DE2921413A1

DE2921413A1 - Stroemungsmaschine

Info

Publication number: DE2921413A1
Application number: DE19792921413
Authority: DE
Inventors: Max Streicher
Original assignee: Foerdertechnik Streicher GmbH
Current assignee: Foerdertechnik Streicher GmbH
Priority date: 1979-05-26
Filing date: 1979-05-26
Publication date: 1980-11-27

Description

S t r ö in u n g s m a s c h i n e
Die rfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit einer Welle, die mittels einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Lagerung an einem von oben herabgeführten Lagerraum drehbar gelagert ist.
Strömungsmaschinen dieser Art können auf recht unterschiedliche Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Pumpen, Rührwerke, Mischwerke, Belüftungsgeräte und dgl. Um hier eine sichere Führung eines wie auch immer beschaffenen rotierenden Elementes zu gewährleisten, ist es wichtig, daß eines der Lager möglichst dicht an dieses Element herangerückt wird. Vor allem dann, wenn sich ein schnell laufendes Rotoroloment dic;at am moden eines tiefen Beckens befindet, muß ein Lager verhältnismäßig weit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angebracht werden.
Dies bereitet dann eine sonderlichen Probleme, wenn es sich um sanmierfähige Flüssigkeiten handelt, wenigstens aber u: wenig verunreinigte und nicht aggressive Flüssigkeiten. Auch dabei werden jedoch die der Flüssigkeit ausgesetzten werkstoffe eist ziemlich schnell zerstört, und dle Fü.hrungsgenauigkeit nimmt nach kurzer Betriebszeit ab.
ei chemisch aggressiven und abrasiven fließfähigen Stoffen wie Gülle, Fließmist, Abwasser, Sandschlemme und dgl. muß eine tiefliegende Lagerung stets flüssigkeitsdicht nach außen abgeschirmt werden. Dies ist aber mit den heute verfügbaren Werkstoffen bei Gleitringdichtungen und anderen vergleichbaren kinetischen Dichtungen noch nicht ohne weiteres möglich, so daß nach kurzer Betriebs zeit und vor allem bei schnell laufenden Wellen die Abdichtung aufgehoben und das Lager der meist korrodierenden Angriff der Flüssigkeit ausgesetzt und beschädigt wird.
Die Erfindung verfolgt die Aufgabe, eine Strömungsmaschline mit einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Lagerung so zu gestalten, daß diese Lagerung von einer betriebsabhngigen Einwirkung durch die Flüssigkeit geschützt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindunrsr,em'iß die Lern von einem Hüllrohr umschlossen und durch dieses gegenüber der FlUssigkeit gleitdichtungsfrei abgeschlossen.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß vom tiefliegenden Rotorelement her bis oberhalb des FlIssigkeitsspiegels s alle eine gemeinsame Außenfläche bildende Teile mit gleicher Drehgeschwindigkeit als Einheit rotieren, wobei durch das Hüllrohr wenigstens der Innenliegende Lagerbereich nach außen abgeschirmt wird. Es ist daher auch nur dafllr Sorge zu tragen, daß die Außenflächen entsprechend korrossionsbeständig auszugestalten sind, während die innenliegenden Teile aus anderen geeigneten Werkstoffen bestehen können. Durch die vollständige Abschirmung ist die Wahl der Lagerungsart im Prinzip frei. Es kann daher auch mit außergewöhnlich hohen Drehzahlen gearbeitet werden, ohne daß die Lagerung wesentlich beeinflußt wird. As ist nur eine Frage der Querschnittsabmessung des Tragwerkes der Lagerung, wie weit das Lager abgesenkt werden kann. Im Prinzip kann das Lager bis dicht zum Boden eines nahezu beliebig tiefen Bekkens abgesenkt werden.
