DE474126C

DE474126C - High-pressure centrifugal pump for relatively small delivery quantities (300 to about 1500 1 / min) against pressures of over 100 atue with several series-connected stage groups in a pressure-resistant housing

Info

Publication number: DE474126C
Application number: DEK104044D
Authority: DE
Original assignee: MICHAEL KNOERLEIN DIPL ING
Current assignee: MICHAEL KNOERLEIN DIPL ING
Priority date: 1927-04-30
Filing date: 1927-04-30
Publication date: 1929-03-27

Description

Hochdruckkreiselpumpe für relativ kleine Fördermengen (300 bis etwa i5001/min) gegen Drücke von über 100 atü mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufengruppen in einem druckfesten Gehäuse Als Kesselspeisepunipen für einen Benson-Prozeß (24o Atcn.)oder für che,m:ische Prozesse mit ähnlichen Drücken werden Kreiselpumpen mit verhältnismäßig -kleinen Fördermengen verlangt. Man, ist darauf angewiesen, Kreiselpuxnp,e,n vorzusehen, da diese allein einen ruhigen Betrieb ohne ruckweise Drucksteigerung gewährleisten, gleichviel, ob viel oder wenig Wasser der Druckleitung entnommen wird.High pressure centrifugal pump for relatively small delivery rates (300 to approx i5001 / min) against pressures of over 100 atü with several series-connected Group of stages in a pressure-resistant housing As boiler feed pipes for a Benson process (24o Atcn.) Or for chemical processes with similar pressures, centrifugal pumps are used with relatively small delivery rates. Man is dependent on Kreiselpuxnp, e, n to be provided, since this alone ensures quiet operation without jerks Ensure pressure increase, regardless of whether there is a lot or little water in the pressure line is removed.

Man suchte bisher die Lösung in erhöhter Drehzahl .der Pumpe mit 6 ooo Umdrehungen pro Miaute :oder ähnlich, um m:ögliclnst wenig Einzelpumpen und möglichst wenig Stapfbüchsen zu erhalten. Man war sich der Schwierigkeiten bei der Abdichtung der Wellen hoher Drehzahlen gegen Drücke von ioß oder Zoo Atm. bewußt, hatte aber bisher keine andere, bessere Lösung aufzuweisen. Die Folge einer derartigen Anlage ist ein überaus kostspieliger Betrieb bei schlechtem Wirkungsgrad, da einerseits die Stopfbüchsen häufig eine hTeuverpackung fordern und anderseits Pumpenlaufräder bei 6 ooo Umdrehungen pro Minute nur ein schlechtes hydraulisches Ergebnis haben können.So far, the solution has been sought in increased speed of the pump with 6 ooo revolutions per meow: or similar, to m: ögliclnst little single pumps and to get as few trunks as possible. One was aware of the difficulties involved Sealing of high-speed shafts against pressures of Ioss or Zoo Atm. consciously, but so far had no other, better solution to offer. The consequence of such Plant is an extremely expensive operation with poor efficiency, because on the one hand the stuffing boxes often require new packaging and, on the other hand, pump impellers at 6,000 revolutions per minute only have a poor hydraulic result can.

Die Erfindung bringt eine H.o,chdrucUreiselpumpe für kleine und große Wassermengen gegen beliebig hohe Drücke, ohne eine andere als die normale Sawgsaopfbüchse zu verwenden. Sie weist auch keinen übermäßigen Schub auf die antreibende Welle auf. Der Wirkungsgrad der neuen Pumpe ist ähnlich dem einer rüannalen Kreiselpumpe - mit gleicher Fördermenge.The invention brings a high pressure centrifugal pump for small and large Amount of water against any high pressure, without any other than the normal Sawgsaopfbüchse to use. It also does not have excessive thrust on the driving shaft on. The efficiency of the new pump is similar to that of a Rüannal centrifugal pump - with the same delivery rate.

