DE3011380A1

DE3011380A1 - Laufradlagerung an einer kondensatpumpe

Info

Publication number: DE3011380A1
Application number: DE19803011380
Authority: DE
Inventors: Karl Gaffal
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1981-10-01
Also published as: FR2479348B1; IT1135369B; IT8119600A0; BR8101371A; GB2074241A; GB2074241B; IN155054B; NL181517C; FR2479348A1; NL8100639A; DE3011380C2; NL181517B

Description

Laufradlagerung an einer Kondensatpumpe

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für das auf einer gemeinsamen Pumpenwelle angeordnete Laufrad der ersten Pumpenstufe von vertikal aufgestellten mehrstufigen Kondensatpumpen, insbesondere mit doppelflutigem ersten Laufrad.

Bei den vornehmlich vertikal aufgestellten Kondensatpumpen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, bei nur sehr geringer Zulaufhöhe des Fördermediums die erste Pumpenstufe mit einem doppelflutigen Laufrad auszustatten. Dem Laufrad können ein Leitrad mit entsprechenden Umlenk- und Rückführleitungen oder eine Spirale bzw. eine Doppelspirale nachgeschaltet sein, die z.B. durch Kanäle das Fördermedium den nachfolgenden Pumpenstufen zuleiten. Die Lagerung der Pumpenwelle erfolgt bei derartigen Kondensatpumpen mit Hilfe von hydrodynamisch wirkenden, von dem Fördermedium geschmierten Radiallagern. Je nach Größe der Kondensatpumpen können noch zusätzlich hydrostatisch "wirkende Wellenlager Anwendung finden. Um nun eine zuverlässige Lagerung der Laufräder sicherzustellen bzw. ein Anlaufen der Lauf räder am Gehäuse zu verhindern, ist die Pumpenwelle unterhalb-des als Sauglaufrades wirkenden ersten Laufrades in einem hydrodynamischen Radiallager geführt, wie es z.B. die DE-OS 24 38 736 zeigt.

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Es hat sich herausgestellt, daß die unmittelbar am Saugmund des ersten Laufrades angeordneten hydrodynamisch wirkenden Radiallager, die sich gleichzeitig an der tiefsten Stelle der Pumpe befinden, erhöhten Verschleißbeanspruchungen durch Kavitation und nicht zu vermeidende Fremdstoff partikel ausgesetzt sind. Erschwerend kommt hinzu, daß bei derartigen auf einem Trockenflur aufgestellten vertikal angeordneten Kondensatpumpen eine Inspektion des untersten Radiallagers nur möglich ist, wenn die gesamte Pumpe abgebaut wird. Im Schadensfall muß gewöhnlich auch der Lagerträger mit ausgewechselt werden, da die für die Befestigung des Lagers verwendeten Rippen infolge erhöhten Kavitationsverschleißes in ihrer Funktion beeinträchtigt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagerung der Pumpenwelle störungsfrei auszubilden. Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß die Pumpenwelle für das erste Laufrad verlängerte Laufradhälse besitzt, wobei auf jedem Laufradhals und/oder auf den diesen gegenüberliegenden Gehäuseflächen hydrostatische Radiallager angeordnet sind und eine Druckflüssigkeitsversorgung der hydrostatischen Radiallager mittels Leitungen von einer der nachgeschalteten Pumpenstufen erfolgt.