Zweckmäßigerweise wird eine Verbindungswelle von einem hochliegenden Antrieb durch den rohrförmigen Lagerarm hindurch zu einem unter diesem angebrachten Rotorelement geführt und unterhalb des Lagerarmes flussigkeitsdicht mit dem Hilllrohr verbunden, das von dort bis über den Flüssigkeitsspiegel hochragt. Es laßt sich also der Antrieb innen durch ein beliebig steif auszubildendes Lagerrohr herabführen, und außen muß lediglich durch das Hillrohr abgedichtet werden, d.h. das mit seinem unteren Ende an der Innenwelle anzubringende Hüllrohr muß um die Lagerung herum hinreichend hochgeführt werden. Einmal kann unten die Verbindungswelle im Lagerarm gelagert werden oder man lagert das Hüllrohr auf dem Lagerarm und stützt dadurch die innenwelle ab. Sofern Antriebsmomente unmittelbar ,von der Innenwelle abzugeben sind, muß die Verbindung zum Hüllrohr nur so kräftig bemessen werden, daß die durch die Masse des Hüllrohres bedingten en Trgheitsmomente beim Anlaufen und Abbremsen übertragen werden können. Sofern das Hüllrohr größere Momente überträgt, etwa an seinem Umfang mit Förderschaufeln oder dgl. besetzt ist, kann es mit der Verbindungswelle in beliebig geeigneter Weise, insbesondere formschlüssig verbunden werden.
Zweckmäßigerweise wird das Hüllrohr an seinem unteren Ende wenigstens kraftschlüssig, insbesondere lösbar mit der Verbindungswelle verbunden und durch im Bereich seiner beiden Enden vorgesehene Drehlager mittelbar oder unmittelbar am Lagerarm gelagert. Das hüllrohr kann also als vorzugsweise zylindrischer Royhrschuss mit unverändertem Querschnitt ausgebildet und nach Belieben an der Verbindungswelle befestigt und am Lr. erarz n:afahrt werden. Es muß nur daher gesorgt sein, da der Anschluß an die Verbindungswelle flü.ssigkeitsdicht und hinreichend drehmonentfest erfolgt Auch bei lösbaren Verbindungen kann die e Abdichtung durch Anlage von Metallflächen bewerkstelligt werden.
Nach einem besonderen Erfindungsvorschlag weist das untere Drehlager eine Lagerbuchse auf, die zwischen Hüllrohr und innenwelle elngefü.gt und gegen beide durch statische Dichtungen mit Feststellmitteln gesichert ist. Es muß also nur diese Lagerbuchse als gesonderter Bauteil mit geeigneten Anschlußmitteln versehen werden, ehne daß die Zylinderflächen an Lagerarm und nüllrohr wesentlichen Einwirkungen unterworfen sind. Auch wenn die statischen Dichtungen mit gummiartigen Kunstsotffen arbeiten, ist der Schutz für die meisten zu behandelnden Flüssigkeiten als hinreichend auszusehen, zumal man unterschiedliche Dichtungs:nittel entsprechend den jeweiligen Flüssigkeiten einsetzen kann.
Es empfiehlt sich, wenigstens eines der beiden Feststellmittel mit zwei durch eine Abstandsbuche voneinander getrennten Dichtungsringen, insbesondere 0-Rinen zu versehen, die durch eine Spannvorrichtung axial gegeneinander verspannbar sind. Auf diese Weise lassen sich die radialen Abstände zwischen den drei zentrisch ineinandergreifenden Teilen verringern, was oftmals für die Anwendbarkeit entscheidend ist.
Auch die Verbindungswelle kann rohrförmig ausbebildet und zum Durchleiten eines strömungsfähigen Miediums eingerichtet sein.
Die Zeichnung gibt die Erfindung beispielsweise wieser. ~s zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strömungsmaschine zum Umrühren und Belüften von Gülle bzw. Flüssigmist in einer Güllegrube ulld Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Lagerteil dieser Maschine.
Bei der dargestellten Agitationsvorrichtung ist mit 1 ein als Rïhrfll3gel ausgebildetes Rührelement bezeichnet, das fest auf einer rohrförmigen Verbindungswelle 11 sitzt. Diese ist drehbar in eineui rohrförmigen Lagerarm 3 gehalten, der fest oder lösbar in einem Lagerbock 4 sitzt. it 2 ist ein Hüllrohr bezeichnet, welches das untere nde des Lagerarme umgreift, diesem gegenüber an seine oberen Ende drehbar und gegenüber der Verbindungswelle an seinem unteren Ende verspannend abgedichtet ist.
Der Lagerbock 4 weist eine Grundplatte 5 auf, die eine oeffnung 6 in der Decke 7 eines Schwemmbeckens für Gülle 8 oder dgl.