Sie verwendet dabei an sich bekamlte Einzielteile,erreicht aber durch die neuartige Anordnung dieser an sich bekannten Einzelteile eine g änzxtiuch neue Wirkung. Es wird durch sie erstmalig der Bau einer wirtschaftlichen Krei:-selpumpe f ür relativ kleine Wassermengen bei Enddrücken von i oo Atm. und mehr ermöglicht.In doing so, she uses target parts that are inherited, but achieves through the novel arrangement of these known individual parts is completely new Effect. It was the first time that an economic circular pump was built for relatively small amounts of water at final pressures of 10 atm. and more.

Die Erfindung geht .dabei von der bekannten Bauart einer Hochdruckkrieiselpumpe aus, bei der Beine Gliederpumpea 0.n ein druickfestes Gehäuse b mit :der üblichen Axialschubau.sgleichvorrichtung eingesetzt ist (s. Abb. i). Die Erfindung kuppelt in weiterexriAusbau dieses Erfindungsgedankens nach Abb.2 mehrere derar@ge Gliederpumpen im gleichen druickfesmen Gehäuse und läßt sämtliche Pumpen durch -das auf der Saugseite durch das Gehäuse tretende Wellenendes antreiben.The invention is based on the known type of high-pressure centrifugal pump from, with the legs articulated pump a 0.n a pressure-resistant housing b with: the usual Axial thrust equalization device is used (see Fig. I). The invention couples In a further expansion of this inventive concept according to Fig. 2 several such link pumps in the same pressure-resistant housing and lets all pumps through - that on the suction side drive the shaft end passing through the housing.

Die Lager der einzelnen Pumpe sind nach Abb. 2 flüssigkeitsgeschmierte Schalen 1, die aus Weißmetall, Bronze, Pockholzoder ähnlich angefertigt sein können. Die Förderflüssigkevt selbst dient zwangläufig zur S:chmIerung. Sie wird jeweils einer Stufe höheren Druckes @entnommen und den Lagern mit dementsprechenden Differenzdruck zugeführt. Die verbrauchte Schmlerflüssigkeit tritt an beiden Lagerenden aus und vermisc-ht sich mit der den Lagern entlang fließenden Flüssigkeitsmenge. Es ist bekannt, daß sich beispielsweisse Wasser sehr gut zur Schmierung von Weißmetallagerneignet, sofern nur eine genüg:ende Flüssigkeitsmenge zwangläufig durch das Lager geschickt wird. Es hat sich des weiteren durch Versuche herausgestellt, daß heißes Wasser, wie es häufig zur Kesselspeisung Verw iendung findest, erhöhte Sdhmie-rfäMgkeit besitzt. Bei Hechdmuckpumpen für chemische Prozesse sind verschiedene Flüssigkeiten zu fördern, die memsit ebenfalls besondere Schmiemfähügkeit aufweisen. Bei genügend gr oßer Bemessung der Lagerflächen erfahren diese bei Flüssigkeitsschmierung nur eine geringe Beanspruchung.The bearings of the individual pumps are liquid-lubricated as shown in Fig. 2 Bowls 1, which can be made of white metal, bronze, pockwood or the like. The liquid to be pumped itself is inevitably used for lubrication. She will each a level with higher pressure and the bearings with the corresponding differential pressure fed. The used lubricant escapes at both ends of the bearing and mixes with the amount of liquid flowing along the bearings. It it is known that, for example, water is very suitable for the lubrication of white metal bearings, if only a sufficient quantity of liquid is inevitably sent through the warehouse will. Experiments have also shown that hot water, as it is often used to feed the boiler, increased sdhmie-rfäMgigkeit owns. There are different liquids in hechdmuck pumps for chemical processes to promote the memsit also have special lubricating ability. With enough Larger dimensions of the bearing surfaces are only experienced with liquid lubrication low stress.

