DE3427996A1

DE3427996A1 - Verschleissfeste, doppelstroemige kreiselpumpe

Info

Publication number: DE3427996A1
Application number: DE19843427996
Authority: DE
Inventors: Rolf 4600 Dortmund Corzilius; Horst-Günter 4421 Maria Veen Noack
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Warman International Ltd
Priority date: 1984-07-28
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1986-01-30

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine doppelströmige Kreiselpumpe mit einem mittig angeordneten Spiralgehäuse und beidseitig davon angeordneten Einlaufstutzen und einem Laufrad, das von einer durchgehenden, beidseitig gelagerten Welle angetrieben wird.

Derartige bekannte Kreiselpumpen dienen zum Fördern großer Flüssigkeitsströrne, z. B. Waschwasser bei der Kohleaufbereitung.

Das Spiralgehäuse der bekannten Pumpen, in dem sich das Laufrad dreht und die Flüssigkeit fördert, ist in der bisherigen Ausführung aus Guß hergestellt. Zur Befestigung auf einem Fundament sind Füße direkt angegossen. Dem Laufrad strömt von zwei Seiten gleichmäßig die Förderflüssigkeit zu. Aus strömungstechnischen Gründen sind seitlich Einlaufstutzen, die nach innen hin als Einströmkegel geformt sind, an das Pumpengehäuse mittels Schrauben angeflanscht.

Trotz der symmetrischen Bauweise derartiger Pumpen treten axiale Schübe auf, die von den Lagern und dem Gehäuse der Pumpe aufgenommen werden müssen. Außerdem muß das Gehäuse so ausgelegt sein, daß auch Kräfte, die aus den angrenzenden Rohrleitungen in das Gehäuse eingeleitet werden, voll über das Gehäuse in das Fundament weitergeleitet werden können. Außerdem muß das Gehäuse dazu fähig sein, die nicht unerheblichen Eigengewichte der seitlich angeflanschten Pumpenteile, incl. Förderflüssigkeit, zu tragen. Diesen Kräften überlagern sich im Betrieb weitere Kräfte, die sich aus der Förderhöhe und der Dichte des Fördermediums ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verschleißfeste, hochbeanspruchbare, doppelströmige Kreiselpumpe zur Verfugung zu stellen, die wirtschaftlich zu fertigen ist und im Betrieb wartungsarm ist.
5

Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß die tragend und die verschleißend beanspruchten Teile getrennt sind. Der Konstrukteur braucht bei einer derartig gebauten Pumpe keine Kompromisse zwischen Verschleißverhalten und Festigkeitseigenschaften des Pumpenmaterials eingehen. Er kann vorteilhaft die tragenden Teile aus Materialien hoher Festigkeit und Zähigkeit fertigen, während die Teile, die dem Fördermedium direkt ausgesetzt sind, entsprechend dem Verschleißangriff aus widerstandsfähigem Material gefertigt werden können. Bei dieser Bauweise kann das Gesamtgewicht einer derartigen Pumpe überraschend erheblich verringert werden. Sie weist eine wesentlich höhere Lebensdauer und trotzdem ein geringeres Konstruktionsgewicht auf. Ihre Fertigung gestaltet sich somit wirtschaftlicher, und die Verfügbarkeit erhöht sich vorteilhaft für den Betreiber.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pumpe beidseitig Halteplatten aufweist. Die Halteplatten bilden das wesentliche tragende Element der Pumpe. In diese Platten werden alle aus dem Betrieb resultierenden Kräfte, sowie von außen auf die Pumpe einwirkende Kräfte eingeleitet.

Da die Halteplatten erfindungsgemäß nicht im direkten Kontakt mit dem Fördermedium stehen, kann das Material entsprechend den Erfordernissen der auftretenden Kräfte frei gewählt werden. Die Halteplatten lassen sich vorteilhaft den jeweiligen Gegebenheiten des Aufstellungsortes anpassen, da sie vorzugsweise in einer Schweißkonstruktion ausgeführt werden. Bei Änderung dieser Konstruktion fallen demnach keine erneuten Modellkosten für einen Guß an.

