DE2550034C2

DE2550034C2 - Centrifugal pump

Info

Publication number: DE2550034C2
Application number: DE19752550034
Authority: DE
Inventors: Nikolai Nikolaevi&ccaron; Novokuzneck Letov; Viktor Arsentievi&ccaron; Tatkov
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ I PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ INSTITUT DOBYCI UGLJA GIDRAVLICESKIM SPOSOBOM VNIIGIDROUGOL NOVOKUZNECK KEMEROVSKAJA OBLAST' SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ I PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ INSTITUT DOBYCI UGLJA GIDRAVLICESKIM SPOSOBOM VNIIGIDROUGOL NOVOKUZNECK KEMEROVSKAJA OBLAST' SU
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE2550034A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe mit zwei in entgegengesetzten Richtungen angeströmten Laufrädern, die gemeinsam gegen einen durch einen Wellenabsatz gebildeten Anschlag mittels einer Hülse verspannt sind, welche derart über schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Flächen mit der Welle zusammenwirkt, daß unter der Wirkung eir.es auf die Hülse übertragenen Drehmoments diese im Sinne des Verspannens der Laufräder gegeneinander in Axialrichtung bewegt wird. Eine solche Kreiselpumpe ist aus der US- PS 11 29 139 bekannt.The present invention relates to a centrifugal pump with two in opposite directions against the flow of impellers, which together against a stop formed by a shaft shoulder are braced by means of a sleeve, which in such a way over surfaces running obliquely to the circumferential direction cooperate with the shaft that eir.es under the effect Torque transferred to the sleeve in the sense of bracing the impellers against each other in Axial direction is moved. Such a centrifugal pump is known from US Pat. No. 1,129,139.

Bei der bekannten Ausbildung sind die schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden Flächen Gewindegänge und das auf die Hülse übertragene Drehmoment ist das Drehmoment, welches der Monteur bei der Montage >o mittels des Schraubenschlüssels auf die Hülse überträgt.In the known design, the surfaces running obliquely to the circumferential direction are threads and the torque transmitted to the sleeve is that Torque that the fitter needs to use during assembly> o transfers to the sleeve using the wrench.

Bei der bekannten Ausbildung ist die Steigungsrichtung des Gewindes so, daß das im Betrieb von der geförderten Flüssigkeit auf das an der Hülse anliegende Laufrad wirkende Drehmoment eine Wirkungsrichtung hat. daß es bei Übertragung auf die Hülse diese im Sinne des Lösens der Verspannung zu drehen sucht. Dadurch ist die zuverlässige Befestigung der Laufräder auf der Welle in Frage gestellt.In the known design, the pitch direction of the thread is such that the operation of the pumped liquid has a direction of action on the torque acting on the impeller Has. that when it is transferred to the sleeve it tries to rotate it in the sense of releasing the tension. Through this the reliable fastening of the impellers on the shaft is called into question.

Hinzu kommt, daß die Laufräder nur über ebene *>" ringförmige Flächen mit sowohl dem Wellenabsatz als auch mit der Hülse zusammenwirken, so daß von hierher keine zuverlässige Zentrierung erwartet werden kann. Damit besteht auch die Gefahr des Auftretens von Radialspiel. <>>In addition, the impellers only have a level *> " annular surfaces cooperate with both the shaft shoulder and the sleeve, so that of no reliable centering can be expected here. There is therefore also a risk of Radial play. <>>

Die vorstehend genannten Nachteile wiegen besonders schwer, wenn es um den Einsatz der Kreiselpumpe im Bergbau, in der Hüttenindustrie, in der chemischen Industrie oder in der Bauindustrie geht, wo oft Flüssigkeiten mit schwebenden Schleifleinen, d.h. Pulpen zu pumpen sind.The disadvantages mentioned above are particularly serious when it comes to the use of the centrifugal pump in mining, in the metallurgical industry, in the chemical industry or in the construction industry, where often Liquids with floating abrasive cloth, i.e. pulps are to be pumped.