Bei reiner Flüssigkeitsumwälzung, bei der die geförderte Flüssigkeit stets wieder .dem Sammelbehälter zuläuft, sieht die Erfindung auch eine Bieknengung von ö1 oder einer anderen, die Schmierfähigkeit erhöhenden Flüssigkeit vorn. Da in chemischen Prozessen bei reiner Umwälzung der FörderflüssIgkeit meist nur die .chemischen Bestandteile des Wassers für ein Kontaktverfahren usw. in Frage kommen, spielt eine geringe Verunreinigung durch öl usw. keine oder nur eine untergeordnete Ralle.In the case of pure liquid circulation, in which the pumped liquid always again .dem collecting container, the invention also provides a bending of oil or some other fluid that increases the lubricity. There in chemical processes with pure circulation of the pumped liquid mostly only the .chemical constituents of the water come into question for a contact process, etc., a slight contamination by oil etc. plays no or only a minor part Rail.

Die Beanspruchung der flüssigkeitsgeschmierten Lager wird uni ein Weiteres vermindert, indem nur geringe Drehzahlen zur Verwendung gelangen. Die Mäglichkeit der Verwendung geringer normaler Drehzahlen, 3 ooo pro Minuite oder ähnlich, ist ein Hauptvorzug der Pumpe nach denn Erfindungsge.-danlren. Da in Hinsicht der axialen Baulänge keine Bies.chränltung auferlegt, auf .die kritische Drehzahl der Einzelpumpe keine Rücksicht zunehmen ist und beliebig viele Einzelpumpen mixt beliebig vielen Einzelstufen hintereinandeggeschaltet ,verdien können, kann jede -Pumpe mit den in der Fabrikation günstigsten und normalen Radsätzen ausgerüstet werden. Es sind demnach zur Ausführung einer Kreiisielpumpe für -2¢o Atm. Enddruck keine neuen Versuche nötig, um die Verhältnisse und den möglichen Wirkungsgrad von Pumpenlaufrädern mit 6 ooo Umdrehungen oder ähnlich zu ergründen. Ein Wirkungsgrad von 6o % ist bei dem Erßudungsgegen.-stand auch noch bei. Fördermengen unter 6oo 1 pro Minute möglich, während 6. oootourige Pumpen bei der gleichen Wassermenge bekanntlich nicht viel mehr als q.o zu erreichen vermögen. -Voraussetzung für ein ,einwandfreies Arbeiten der einzelnen Pumpen im Flüssigkeitsstrom ist allerdings ein völlig freies, unabhängiges Arbeiten der einzelnen Wellen bzw. Rotoren. Es darf von einer Welle auf die andere keimerlei Axialschub übertragen werden, damit nicht durch eine Addition dem Schübe an ixgendeiner Stelle einve übermäßige Beanspruchung eintritt. Es wird diese Forderung nach :dien Erfindung durch axiale Festste3lung der Wellen in an sich bekannten Vorri.chtung en g zum axialen Schubausgleich der Räder erreicht, wobei jede Pumpe ihre eigene Ausgleichvomrichtung erhält, deren Leckwassermenge jeweils nach einer Stufe niederen Druckes zurückgeführt wird (Leistung h). Die Verbindung der .einzelnen. Wellenenden zur Übertragung das Drehmomentes erfolgt durch axial nachgiebige Hülsenkupplungen m, wie eine beispielsweise in Abb. a schematisch dargestellt ist. Das auf der Saugseite austretende Wellenende erhält auf diese Weise nicht mehr als den Normalschub der eigenen Pumpe, der durch de axide Ausgleichvorrichtung dieser Pumpe betriebssicher aufgenommen wird.The stress on the liquid-lubricated bearings is further reduced by only using low speeds. The ability to use low normal speeds, 3,000 per minute or similar, is a major advantage of the pump according to the invention. Pump best with the fabrication and fitted normal wheelsets - in terms of the axial length as no Bies.chränltung imposing it, take on .the critical speed of the single pump no consideration and any number of individual pumps mixes as many individual stages hintereinandeggeschaltet can earn each can will. It is therefore necessary to implement a circular pump for -2 ¢ o Atm. Ultimate pressure no new experiments are necessary in order to find out the conditions and the possible efficiency of pump impellers with 6,000 revolutions or similar. An efficiency of 60% is also included in the object of the study. Flow rates of less than 600 liters per minute are possible, while 6. high-speed pumps are known to not be able to achieve much more than qo with the same amount of water. - A prerequisite for proper functioning of the individual pumps in the liquid flow is, however, a completely free, independent operation of the individual shafts or rotors. Axial thrust may be transmitted from one shaft to the other, so that an addition to the thrust does not result in excessive stress at one point. This requirement is achieved according to: the invention by axially locking the shafts in known devices for axial thrust compensation of the wheels, each pump being given its own compensation device, the leakage water quantity of which is returned after a level of low pressure (power h ). The connection of the .individual. Shaft ends for the transmission of the torque takes place through axially flexible sleeve couplings m, such as one is shown schematically in Fig. A. In this way, the shaft end exiting on the suction side receives no more than the normal thrust of its own pump, which is reliably absorbed by the de axide compensating device of this pump.