In weiterer'Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Halteplatten als Platten mit aufgeschweißten Spann-Ringen ausgebildet sind. Die Spann-Ringe geben der Platte eine wesentlich höhere Steifigkeit und dienen zur Übertragung der aus dem Pumpengehäuse resultierenden axialen Kräfte auf die Platte. Die Spann-Ringe werden vorzugsweise aus gewalztem Material gefertigt. Dadurch können bereits relativ leichte Konstruktionen hohe Kräfte aufnehmen, wie sie bei Pumpen mit großer Förderhöhe auftreten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen den Halteplatten Zuganker angeordnet sind. Alle axialen Kräfte, die aus dem Pumpengehäuse in die seitlichen Halteplatten eingeleitet werden, lassen sich vorteilhaft durch Zuganker innerhalb der Pumpenkonstruktion ausgleichen. Die Zuganker schließen den Kraftfluß, so daß keinerlei äußere Kräfte auftreten. Die aus der Förderflüssigkeit resultierenden Kräfte brauchen von der Fundamentierung nicht aufgenommen werden.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pumpe eine axiale Vorspannung aufweist, die von den Zugankern ausgeübt wird. Die Höhe der Vorspannung kann dem Pumpenmaterial und der gewünschten Förderhöhe der Pumpe angepaßt werden. Die Vorspannung vermeidet somit vorteilhaft die Zugbeanspruchung der gegenüber Zugspannung empfindlichen Gußteile. Die Gußteile können dadurch höher belastet werden. Die Leistung der Pumpe bei gleicher Abmes- . sung kann erhöht werden. Umgekehrt kann bei gleicher Leistung das Gewicht der erfindungsgemäßen Pumpe unter dem bekannter Pumpen liegen. Vorteilhafterweise erwächst daraus eine nicht unerhebliche Material- und somit auch Kostenersparnis. VJeiterhin kann auf Flanschverbindungen zwischen den Gehäuseteilen vorteilhaft verzichtet werden. Die Montage- und Fertigungskosten verringern sich folglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Halteplatten angeschweißte Stützfüße aufweisen, die zur Befestigung der Pumpe auf ihrer Unterlage dienen. Die Halteplatten, die vorzugsweise als Schweißkonstruktion ausgeführt sind, lassen sich dadurch leicht an die örtlichen Gegebenheiten der Unterlage bzw. der Pundamentierung anpassen. Änderungen an Gußmodellen entfallen vorteilhaft. Die Montage der Pumpen wird vereinfacht, da auf der Baustelle noch leicht Änderungen, z. B. durch Anschweißen von Befestigungskonsolen, vorgenommen werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pumpe einen Druckflansch mit einer Stütze aufweist, die die Rohrleitungskräfte direkt ins Fundament ableitet. Dadurch kann vorteilhaft, z. B. bei senkrechten Rohrleitungen, auf das gesonderte Abstützen von Rohrleitungen verzichtet werden. Die Stütze vermeidet vorteilhaft, daß unbeherrschbare Kräfte in das Gußmaterial des Spiralgehäuses eingeleitet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Halteplatten Lagerbohrungen mit Führungshülsen aufweisen. Zur Aufnahme der Wellenlager verfügen die Halteplatten vorteilhaft über Führungshülsen für die Lager. Dadurch entfallen aufwendige Richtarbeiten an den Halteplatten nach dem Schweißen. Die vorzugsweise eingeschweißten Führungshülsen lassen sich nach Fertigstellung der Halteplatten auf die erforderliche Genauigkeit nacharbeiten. Die Fertigungskosten der Pumpe ermäßigen sich vorteilhaft.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß beidseitig der Lager axial geführte Lagerschilder mit Anschlagflächen und Abdrückschrauben angeordnet sind. Der Lageraußenring ist zwischen diesen Lagerschilden geklemmt. Die Schilde sind gegen die Welle abgedichtet, so daß sich ein abgeschlossener Raum für eine Fettfüllung der Lager

ergibt. Die Schmierintervalle der Lager können so erhöht
werden. Schmutz, der die Lager beschädigen könnte, kann von außen nicht eindringen. Insgesamt stellt dies ein
einfaches, fertigungstechnisch günstiges Lagergehäuse dar,
das sogar seine Lage beim V/achsen der Welle mit verändert.

Mittels der Abdrückschrauben, die sich auf der
Führungshülse abstützen, läßt sich vorteilhaft einfach die
axiale Lage des Laufrades einstellen und das Lager durch
Kontern der Abdrückschrauben fixieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen Einlaufstutzen und Halteplatten Einströmkegel angeordnet sind. Durch die Trennung der üblicherweise einteilig gefertigten Einlaufstutzen in zwei Teile, kann für den
besonders hohem Verschleiß ausgesetzten Einströmkegel je
nach Fördermedium ein besonders widerstandsfähiges Material gewählt werden. Bei Verschleiß muß nicht der gesamte
Einströmstutzen ausgetauscht werden. Es reicht der

Austausch des verschlissenen Einströmkegels. Die

Reparaturkosten vermindern sich somit vorteilhaft. Die Gußteile bleiben in ihrem Stückgewicht niedrig. Dies erleichtert die Fertigung, die Montage und die Reparatur.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Halteplatten eine öffnung, vorzgusweise nierenförmig,
aufweisen. Durch diese öffnung bleiben auch während des Betriebes die Stopfbuchsen der Wellen zugänglich. Vorteilhaft erleichtert wird durch diese öffnung die Wartung der Pumpe.