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Durch diese Anordnung ist es möglich geworden, erheblich größere Lagerkräfte aufzunehmen, als es bei der bekannten Lageranordnung möglich wäre. Versuche haben ergeben, daß bei der Laufradlagerung direkt am Laufradhals die Spaltverluste erheblich kleiner sind als es bei der Ausführungsform mit normalen Wellenlagern und Verlusten an den Laufraddichtspalten der Fall wäre, obwohl die Druckflüssigkeit einer nachgeschalteten Laufradstufe entnommen wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß am saugseitigen Austritt des hydrostatischen Radiallagers eine ein- oder mehrteilige Umlenkbüchse angeordnet ist. Da die Umlenkbüchse aus verschleißfesterem Werkstoff als das Gehäuse besteht, läßt sich mittels dieser Maßnahme wirkungsvoll ein Erosionsverschleiß am Lageraustritt verhindern. Bezüglich ihrer Form kann sie dabei so ausgebildet sein, daß sie mit der aus dem Lager strömenden Flüssigkeit die am Laufradeintritt vorherrschenden Teillast- und Sekundärwirbel beeinflußt.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Pumpenwelle zwischen öer ersten und zweiten Pumpenstufe im Gehäuse in einem hydrodynamischen Radiallager gelagert. Mittels dieses Lagers wird bei Start- bzw. Auslaufvorgängen der Kondensatpumpe ein eventuelles Anlaufen der hydrostatischen Radiallager verhindert.

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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, nach der auf der zur Saugseite des ersten Laufrades weisenden Austrittsöffnung des hydrodynamischen Radiallagers einen hohen Strömungswiderstand erzeugende Einrichtungen angebracht sind, verhindert eine Kavitation der im Lagerspalt befindlichen Flüssigkeit.

Zum Schutz des hydrodynamischen Wellenlagers sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die mit der Druckseite des ersten Laufrades in Verbindung stehende Eintrittsöffnung des hydrodynamischen Radiallagers von einer mit der Pumpenwelle rotierenden und mit der Gehäusewand einen engen Spalt bildenden Scheibe überdeckt ist. Der so zwischen dem Gehäuse und der Scheibe gebildete und eine Fliehkraftwirkung ausübende Flüssigkeitsring verhindert wirkungsvoll das Eindringen von Fremdstoffpartikeln.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Innerhalb eines Topfgehäuses 1 ist eine mehrstufige Kondensatpumpe vertikal angeordnet, wobei deren erste Stufe bis auf den Boden 2 des Topfgehäuses 1 herabreicht. Von der ersten Stufe ist hier das Laufrad 3 doppelflutig ausgeführt und fördert in eine Doppelspirale 4 oder in ein Leitrad.

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Die Pumpenwelle 5, die das Laufrad 3 trägt, ist in einem hydrodynamischen Radiallager 6 fliegend . gelagert. Das durch die öffnung 7 bzw. die Schlitze 8 angesaugte Fördermedium wird mittels der Kanäle 9 zu den nachfolgenden, hier nicht dargestellten Pumpenstufen geleitet.

Jede Hälfte des Laufrades 3 besitzt einen verlängerten Laufradhals 10, auf dessen Außenfläche ein hydrostatisches Radiallager befestigt ist. Leitungen 12 sichern die Versorgung der hydrostatischen Radiallager 11 mit Druckflüssigkeit und stehen mit den nachfolgenden einen höheren Druck aufweisenden Pumpenstufen in Verbindung.

Durch die Vorsehung der Wellenlagerung an den Laufradhälsen 10 wird die Radiallagerung an der Stelle vorgenommen, an der die Radialkräfte entstehen. Unterhalb des Laufrades 3 kann daher auf ein Zusatzlager verzichtet werden, welches bisher zur Vermeidung von unerwünscht großen Wellendurchbiegungen vorgesehen wurde. Als weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung kommt hinzu, daß durch die Anordnung der Lager auf den Laufradhälsen größere Lagerdurchmesser zur Verfügung stehen und somit auch erheblich größere Lagertragkräfte verwirklicht werden können. Desweiteren sind die Spaltverluste bei dieser Art von Laufradlagerung wesentlich kleiner, als es bei Wellenlagern und normalen Laufraddichtspalten der Fall wäre. Zur Verbesserung der Lagereigenschaften

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kann an den Laufradhälsen 10 eine getrennte Buchse 13 aufgesetzt werden, um unabhängig vom Laufrad- und Gehäusewerkstoff und in Verbindung mit dem Lagermaterial des hydrostatischen Lagers 11 Werkstoffe mit Notlaufeigenschaften und besserer Verschleißbeständigkeit einsetzen zu können. Dies würde auch als Schutz gegen Fremdstoff partikel dienen, die evtl. mit der Druckflüssigkeit mitgeführt werden können»