Statt des hydraulischen Axialschubausgleich,es kann naturgemäß auch ein Kammlager mit Flü.ssigkeitsschmiearung usw. vorgesehen werden.Instead of hydraulic axial thrust compensation, it can of course also a comb bearing with liquid lubrication, etc. are provided.

Die Einsatzgehäuse der einzelnen Gliederpumpena werden mit dem druckfesten Gehäuse b jeweils nur an einer Stellte, zweckmäßig mit der Stufe niedrigsten Druckes, verbunden. Die einzelnen Glieder werden so durch den Pumpendruck selbsttätig zusammengehalten und: gedichtet, wobei sich zudem der .ganze Block axial ungehindert ausdehnen kann, wie ' es jeweils die Temp,emturv erhältnisseerfordern. Die . Förderflüssigkeit selbst fiießtnnon der Stufe höchstem; Drwckes,der eiirren Pumpe um die Lag er l !und Kupplung m herum dem Saugemund der nachgeschalteten anderen Gliederpumpe zu. Lager und Kupplung sind - wenigstens im Bereich erträglicher Drücke - zweckmäßig durch deal Dekk e1 o im druicHesten Gehäuse b leicht zugänglich gemacht. Es kann nach Abnahme ein-es derartigen Deckels bequem eine Revision der genannten Teile exfolgien, ohne daß es nötig ist, hierzu die gesamte Pumpe auseinanderzubauen.The insert housings of the individual link pumps are made with the pressure-resistant Housing b only at one point, expediently with the lowest pressure level, tied together. The individual links are automatically held together by the pump pressure and: sealed, whereby the entire block can expand axially unhindered, as the temp, emturv conditions require. The . Fluid itself does not flow at the highest level; Pressure, the crazy pump around the bearing oil! And clutch m around to the suction mouth of the other downstream sectional pump. Bearing and coupling are - at least in the range of tolerable pressures - expedient by deal Dekk e1 o made easily accessible in the most pressurized housing b. It can be a-it after acceptance Such a cover conveniently exfoliate a revision of the parts mentioned without it is necessary to disassemble the entire pump for this.