Falls erforderlich können die Stopfbuchsen nachgezogen
werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Spiralgehäuse, die Einströmstutzen und die
Halteplatten um ihre Achsen gegeneinander verdrehbar

ausgebildet sind. Vorteilhaft läßt sich dadurch die Winkellage der Saug- und Druckseite der Pumpe der Einbausituation

weitgehend anpassen. In den meisten Fällen kann auf speziell angefertigte Anpaßstücke verzichtet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie einen getriebelosen Antrieb aufweist. Die Pumpen können erfindungsgemäfö auch in einer Größe gebaut v/erden, die es erlaubt, auf dem Markt standardmäßig verfügbare Motore direkt anzuflanschen. Dadurch werden die gesamten Investitionskosten vorteilhaft reduziert, da auf ein Getriebe verziehtet werden kann. Insbesondere können damit Peststofftrüben hoher Dichte wirtschaftlich gefördert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die tragenden Teils aus zäh-hartem schweißbaren Material und die verschleißenden Teile aus verschleißfestem spröd-harten gießbaren Material sind. Die erfindungsgemäße Konstruktion der Pumpe erlaubt es, das Gewicht vorteilhaft zu reduzieren, wenn für die tragenden Teile ein zäh-hartes schweißbares Material und für die verschleissenden Teile ein verschleißfestes Material verwendet wird. Die Wandstärken können bei gleichbleibender Lebensdauer der gesamten Pumpe entsprechend verringert werden. Ebenso verringert sich der Materialeinsatz bei den tragenden Teilen, wenn ein für sie optimales, zäh-hartes, Material gewählt wird. Die Schweißbarkeit dieser Materialien erlaubt es weiterhin vorteilhaft, die Fertigungskosten der Pumpe welter zu verringern und ohne hohe Änderungskosten speziellen Kundenwünschen zu entsprechen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gußteile frei von Auflagern ausgebildet sind. Die Gußteile werden dadurch vorteilhaft von äußeren Kräften freigehalten. Die sonst so empfindlichen Gußteile erreichen damit eine höhere Lebensdauer.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie zum Pumpen von Feststofftrüben hoher Dichte und Volumensströme verwendet wird. Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Pumpe dann einsetzen, wenn sie zur Förderung besonders kritischer Medien eingesetzt wird. Dies sind insbesondere Feststofftrüben hoher Dichte, die das Pumpengehäuse sowohl mechanisch, als auch verschleißend hoch beanspruchen. Hinzu kommen häufig noch chemische Angriffe aus niedrigen oder hohen PH-Vierten. So kann diese Pumpe besonders erfolgreich beim Pumpen von Suspensionen in Rauchgasentschwefelungsanlagen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die Saugseite der Pumpe, 20

Fig. 2 die Seitenansicht der Pumpe und

Fig. 3 einen Winkel schnitt der Pumpe durch ihre Achse.
25

In Fig. 1 bezeichnet 1 das mittig angeordnete Spiralgehäuse und 2 die beidseitig davon angeordneten Einlaufstutzen. Der zwischen Einlaufstutzen 2 und Spann-Ringen 3 sichtbare Ring gehöhrt den beiden Einströmkegeln 4. Das gesamte Gehäuse wird von den Halteplatten 5 über Zuganker 6 verspannt, so daß zwischen den einzelnen ringförmigen Teilen des Gehäuses keine weiteren Schraubverbindungen erforderlich sind, über den Stumpf der 'welle (8) wird die Pumpe von einem nicht gezeichneten ilotor angetrieben.

In Pig. 2, deren Teile gleich positioniert sind, weist die Halteplatte 5 eine nierenförmige Wartungsöffnung 7 auf, durch die die Stopfbuchse der Welle 8 auch im Betrieb zugänglich ist. Der Lagerschild 9 dichtet nach außen das Lager der Welle gegen Fremdkörper ab. Die Pumpe wird mittels der Stützfüße 10, die an der Halteplatte 5 angeschweißt sind, auf dem Fundament befestigt. Außerdem weist der Druckflansch 11 eine weitere Stütze 12 auf, die die aus der Verrohrung in die Pumpe eingeleiteten Kräfte direkt zum Fundament ableitet.

