DE3330364C2 - - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Strömungsmaschine, wie Kreiselpumpe oder Turbine mit einer Einrichtung zur Verminderung des Reibungsverlustes des Laufrades, welche aus beiderseits des Laufrades angeordneten, gegenüber der Welle der Strömungsmaschine drehbar gelagerten, mit einer hydraulischen Axialschubentlastung ausgestatteten Scheiben besteht.

Eine derartige Strömungsmaschine ist bekannt durch die DE-PS 31 04 747. Die hierin ausschließlich hydraulisch erfolgende Axialschubentlastung der Scheiben dieser Strömungs­ maschine sieht vor, daß die Scheiben axial verschiebbar gelagert sind und daß jede Scheibe einen Regelbund nebst Regelbohrung mit Abstandskragen besitzt, wobei jeder Regelbund mit der jeweils gegenüberliegenden Gehäusepartie einen Regelspalt und ein zusätzlicher Kragen in einer Nut des Gehäuses jeweils einen Drosselspalt bilden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den für die Einrichtung zur Verhinderung des Radseiten-Reibungsverlustes des Laufrades zu treibenden Aufwand zu verringern und durch den Axialschubausgleich des nur noch verbleibenden kleineren Rest­ axialschubes die Verluste weiter zu senken.

Dies wird, ausgehend von einer Strömungsmaschine der eingangs genannten Art, dadurch erreicht, daß die Scheiben durch das Laufrad übergreifende, strömungsgünstig geformte Verbindungs­ glieder zu einem Gesamtscheibenkörper mit einem im wesentlichen mechanischen Ausgleich des Axialschubes zusammengefaßt sind, wobei lediglich die verbleibende Restaxialkraft durch eine hydraulische Entlastungseinrichtung ausgeglichen wird.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß bereits durch die Verbindung der beiderseits des Laufrades angeordneten Scheiben ein annäherndes Axialkräftegleichgewichtsverhältnis herzustellen ist. Der für diesen mechanischen Ausgleich des Axialschubes zu treibende Aufwand ist erkennbar gering. Auch die zum Ausgleich der verbleibenden Restaxialkraft notwendige hydraulische Entlastungs­ einrichtung erfordert einen vergleichsweise geringen Aufwand.

Die Unteransprüche nennen zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes.

Anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt die

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Kreiselpumpe, deren Gesamtscheibenkörper einerseits auf dem Laufradhals und andererseits auf einem Gehäuseabsatz gelagert ist, die

Fig. 2 einen auf dem Laufradhals und der Welle gelagerten Gesamtscheibenkörper und die

Fig. 3 als Einzelheit einen von der Profilhülse umgebenen Verbindungsbolzen.

In den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist jeweils auf einer Welle 1 ein Laufrad 2 angeordnet. Das Laufrad 2 der Fig. 1 ist umgeben von einem Gesamtscheibenkörper, der gebildet wird aus einer druckseitigen Scheibe 3 und einer saugseitigen Scheibe 4, welche durch über den Umfang verteilte Bolzen 5 miteinander verbunden sind. Die druckseitige Scheibe 3 ist auf einem Gehäuseabsatz 6 gelagert, während die Lagerung der saugseitigen Scheibe 4 auf dem Gehäusehals 7 des Laufrades 2 erfolgt.

Zwischen dem Laufrad 2 und der druckseitigen Scheibe 3 wird ein Raum 8 eingeschlossen, während zwischen dem Laufrad und der saugseitigen Scheibe 4 ein Raum 9 gebildet wird. Die Scheiben 3 und 4 werden ihrerseits vom druckseitigen Seitenraum 10 und dem saugseitigen Seitenraum 11 der Kreiselpumpe umgeben.

Aufgrund der über die Bolzen 5 erfolgenden Verbindung gleichen die Scheiben 3, 4 die durch unterschiedliche Drücke in den Seitenräumen 10 bis 11 hervorgerufenen Axialkräfte weitgehend aus. Dem Ausgleich des Restaxialschubes dienen Regelspalte 12, 13, die in diesem Ausführungsbeispiel als axial öffnende/schließende Regelspalte gezeigt sind. Sie arbeiten derart, daß bei einem zur Saugseite verschobenen Gesamtscheibenkörper und somit geöffnetem Spalt 12 über eine Bohrung 14 Wasser aus dem Seitenraum 10, in dem ein höherer Druck herrscht, in den Raum 8 strömt, in dem ein niedrigerer Druck herrscht, wodurch der im Raum 8 vorhandene Wasserwirbel abgebremst und somit der Druck im Raum 8 erhöht wird, während der Druck im Seitenraum 10 abnimmt. Der Gesamtscheibenkörper wird so lange nach rechts geschoben, bis der Regelspalt 12 sich verengt und der Regelspalt 13 sich so weit öffnet, daß über eine Bohrung 15 ein Druckausgleich zwischen den Räumen 9 und 11 erfolgt. Die geschilderte Regelung wird so lange fortgesetzt, bis sich Gleichgewicht eingestellt hat.