An sich ist aus DE-PS 3 44 963 das Verspannen eines Kreiselpumpenlaufrades auf der Welle mittels einer Hülse bekannt, die die Verspannkräfte über eine kegeistumpfförmige Fläche auf die Nabe des Laufrades überträgt. Hier steht dieses Merkmal jedoch unter der Aufgabenstellung der säuredichten Kapselung der Welle. Die Verspannung geschieht durch eine Mutter, die durch eine Gegenmutter gesichert wird.As such, from DE-PS 3 44 963 the bracing of a centrifugal pump impeller on the shaft by means of a Known sleeve that exerts the tensioning forces on the hub of the impeller via a frustoconical surface transmits. Here, however, this feature is subject to the task of the acid-tight encapsulation of the Wave. The bracing is done by a nut, which is secured by a lock nut.

In dem Buch »Centrifugal Pumps« von Igor J. Karassik, 1960, Seite 73 ist die Möglichkeit angesprochen, den Sitz eines Kreiselpumpenlaufrades dadurch zu gewährleisten, daß eine Hülse, die mit der Welle über ein Gewinde zusammenwirkt, gegen dieses drückt und dabei im Betrieb ein in diesem Sinne wirkendes Drehmoment erfährt Hier handelt es sich aber um eine Stopfbuchsenhülse, die zunächst einmal die Aufgabe hat, den von ihr abgedeckten Wellenabschnitt vor dem Verschleiß durch die Stopfbuchse zu schützen. Nun wird hier die zwischen Stopfbuchse und Hülse wirkende Reibung ausgenutzt um die Verspannung zu bewirken. Dies ist deswegen bedenklich, weil die Verspannung von einer an sich unerwünschten Kraft bewirkt wird, deren Größe zudem stark von Zufälligkeit ?n abhängt. Dies würde beim Pumpen von Pulpen in ganz besonderem Maße gelten. Eine Zentrierungswirkung ist hier nicht vorgesehen.In the book "Centrifugal Pumps" by Igor J. Karassik, 1960, page 73, the possibility of ensuring the seat of a centrifugal pump impeller is addressed by the fact that a sleeve, which interacts with the shaft via a thread, presses against it and thereby during operation one acting in this sense torque undergoes but here is a Stopfbuchsenhülse that initially has the task of protecting the interests it covered shaft section prior to wear through the gland. Now the friction between the stuffing box and the sleeve is used to create the tension. This is problematic because the tension is brought about by an inherently undesirable force, the magnitude of which also depends heavily on randomness. This would be particularly true when pumping pulps. A centering effect is not provided here.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe zu schaffen, bei der die Laufräder auf der Welle zuverlässig befestigt und zentriert sind.The object of the present invention was to create a centrifugal pump in which the impellers are reliably attached and centered on the shaft.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Ausbildung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die die Verspannungskräfte übertragenden Berührungsflächen zwischen Wellenabsatz und ersten Laufrad sowie zweiten Laufrad und Hülse kegelstumprförmig ausgebildet sind und das im Betrieb von der geförderten Flüssigkeit auf das zweite !,aufra.: wirkende Drehmoment über deren Kegelstumpffläche auf die Hülse übertragen wird und im Sinne des Verspannens der Laufräder gegeneinander in Axialrichtung wirkt.Based on the known design described at the outset, this object is achieved in that the contact surfaces between the shaft shoulder and the first impeller that transmit the tension forces and the second impeller and sleeve are designed in the shape of a truncated cone and that during operation of the conveyed Liquid on the second!, Upright .: acting torque is transferred to the sleeve via the frustoconical surface and in the sense of bracing the Impellers act against each other in the axial direction.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung dieses Vorschlags sind die Zusammenwirkungsflächen durch ein Gewinde gebildet, mittels dessen die Hülse auf der Welle sitzt.In an expedient embodiment of this proposal the interaction surfaces are formed by a thread, by means of which the sleeve on the Shaft sits.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Zusammenwirkungsflächen durch einen schrägen Einschnitt der Hülse gebildet sind, in welchen ein in der Welle befestigter, radial aufragender Finger greift.But it can also be advantageous if the Cooperation surfaces are formed by an inclined incision in the sleeve, in which one in the Shaft attached, radially protruding finger engages.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung bewirken die zwischen Strömungsmedium und Laufrad wirkenden Kräfte das Auftreten eines Drehmoments, welches vom Laufrad auf die Hülse übertragen wird und wiederum eine Drehung derselben und dadurch ein Anziehen des Gewindes bewirkt, was seinerseits die Drehmitnahme zwischen Welle und Laufrad gewährleistet. Dabei ist sichergestellt, daß die Verspannung zwischen Welle und Laufrädern gerade den jeweils benötigten Wert hat. Hinzu kommt die gleichzeitig erfolgende zulässige Zentrierung der Laufräder.In the embodiment according to the invention, the effect between the flow medium and the impeller Forces the occurrence of a torque, which is transmitted from the impeller to the sleeve and in turn a rotation of the same and thereby a tightening of the thread causes, which in turn causes the rotary drive guaranteed between shaft and impeller. It is ensured that the tension between the shaft and Wheels just has the required value. Added to this is the permissible one that takes place at the same time Centering the impellers.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Kreiselpumpe ist gegenüber bekannten Pumpen diesen Typs von höherer Betriebssicherheit und größerer Lebensdauer; sie ist besonders geeignet für die hydraulische Förderung von festen Schüttgütern wie Kohle, Schiefer, Abgänge aus Aufbereitungsanlagen und dergleichen.The centrifugal pump embodied according to the present invention differs from known pumps Type of higher operational safety and longer service life; it is particularly suitable for the Hydraulic conveyance of solid bulk materials such as coal, slate, waste from processing plants and the same.

