die zahlreichen Pumpenräder in zwei einander gegenüberliegenden Gruppen angeordnet sind (z. B. eine Hochdruckgruppe und eine Niederdruckgruppe). Für den Fall, daß ein Unterschied zwischen den Zahlen der Pumpenstufen in den entsprechenden Gruppen vorhanden ist der zu einem Unterschied zwischen den axialen Schüben führt, die durch diese Gruppen erzeugt werden, kann die Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung zwischen den Hochdruckgruppen und Niederdruckgruppen eingebaut werden, um einen solchen Unterschied zwischen den axialen Drücken auszugleichen, die durch die entsprechenden Gruppen erzeugt werden. Die Druckplatte 15 kann in diesem Fall durch die Rückplatte des Pumpenrads der letzten Stufe von einer der Gruppen gebildet werden. Bei einer alternativen Ausführung kann die Druckplatte direkt mit der Rückplatte gekuppelt sein, anstatt auf der Pumpenwelle befestigt zu sein wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist ferner ohne weiteres erkennbar, daß die Ausgleichsvorrichtung auch bei einer einstufigen Pum pe angewendet werden kann.The possible use of the present invention is not limited to the illustrated embodiment limited It is also applicable z. B. in a multi-stage pump in which the numerous Pump impellers are arranged in two opposite groups (e.g. a high pressure group and a low pressure group). In the event that there is a difference between the numbers of the pump stages in the corresponding groups are present which leads to a difference between the axial thrusts, generated by these groups, the compensation device according to the invention between the high pressure groups and low pressure groups are built in to make such a difference between to compensate for the axial pressures generated by the respective groups. The printing plate 15 can in this case through the back plate of the impeller of the last stage of one of the groups are formed. In an alternative embodiment, the pressure plate can be coupled directly to the back plate instead of being attached to the pump shaft as in the illustrated embodiment of the invention. It is also readily apparent that the compensating device even with a single-stage Pum pe can be applied.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vorrichtung zum Ausgleichen des axialen Schubes an der Pumpenwelle einer Kreiselpumpe mit S einem Gehäuse, das eine Hochdruckkammer bildet und wenigstens einem Pumpenrad, das in der Kammer angeordnet und auf der Pumpenwelle befestigt ist, wobei sich die Ausgleichsvorrichtung zusammensetzt aus einem Gehäuse, das axial neben der Hochdruckkammer ausgebildet ist und in seinem Innern eine Niederdruckkammer begrenzt, die mit der Saugseite der Pumpe kommuniziert, einer axial verschiebbaren Drucktrommel, die um die Pumpenwelle zwischen der Hochdruckkammer und der Nieder- druckkammer angeordnet ist und diese Kammern trennt, einer Ausgleichsplatte, die um die Pumpenwelle innerhalb des Gehäuses angeordnet und deren Querschnittsfläche größer ist als diejenige der Drucktrommel und die mit derselben starr verbun- ic den und mit dieser axial verschiebbar ist, sowie «iner Druckplatte, die auf der Pumpenwelle an der Seite fest angebracht ist, die in bezug auf die Ausgleichsplatte von der Drucktrommel abgelegen und ttirnseitig in bezug auf die Ausgleichsplatte an- 2s geordnet ist, wobei die Ausgleichsplatte und die Druckplatte zwischen sich eine Ausgleichskammer begrenzen und die Ausgleichskammer durch einen radialen Spalt an ihrem Außenumfang mit der Niederdruckkammer und mit der Hochdruckkammer über einen ringförmigen Spielraum in Kommunikation steht, der zwischen der Außen-Umfangsfläche der Pumpenwelle und einer axialen Bohrung ausgebildet ist, die sich durch die Drucktrommel und die Ausgleichsplatte hindurcherstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Umfang der Ausgleichsplatte (14) einstückig mit einem ringförmigen axialen Ansatz (146) verseht η ist, der sich gegen die gegenüberliegende Stirnseite der Druckplatte (15) erstreckt, wobei ein ringförmiger Spalt (18) zwischen dem Ansatz und der Druckplatte gebildet ist, daß der Spalt (18) den ringförmigen Spielraum (12) mit der Ausgleichskammer (19) kommunizierend verbindet und daß die Druck trommel (10) und die Ausgleichsplatte (14) durchgehend mit einem axialen Flüssigkeitsdurchlaß (20) versehen sind, über den die Hochdruckkammer (7) und die \usgleichskammer (19) stets in Verbindung stehen.1. A device for balancing the axial thrust on the pump shaft of a centrifugal pump with a housing which forms a high-pressure chamber and at least one pump wheel which is arranged in the chamber and fastened on the pump shaft, the balancing device being composed of a housing which axially is formed next to the high pressure chamber and in its interior delimits a low pressure chamber that communicates with the suction side of the pump, an axially displaceable pressure drum, which is arranged around the pump shaft between the high pressure chamber and the low pressure chamber and separates these chambers, a compensation plate, which around the pump shaft disposed within the housing and whose cross-sectional area is greater than that of the printing drum and the IC with the same rigidly connectedness is axially displaceable with the latter, as well as "iner printing plate which is fixedly mounted on the pump shaft at the side with respect onto the compensating plate from the printing drum l is remote and arranged on the front side with respect to the compensating plate, the compensating plate and the pressure plate delimiting a compensating chamber between them and the compensating chamber being in communication with the low-pressure chamber and the high-pressure chamber via an annular clearance through a radial gap on its outer circumference , which is formed between the outer peripheral surface of the pump shaft and an axial bore which extends through the pressure drum and the compensating plate, characterized in that the radially inner circumference of the compensating plate (14) integrally provided with an annular axial projection (146) η which extends against the opposite end face of the pressure plate (15), wherein an annular gap (18) is formed between the extension and the pressure plate, that the gap (18) communicates the annular clearance (12) with the compensation chamber (19) connects and that the pressure drum (10) and the compensation calibration plate (14) are continuously provided with an axial fluid passage (20) via which the high pressure chamber (7) and the equalization chamber (19) are always in communication.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktrommel (10) einen2. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the printing drum (10) has a im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und ihr radial nach innen offener Ringraum (10a) mit der Hochdruckkammer (7) und dem Flüssigkeitsdurchlaß (20) kommuniziert.has a substantially U-shaped cross-section and its annular space (10a), which is open radially inward, communicates with the high pressure chamber (7) and the liquid passage (20).