Es ist dabei zweckmäßig, die Bohrungen 14, 15 nicht achsparallel anzuordnen, sondern derart zu neigen, daß die Ausstrahlrichtung des Regelwassers entgegengesetzt zu den Wirbeln in den Räumen 8, 9 erfolgt und diese dadurch zusätzlich abbremst. Zur Erzielung einer höheren Effektivität der Regelung sollten die Räume 8, 9 und die Seitenräume 10, 11 axial kurz gehalten sein.

Eine weitere Möglichkeit der Regelung läßt sich durch Regelspalte 16, 17 erreichen, die zwischen dem Umfang des Laufrades 2 und dem Gesamtscheibenkörper gebildet werden. Die Regelspalte 16, 17 können einzeln oder gemeinsam angeordnet werden und als axial anlaufend, eintauchend oder überdeckend wirken. Das Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 zeigt eine überdeckende Ausführung.

Anstelle der dargestellten hydraulischen Entlastungseinrichtungen können auch beliebige andere Verwendung finden.

Die Fig. 2 zeigt einen Gesamtscheibenkörper, der aus einer druckseitigen Scheibe 18 und einer saugseitigen Scheibe 19 zusammengesetzt ist. Im Gegensatz zu der Ausführung der Fig. 1 ist die druckseitige Scheibe 18 auf der Welle 1 der Kreiselpumpe gelagert. Diese Ausführung empfiehlt sich vor allem bei Halbaxial­ laufrädern. Im übrigen zeigt die Fig. 2 noch eine weitere Möglichkeit der hydraulischen Axialschubentlastung mit Entlastungsbohrungen 20 im Laufrad 2 und einem Entlastungsspalt 21.

Die Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit der strömungsgünstigen Gestaltung der Verbindungsglieder zwischen den beiden Scheiben 3 und 4 bzw. 18 und 19 des Gesamtscheibenkörpers. Die Bolzen 5 sind hier von frei drehbar gelagerten Profil­ hülsen 22 umgeben.

Claims (6)

1. Strömungsmaschine, wie Kreiselpumpe oder Turbine mit einer Einrichtung zur Verminderung des Reibungsverlustes des Laufrades, welche aus beiderseits des Laufrades angeordneten, gegenüber der Welle der Strömungsmaschine drehbar gelagerten, mit einer hydraulischen Axialschubentlastung ausgestatteten Scheiben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (3, 4, 18, 19) durch das Laufrad (2) übergreifende, strömungsgünstig geformte Verbindungsglieder (5, 22) zu einem Gesamtscheibenkörper mit einem im wesentlichen mechanischen Ausgleich des Axialschubes zusammengefaßt sind, wobei lediglich die verbleibende Restaxialkraft durch eine hydraulische Entlastungseinrichtung ausgeglichen wird.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (3, 4, 18, 19) in an sich bekannter Weise durch Leitschaufeln miteinander verbunden sind.

3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (3, 4, 18, 19) durch Bolzen (5) miteinander verbunden sind.

4. Strömungsmaschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Scheiben (3, 4, 18, 19) miteinander verbindenden Bolzen (5) mit frei drehbaren Profilhülsen (22) ummantelt sind.

5. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Restschubausgleich dienende Bohrungen (14, 15) einer hydraulischen Entlastungseinrichtung derart in die zwischen den Scheiben (3, 4, 18, 19) und dem Laufrad (2) gelegenen Räume (8, 9) gerichtet sind, daß die Ausstrahlrichtung des Regelwassers den in diesen Räumen (8, 9) vorhandenen Wirbeln entgegengesetzt ist.

6. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der saugseitigen Scheibe (4) in bekannter Weise auf dem Laufradhals (7) und die der druckseitigen Scheibe (3) auf einem in der Höhe des Laufradhalses (7) angeordneten ringförmigen Gehäuseabsatz (6) erfolgt.