In Fig. 3 sind ebenfalls gleiche Teile gleich positioniert. Die Welle 8 ist beidseitig mittels Pendellager 13 gehalten. Die Lager stützen sich ihrerseits in Pührungshülsen 14 ab, die fest mit den Halteplatten 5 verbunden sinn. Beidseitig des Lageraußenrings sind Lagerschilde 9, 15 und 16 angeordnet, die über Schrauben 17 paarweise miteinander verspannt sind. An einer Wellenseite, vorzugsweise an der Antriebsseite, tragen die Spann-Ringe nichtgezeichnete Abdrückschrauben, die sich auf der Führungshülse Ik abstützen. Auf diese Weise läßt sich einfach und deshalb besonders vorteilhaft die axiale Lage des Laufrades 18 einstellen sowie das Lager durch Kontern der Schrauben festlegen. Der Lagerschild 16 ist geschlossen ausgeführt, da der Antrieb der VielIe auf der anderen Seite erfolgt. Die Lagerschilde sind gegen die Welle abgedichtet, so daß sich ein geschlossener, zur Schmierung der Lager geeigneter, mit Fett gefüllter Raum ergibt.

liittig auf der Welle 8 sitzt das außen beschaufelte Laufrad 18. Das Fördermedium strömt durch die Einlaufstutzen 2 in die Pumpe und wird dann von den Einströmkegeln 4 umgeleitet, deren gegenüberliegende Fläche von den Verschleißringen 19 gebildet wird. Nach Eintritt in das Spiralgehäuse 1 wird das Medium vom Laufrad 18 beschleunigt und verläßt auf der Druckseite das Spiralgehäuse 1. Gleitringdichtungen 20 oder Stopfbuchspackungen 21 dichten

den Einströmkegel gegenüber der Welle ab. Zusätzlich wird Sperrwasser in die Ringräume 22 der Verschleiföringe 19 gepreßt.

Die Höhe der Vorspannung, mit der das Pumpengehäuse 1, Verschleißringe 19, die Einlaufstutzen 2 sowie die Einströinkegel 4 zusammengehalten werden, ist frei mit den Zugankern 6 einstellbar. Da die Teile alle gegeneinander zentriert und abgedichtet sind, können unter Vorspannung weitere Schraubverbindungen entfallen.

- Leerseite -

Claims

KHD

Anlage zum Patentgesuch H 84/36

der Klöekner-Humboldt-Deutz AG
Köln
vom 27. Juli 1984

Verschleißfeste, doppelströmige Kreiselpumpe

Patentansprüche

\L Doppel strömige Kreiselpumpe mit einem mittig angeordneten Spiralgehäuse und beidseitig davon angeordneten Einlaufstutzen und einem Laufrad, das von einer durchgehenden, beidseitig gelagerten Welle angetrieben v/ird, dadurch gekennzeichnet, daß die tragend (3, 5, 6, 8, 10) und die verschleißend (1, 2, k, 18, 19) beanspruchten Teile getrennt sind.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichne t, daß sie beidseitig Halteplatten (5) aufweist.

- 2 - K 84/36
3. PC re is el pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten (5) als Platten mit aufgeschweißten Spann-Ringen (3) ausgebildet sind.
5
k. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Halteplatten (5) Zuganker (6) angeordnet sind.
5. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3 oder ^,dadurch gekennzeichnet, daß sie eine axiale Vorspannung aufweist, die von den Zugankern (6) ausgeübt wird.
6. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, d a durch gekennzeichnet, daß die Halteplatten angeschweißte Stützfüße (10) aufweisen, die zur Befestigung der Pumpe auf ihrer Unterlage dienen.
7. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, d a durch gekennzeichnet, daß sie einen Druckflansch (11) mit einer Stütze (12) aufweist, die die Rohrleitungskräfte direkt ins Pundament ableitet.
8. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten (5) Lagerbohrungen mit Führungshülsen (14) aufweisen.
9. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Lager (13) axial geführte Lagerschilder (9, 15, 16) mit Anschlagflächen und Abdrückschrauben angeordnet sind.
10. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder

9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Einlaufstutzen (2) und Halteplatten (5) Einströmkegel (4) angeordnet sind.
11. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurc h gekennze ichne t, die Halteplatten eine Öffnung (7), vorzugsweise nierenförmig, aufweisen.
12. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichn e t, .daß das Spiralgehäuse (1), die Einströmstutzen (2) und die Halteplatten (5), um ihre Achsen gegeneinander verdrehbar ausgebildet sind.
13· Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen getriebelosen Antrieb aufweist.
14. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Teile aus zäh-hartem. schweißbaren Katerial und die verschleißenden Teile aus verschleißfestem spröd-hartem gießbaren Material sind.

15· Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußteile frei von Auflagern ausgebildet sind.

l6. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, ^₃ 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 oder l6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Pumpen von Peststofftrüben hoher Dichte und Volumenströme verwendet wird.

- Beschreibung 10