Um die Wandung 14 am saugseitigen Austritt des hydrostatischen Lagers gegen Erosionsverschleiß zu schützen, ist hier eine Umlenkbuchse 15 befestigt. Diese Buchse, die sowohl ein- als auch mehrteilig ausgeführt sein kann, weist in der hier gewählten Ausführungsform einen inneren Kragen 16 auf, welcher in den verlängerten Saugmund des Laufrades 3 hineinragt. Mittels dieser Maßnahme stehen verschiedene Möglichkeiten zur Beeinflussung des am Laufradeintritts vorherrschenden Teillast- und Sekundärwirbels zur Verfugung.

Für das hydrodynamisch wirkende Radiallager 6 kann als Lagerwerkstoff z.B. Kohle oder Bronze Anwendung finden. Zum Schutz dieses Lagers vor Fremdstoffpartikeln ist eine auf der Pumpenwelle befestigte, den druckseitigen Lagerspalt überdeckende Scheibe 17 angebracht, die mit der Gehäusewand 18 einen Spalt 19 bildet,.

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durch den eventuelle Fremdstoffpartikel wegen der von der Scheibe erzeugten Fliehkraftwirkung des rotierenden Flüssigkeitsringes nicht eindringen können.

Da das hydrodynamische Lagere mit seiner unteren Seite mit dem Saugmund 20 des Laufrades 3 in Verbindung steht, sind Maßnahmen zum Schutz gegen Kavitation im Lagerspalt 21 erforderlich. In dem Ausführungsbeispiel ist die das Lager 6 tragende Buchse 22 zum Laufrad hin so weit verlängert worden, daß sich in dem von der Wellenschutzhülse 23 und der Buchse 22 sowie dem Lager 6 gebildeten Lagerspalt 21 ein hoher Strömungswiderstand aufbaut. Der somit im Lagerspalt entstehende Aufstaudruck verhindert zuverlässig eine Kavitation der Flüssigkeit. Es ist selbstverständlich, daß eine geeignete Werkstoffauswahl weitere Maßnahmen zur Verhinderung einer eventuellen Lagerspaltkavitation darstellen.

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Leerseite

Claims

Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft

Patentansprüche

.) Lagerung für das auf einer gemeinsamen Pumpenwelle angeordnete Laufrad der ersten Pumpenstufe von vertikal aufgestellten mehrstufigen Kondensatpumpen, insbesondere mit doppelflutigem ersten Laufrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (5) für das erste Laufrad (3) im Gehäuse fliegend gelagert ist, daß das erste Laufrad (3) verlängerte Laufradhälse (10) besitzt, wobei auf jedem Laufradhals (10) und/oder auf den diesen gegenüberliegenden Gehäuseflächen hydrostatische Radiallager (11, 13) angeordnet sind und eine Druckflüssigkeitsversorgung der hydrostatischen Radiallager (11, 13) mittels Leitungen (12) von einer der nachgeschalteten Pumpenstufen erfolgt.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am saugseitigen Austritt des hydrostatischen Radiallagers (11, 13) eine ein- oder mehrteilige Umlenkbüchse (15, 16) angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Lagerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenweite (5) zwischen der ersten und zweiten Pumpenstufe im Gehäuse in einem hydrodynamischen Radiallager (6) gelagert ist.
4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zur Saugseite (20) des ersten Laufrades (3) weisenden Austrittsöffnung des hydrodynamischen Radiallagers (6) einen hohen Strömungswiderstand erzeugende Einrichtungen (22) angebracht sind.
5. Lagerung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Druckseite des ersten Laufrades (3) in Verbindung stehende Eintrittsöffnung des hydrodynamischen Radiallagers (6) von einer mit der Pumpenwelle (5) rotierenden und mit der Gehäusewand (18) einen engen Spalt (19) bildenden Scheibe (17) überdeckt ist.

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