DE3011380C2 - Laufradlagerung an einer Kondensatpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Lagerung gemäß dem Oberbegriff des Pai atanspruches. Eine Lagerung dieser Art ist aus der GB-PS 8 05 825 bekannt.

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 Doppeispirale 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. Beispielsweise zeigen die DE-PS 7 35 957 und die DE-OS 24 50 611 hydrodynamische Pumpenwellenlager zwischen der ersten und zweiten Pumpenstufe bzw. zwischen den zwei Sauglaufrädern. Eine Möglichkeit zur zuverlässigen Lagerung der Laufräder oder zum Verhindern des Anlaufens der Laufräder am Gehäuse ist es, die Pumpenwelle unterhalb des als Sauglaufrades wirkenden ersten Laufrades in einem hydrodynamischen Radiallager zu führen, wie es z. B. die DE-OS 24 38 736 zeigt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die unmittelbar am Saugmund des ersten Laufrades oder im Saugbereich der Laufräder angeordneten hydrodynamisch wirkenden Radiällager, die sieh gleichzeitig an der tiefsten Stelle der Pumpe befinden können, erhöhten Verschleißbeanspruchungen durch Kavitation und nicht zu vermeidende Fremdstoffpartikel 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.

Die Benutzung einer hydrostatischen Lagerung für die Lauf räder, wie sie beispielsweise durch die GB-PS 8 05 824 bekannt ist, ermöglicht zwar die Aufnahme größerer Lagerkräfte. Sie ist jedoch ebenfalls nicht in der Lage, das bei« Anfahp- bzw. Auslaufvorgang der Kreiselpiepe

ίο auftretende Anlaufen der Lauf räder a· Gehäuse auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagerung der eingangs gerannten Art störungsfrei auszubilden. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Durch diese Anordnung wird bei den Anfahr- bzw. Auslaufvorgängen der Kreiselpumpe ein eventuelles Anlaufen der hydrostatischen Radiallager verhindert Denn während dieser Betriebszustände vermag das hydrodynamische Lager früher bzw. langer und auch größere Lagerkräfte aufzunehmen. Ab einer bestimmten Drehzahl kehrt sich dann dieses Verhalten um. Die einen hohen Strömungswiderstand erzeugende Einrichtung stellt eine Gewähr für die Betriebssicherheit dar, da sie eine Kavitation der im Lagerspalt befindlichen Flüssigkeit verhindert

Zum Schutz <ies hydrodynamischen Wellenlagers sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor. daß die mit der Druckseite des ersten Laufrades in Verbindung stehende Eintrittsöffnung des hydrodynamischen Radiallagers vcrv einer mit der Pumpenwelle rotierenden und mit der Gehäusewand einen engen Spalt bil- ; denden 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.

Die Pump.tnwelle 5, die das Laufrad 3 trägt, ist in einem hydrodynamischen Radiallager 6 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 11 befestigt ist. Leitungen 12 sichern die Versogung der hydrostatischen Radiallager 11 mit Druckflüssigkeit und stehen mit den nachfolgenden einen höheren Druck aufweisenden Pumpenstufen in Verbindung.

Durch das Vorsehen „ 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 Zusat/Iager verzichtet werden, welches bisher zur Vermeidung von unerwünscht großen Wellendurchbiegungen vorgesehen wurde. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß durch die Anordnung der Lager aus den Laufradhälsen größere Lagerdurchmesser zur Verfügung stehen und somit auch erheblich größere Lagertragkräfte verwirklicht werden können. Desweiteren sind die Spaltverlust bei dieser Art von Laufradlagerung wesentlich kleiner, als es bei Wellenlagern und normalen Laufraddichtspalten

der Fall wäre. Zur Verbesserung der Lagereigenschaften kann an den Laufradhälsen 10 eine getrennte Buchse 13 aufgesetzt werden, um unabhängig vom Laufrad- und Gehäusewerkstoff und in Verbindung mit dem Lagermalerial des hydrostatischen Lagers 11 Werkstoffe mit Nollaufeigenschaften und besserer Verschleißbeständigkeit einsetzen zu können. Dies würde auch als Schutz gegen Fremdstoffpartikel dienen, die evtl. mit der Druckflüssigkeit mitgeführt werden können.

LJm die Wandung 14 am saugseitigen Austritt des to 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 Verfügung.

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 5 befest.gte, den druckseitigen Lagerspalt überdeckende Scheibe 17 angebracht, die mit dtr Gehäusewand 18 einen Spalt 19 bildet, durch den eventuelle Fremdstoffpartikel wegen der vcn der Scheibe erzeugten Fliehkraftwirkung des rotierenden Flüssigkeitsringes nicht eindringen können.

Da das hydrodynamische Lager 6 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 Lagerkapazität darstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lagerung für das auf einer Pumpenwelle angeordnete Laufrad der ersten Pumpenstufe von Kreiselpumpen, wobei das Laufrad verlängerte Laufradhälse besitzt, auf denen und/oder auf den diesen gegenüberliegenden Gehäuseflächen hydrostatische Radiallager angeordnet sind, deren Druckflüssigkeitsversorgung mittels Leitungen von der ersten oder einer der nachgeschalteten Pumpenstufen erfolgt, insbesondere für vertikal aufgestellte mehrstufige Kondensatpumpen mit d».;;~>elflutigem ersten Laufrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (5) zwischen der ersten und zweiten Pumpenstufe im Gehäuse in einem hydrodynamischen Radiallager (6) gelagert ist und auf der zur Saugseite (20) des ersten Laufrades (3) weisende Austrittr'iffnung des hydrodynamischen Radiallagers (6\ einen hohen Strömungswiderstand erzeugende Einrichtungen (22) angebracht sind.

2. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Druckseite des ersten Laufrades (3) in Verbindung stehende Eintrittsöffnung des hydrodynamischen Radiallagers (6) von einer mit der Pumyenwelle (5) rotierenden und mit der Gehäusewandung (18) einen engen Spalt (10) bildenden Scheibe (17) überdeckt ist