überdeckt. Er kann beiden Endes mit dem Lagerarm 3 verschweißt oder auf andere Weise fest oder lösbar verbunden sein. Die Verbindungswelle 11 trägt an ihrem oberen Ende einen eingeschweißtenAntriebszapfen 12, ist durch das untere Ende des Hüllrohres 2 hindurchgeführt und bildet dort an dem bis zum Rührelement lberstehenden Teil ein Belüftungsorgan 13.
Der Lagerzapfen 12 tragt eine aufgekeilte Riemenscheibe 47 zum Antrieb der Verbindungswelle durch den Antriebsmotor 34 über Riemenritzel 46 und Keilriemen 45. Ferner sitzt auf dem Wellenzapfen 12 zur Lagerung der Verbindungswelle 11 im Lagerrohr 3 ein Doppelkugellager 16 zwischen zwei Ringdichtungen 241 und 242.
Unter der letzteren ist mit axialem Abstand ein dritter Dichtungsrlng 243 angebracht. Der dadurch innerhalb des Lagerarmes 3 gebildete Ringraum 71 kann über einen außen angebrachten Rohrstutzen 22 mit einer Quelle für Druckluft oder ein anderes g2S-förmiges Agitationsmittel verbunden werden. Mit dem Innenraum der Verbindungswelle 11 ist das Belüftungsorgan 13 verbunden.
Dicht unter der Grundplatte 5 ist eine aus einem geeigneten Lagermetall oder Lagerkunststoff bestehende Lagerhülse 72 mittels Spannring 73 und Schrauben 714 über zwei auf beiden Seiten einer Abstandsbuchse 75 angesetzte Dichtungsringe 76 aus gummiartige.,.
Werkstoff derart festgespannt, daß begrenzte radiale- und Schw-enk-Einstellbarkeit möglich ist, ohne den Kraftschluß oder die Abdichtung zu beeinträchtigen.
Das obere Ende des Htlllrohres 2 ragt in die Lagerhülse 72 vor und bildet mit dieser das als Gleitlager ausgebildete obere Drehlager 77. Nach unten ist die Gleitlagerfläche durch zwei hintere.nndergeschaltete Dichtungsringe 29 abgeschlossen, die Spritzflüssigkeit und Dämpfe abhalten. Durch einen Schmiernippel 78 kann das Lager geschmiert werden. Das untere Ende des Hüllrohres trägt innen mittels Stift oder Schraube 79 festgelegt oine Lagerbuchse 80, die wiederum aus nichtkorrodierendem Lagermetall oder Lagerkunststoff besteht. Die Abdichtung zwischen den beiden lösbar verbundenen Teilen 2,3 besorgen dabei in die Lagerbuchse eingelassene Dichtungsringe 81. Mittels Spannring 82, Schrauben 85, Abstandsbuchse 84 und Dichtungsringe 85 ist die Lagerbuchse 80 in ähnlicher eise auf der Verbindungswelle 11 festgespannt wie die Lagerhülse 72 auf dem Lagerarm. Sie umgreift das untere Ende des Lagerarmes 3 und bildet mit diesem ein Drehlager 86.
Das Hüllrohr 2, das als lösbares zylindrisches Rohrelement ausgebildet ist, ist somit an seinem unteren Ende silber jeweils zwei lintereinandergeschaltete statische Dichtungen 81,85 an-der Verbindungswelle festgespannt und umschließt dadurch das tiefliegende Drehlager 86. Das obere Drehlager 77 kann dagegen stete mit lotrechtem Abstand über der Flüssigkeitsspiegel 27 angeordnet werden und ist lediglich gegen Spritzflüssigkeit zu schlitzen, was die glockenförmige Lagerhülse 72 mit ihren beiden Dichtungen 29 ohne weiteres übernehmen kann. Antriebsmomente oder bemerKenswerte Kräfte braucht das Willrohr 2 nicht zu übertragen, dies besorgt ausschließlich die an beiden Enden des Lagerarm 3 abgestützte Verbindungswelle 11.
Die Fähigkeit zur Übertragung des Drehmomentes und zun Durchleiten des gasförmigen Agitationsmittels führen zwangsläufig zu größerem Rohrdurchmesser und entsprechend großer Biegesteifigkeit der Verbindungswelle. Diese kann daher ohne die Gefahr einer Überlastung wenigstens um das Zehnfache ihres Durchm.essers über die unteren Enden des Lagerarme und des Hüllrohres -entsprechend Abstand a - frei vorragen. Dieser Abschnitt der Verbindungswelle wird hier zum Unterbringen des Belüftungsorgans 13 verwendet.
Ss versteht sich, da(' das ,illlrohr auch durch formschlüssigen Kupplungseingriff drehmomentfest an die VerhindunS.selle angeschlossen werden kann, wenn z.B. am Hüllrohr außen eine Beschaufelung anzubringen ist.