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Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtIn the following, the invention is illustrated by the description of exemplary embodiments further explained with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Kreiselpumpe in der Seitenansicht mit teilweisem Ausschnitt bis zur Symmetrieachse;1 shows a centrifugal pump in a side view with a partial section up to the axis of symmetry;

Fig.2 die Einzelheit Λ von Fig. 1 im vergrößerten Maßstab,Fig.2 the detail Λ of Fig. 1 in an enlarged Scale,

F i g. 3 eine andere Art der Zusammenwirkung der Hülse mit der Welle;F i g. 3 shows another type of cooperation between the sleeve and the shaft;

F i g. 4 die Anseht in Richtung des Pfeiles B in F i g. 3, teilweise geschnitten.F i g. 4 the view in the direction of arrow B in FIG. 3, partially cut.

Die Kreiselpumpe hat ein Gehäuse 1, das aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 besteht. Diese Teile sind mittels Schrauben 4 miteinander verbunden. Im Gehäuse 1 ist der Läufer 6 auf den Lagern 5 angeordnet; er besteht aus der Welle 7 und den darauf befestigten Laufrädern 8 und 9.The centrifugal pump has a housing 1 which consists of an upper part 2 and a lower part 3. These parts are connected to one another by means of screws 4. In the housing 1, the rotor 6 is arranged on the bearings 5; it consists of the shaft 7 and the impellers 8 and 9 attached to it.

Die Laufräder 8 und 9 sind in Kammern 10 bzw. 11 einer Hoch- bzw. Niederdruckstufe angeordnet, die durch eine Wand 12 voneinander getrennt sind. Zum Durchtritt der Welle ist in der Wand 12 des Gehäuses 1 eine Öffnung vorgesehen, in der eine Hülse 13 angeordnet ist die mit der Wand 12 starr verbanden ist und sie vor Verschleiß schützt.The impellers 8 and 9 are arranged in chambers 10 and 11 of a high and low pressure stage, respectively are separated from one another by a wall 12. The wall 12 of the housing 1 allows the shaft to pass through an opening is provided in which a sleeve 13 is arranged which is rigidly connected to the wall 12 and protects them from wear and tear.