Claims

Strömungsmas chine 1. Strömungsmaschine mit einer Welle, die mittels einer unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels angeordneten Lagerung an einem von oben herabgefihrten Lagerarm 3 drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (35) von eine Hüllrohr (2) amschlossen und durch dieses gegenüber der Flüssigkeit gleitdlchtungsfrei abgeschlossen ist.
2. Stro-mungsi:iaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungswelle (11) von einem hochliegenden Antrieb /34) durch den rohrförmigen Lagerarm (3) alndurzk zu einem unter diesem angebrachten Rotorelement (1) geführt und unterhalb des Lagerarmes flüssigkeitsdicht mit dem Hällrohr verbunden ist, das cn dort bis Ter den Flüssigkeitsspiegel (27) hochragt.
3. Strömungsmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß 5 Aüllrohr (2) an seien unteren Fnde wenigstens kraftschlüssig mit t der Verbindungswelle (11) verbunden und durch im Bereich seiner einen Enden vorgesehene Drehlager (77,36) mittelbar oder unm.ittelbar am Lagerarm (3) gelagert ist.
4. Strömungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Drehlager (86) eine Lagerbuchse (80) aufweist, die zwischen Hüllrohr (2) und Verbindungswelle eingefugt und gegen beide durch statische Dichtungen (85) mit Feststellmitteln (82-3)) gesichert ist.
5. Strömungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Feststellmittel zwei durch eine Ahstandsbuchse (84) voneinander getrennte Dichtungsringe (P5), nsbesonere 0-Ringe aufweist, die durch eine Spannvorrichtung (32,33) axial gegeneinander verspannbar sind.
6. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geknnzeichnet, daß eine Lagerhülse (82) das obere Fnde des Hüllrohres (2) nach Art einer Ringkappe übergreift und über diesem undrehbar am Lagerarm (3) festgelegt und durch statische Dichzungen (86) abgedichtet ist.
7. Strmungsmaschine nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der oberen Lagerung (77) zwischen der Lagerhülse (72) und dem Hüllrohr (2) wenigstens eine kinetische Ringdichtung (29) angebracht ist.
8. Strömungsmaschine nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch oekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (80) und die Lagerhülse (72) weckmäßigerweise als Ganzes aus geeignetem Lagerwerkstoff, insbesondere Buntmetall bestehen.
9. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswelle (11) rohrförmig ausgebildet und zum Durchleiten eines strömungsfähigen mediums einberichtet ist.