Die Laufräder 8 und 9 sind auf der Welle 7 so aufgesetzt daß sie in entgegengesetzten Richtungen angeströmt werden und zwischen ihnen ist eine Distanzhülse 14 angeordnet Die Welle 7 weist dort, wo das erste Laufrad 9 befestigt ist eine Kegelfläche a auf, die mit ihrer Spitze zum zweiten Laufrad gerichtet ist. w Der Kegelfläche a der Welle entspricht eine an ihr anliegende entsprechende kegelstumpfförmige Berührungsfläche des ersten Laufrades.The impellers 8 and 9 are placed on the shaft 7 so that they are flown against in opposite directions and a spacer sleeve 14 is arranged between them second impeller is directed. w The conical surface a of the shaft corresponds to a corresponding frustoconical contact surface of the first impeller resting against it.

Eine ähnliche Kegelfläche b ist an einer Hülse 15 gebildet, welche gemäß F i g. 2 auf der Welle mittels J5 einer Schraubenverbindung sitzt Diese Kegelfläche wirkt entsprechenderweise mit dem zweiten Laufrad 8 zusammen und ihre Spitze ist zum ersten Laufrad 9 hin gerichtet.A similar conical surface b is formed on a sleeve 15, which according to FIG. 2 sits on the shaft by means of a screw connection J5. This conical surface interacts with the second impeller 8 and its tip is directed towards the first impeller 9.

Die Steigungsrichtung des Gewindes, mit dem die Hülse 15 auf Jer Welle sitzt, ist so gewählt, daß das im Betrieb der Pumpe von der geförderten Flüssigkeit auf das zweite Laufrad wirkende Drehmoment wenn es über die Kegelstumpffläche b auf die Hülse übertragen wird, im Sinne des Verspannens der Laufräder in ⁴"> Axialriclitung gegeneinander wirkt.The pitch direction of the thread with which the sleeve 15 sits on Jer shaft is selected so that the torque acting on the second impeller during operation of the pump from the pumped liquid when it is transmitted to the sleeve via the truncated cone surface b , in the sense of Bracing of the impellers in ⁴ "> axial direction acts against each other.

Bei der Ausführungsvariante gemäß F i g. 3 und 4 sitzt auf einer Welle 16 eine Hülse 17 derart, daß von der Welle 16 dort, wo die Hülse 17 angeordnet ist, ein Finger 18 radial aufragt und in der Stirnseite der Hülse 17, die von der Kegelstumpffläche b abgewandt ist, ein in F i g. 4 ersichtlicher schräger Einschnitt ausgeführt ist, dessen Begrenzungsflächen schräg zur Umfangsrichtung verlaufen. Der Finger 18 ist so angeordnet, daß er mit den Schrägflächen des Einschnitts zusammenwirktIn the embodiment variant according to FIG. 3 and 4 sits on a shaft 16, a sleeve 17 such that from the shaft 16 where the sleeve 17 is arranged, a finger 18 protrudes radially and in the end face of the sleeve 17, which faces away from the truncated cone surface b , an in F i g. 4 visible oblique incision is made, the boundary surfaces of which extend obliquely to the circumferential direction. The finger 18 is arranged to cooperate with the inclined surfaces of the incision

Im Beirieb der beschriebenen Kreiselpumpe setzt die in den Kammern 10 und 11 befindliche Flüssigkeit der Drehung der Laufräder 8 und 9 einen Widerstand entgegen. Wenn jetzt die Schraubenverbindung der Welle 7 und der Hülse 15 nicht festgezogen ist, so wird die zwischen den zusammenwirkenden Kegelstumpfflächen b wirkende Reibungskraft nicht ausreichen, um das Laufrad 8 mit der Geschwindigkeit der Welle 7 mitzunehmen. Das Laufrad 8 wird zurückbleiben und wird dadurch auch die Hülse 15 in bezug auf die Welle 7 abbremsen. Infolgedessen wird sich Hie Welle 7 in der Hülse 15 durchdrehen, so daß diese sicm auf der Welle im Sinne des Verspannens der Laufräder gegeneinander und gegen die andere Kegelfläche a festzieht. Dabei kommt es zunächst zur Anlage der Sitz-Kegelrüchen der Welle 7 mit den entsprechenden Flächen der Laufräder 8 und 9 und dann zur Erhöhung der wirkenden Flächenpressungen. Sobald diese den Wert erreichen, der den Reibschluß herbeiführt, welcher dem Drehmoment der Laufräder 8 und 9 gleich ist, hört der Schlupf der Hülse 15 auf und die Laufräder 8 und 9 werden sich zusammen mit der Welle 7 mit der Winkelgeschwindigkeit der letzteren drehen.When the centrifugal pump described is in operation, the liquid in the chambers 10 and 11 opposes the rotation of the impellers 8 and 9 with a resistance. If the screw connection of the shaft 7 and the sleeve 15 is not tightened, the frictional force acting between the cooperating frustoconical surfaces b will not be sufficient to drive the impeller 8 with the speed of the shaft 7. The impeller 8 will remain behind and will thereby also brake the sleeve 15 with respect to the shaft 7. As a result, the shaft 7 will rotate in the sleeve 15 so that it tightens on the shaft in the sense of bracing the impellers against each other and against the other conical surface a. First of all, the seat cone racks of the shaft 7 come into contact with the corresponding surfaces of the impellers 8 and 9, and then the applied surface pressures are increased. As soon as these reach the value which brings about the frictional engagement, which is equal to the torque of the impellers 8 and 9, the slippage of the sleeve 15 ceases and the impellers 8 and 9 will rotate together with the shaft 7 at the angular speed of the latter.

Im übrigen unterscheidet sich der Betrieb der Kreiselpumpe nicht von dem der bekannten Pumpen dieser Art. Bei der Befestigungsvarianie der Hülse 17 auf der Welle 16 (gemäß Fig.3, 4) erfolgt der Anzugsprozeß der zusammenwirkenden Kegelflächen analog, indem der Finger 18 und eine der Schrägfttchen des Einschnitts der Hülse 17 miteinander zusammenwirken. Dabei kommt es zur Verspannung in beiden DreMchtungen, weil der Finger je nach Drehrichtung mit der einen oder der anderen Schrägfläche zusammenwirkt. Otherwise, the operation of the centrifugal pump does not differ from that of the known pumps of this type. When the sleeve 17 is fastened on the shaft 16 (according to FIGS. 3, 4), the The process of tightening the interacting conical surfaces is analogous by placing the finger 18 and one of the oblique pockets of the incision of the sleeve 17 cooperate with one another. This leads to tension in both Rotation, because the finger interacts with one or the other inclined surface depending on the direction of rotation.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Centrifugal pump with two impellers flowing in opposite directions, which are braced together against a stop formed by a shaft shoulder by means of a sleeve, which cooperates with the shaft via surfaces running obliquely to the circumferential direction that under the action of a torque transmitted to the sleeve this in the sense of bracing the running wheels against each other in the axial direction, characterized in that the contact surfaces between the shaft shoulder and the first running wheel (9) as well as the second running wheel (8) and the sleeve (15; 17) are frustoconical and that during operation of the pumped liquid on the second impeller (8) acting torque is transmitted via the truncated cone surface (b) to the sleeve (15: 17) and acts in terms of the tension of the impellers against each other in the axial direction

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the interaction surfaces are formed by a thread by means of which the sleeve (15) scratches on the shaft (17).

3. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that that the interaction surfaces are formed by an inclined incision in the sleeve (17), in which an in the shaft (16) fastenedi..adially protruding finger (18) grips.