Das druckfeste Gehäuse b kann bei der Hintf-,reinanderschaltung mehrerer Pumpen aus einem Stück als einfache Trommel ausgeführt werden (Abt. 3). Es kann auch mit axialer Teilung in einfache Drehkörper und mit axialen Flanschen ausgebildet werden (Abt. q.). Es kann auch bei zweckmäßiger Bemessung von Wandstärke und Menschenstärke horizontal geteilt seW (Abb.5) und damit auch -den- Vorteg in sich. vereinigenv daß nach .Abhebung des Gehä"usieöbeirte;vls alle innenhegienden Teile und Einzelpumpen bequem entfernt werden können, ohne da.ß hierzu Rohrleitungen usw. abgenommen werden müssen. Die :einzelnen Gliedexpump,en selbst sindeinfach zu ersietzen, gegebenenfalls auch untereinander auszuwechseln, denn die Fördermenge ist für die einzelnen Pumpen an sich die gleiche. Die Pumpen können auch für die gleiche Förderhöhe ausgebildet werden. Das unter Umständen mit der Temperatur zunehmende Velumen der Förderflüssigkeit .kann inn Drwckgeblet in weiten Grenzen vernachlässigt bzw. zur Not noch von den gleichen Rädern einer anderen Einsatzpumpe erbracht werden. Auch die Wellenstärke wird zweckmäßig für alle Pumpen gleich ausgeführt. Der größeren zu übertragenden Leistung auf der Saugsehe wixd zweckmäßig durch die Ausführung der dort angeordneten Wellen in besonders hochwertigem Material, Chromnickastahl, V2A-Materlal u;sw., Rechnunggetragen.The flameproof housing b can be connected in series with several Pumps from one piece are designed as a simple drum (Section 3). It can also designed with axial division into simple rotating bodies and with axial flanges become (Dept. q.). It can also be used with appropriate dimensioning of wall thickness and human strength horizontally divided SEW (Fig.5) and thus also -the- front walk in itself. unite v that after the housing has been lifted off; vls all internal heating parts and individual pumps can be easily removed without the need for pipelines, etc. to be removed have to. The: individual link pumps themselves are easy to replace, if necessary even interchangeable, because the delivery rate is on for the individual pumps the same. The pumps can also be designed for the same delivery head will. The volume of the pumped liquid, which may increase with the temperature . Can be neglected within wide limits or, if necessary, by the the same wheels of another insert pump can be provided. Also the strength of the waves is expediently carried out the same for all pumps. The larger one to be transferred Performance on the suction device wixd expediently by the execution of the arranged there Shafts made of particularly high-quality material, chrome-nickel steel, V2A material and sw., Accounted for.

In jedem Fall wird das druckfeste Gehäuse an einem Ende, zweckmäßig auf der Druckseite bei T (Abb. q.), im Fundament verankert, während .sich das andere Ende frei verschieben und ausdehnen kann. Es wird dadurch dien Längendehnungen Rechnung getragen, die beispielsweise bei heißem Wasser und einer Temperatur von teilweise i 6o° C und bei aüner Länge der Pumpe von 6 bis 7111 nicht zu vernachlässigen sind.In any case, the pressure-tight housing is anchored in the foundation at one end, expediently on the pressure side at T (Fig. Q.), While the other end can move and expand freely. This takes account of the elongations in length, which are not negligible, for example, with hot water and a temperature of sometimes 150 ° C. and with a length of 6 to 7111 of the pump.

Da die einzelnen Gliederpumpen jeweils angenähert die gleiche Druckdifferenz erbringen und die Glieder durch den jeweiligen Enddruck der Pumpe aufeinandergepreßt werden, können sie leicht und einfach gehalten werden. Selbst bei einem Enddruck von zq.o Atm. arbeiten Lauf- und Leiträder sowie Gehäuseglieder unter keinen anderen Verhältnissen als bei: ao,od er 5o Atm. Es genügt daher, für ein Pumpenaggregat mit vielen. EinztIpumpen in feinem druckfesten Gehäuse leine Einzelpumpe als Reservepumpe auf Lager zu nehmen, um bei Beschädigung des Aggreg g ats leicht eine vollständige Instandsetzung bewerkstelligen zu können. Bei, der Montage des Druckkörpers ist es von untergeordneter Bedeutung, ab dieser in axialer Richtung genauestens ausgerichtet ist. Da der Rotor aus mehreren 'unabhängig laufenden, nachgiebig gekuppelten Wellenenden zusammengesetzt ist, ist selbst eine Krümmung des druckfesten Gehäuses in bescheldlenen Grenzen ohne Einflwß auf den guten Lauf der Pumpe.Since the individual link pumps each have approximately the same pressure difference and the members are pressed together by the respective final pressure of the pump they can be kept light and simple. Even with a final print from zq.o Atm. Impellers and idlers as well as housing members do not work under any other Conditions as with: ao, od er 5o Atm. It is therefore sufficient for one pump unit with many. Single pumps in a fine, pressure-resistant housing, a single pump as a standby pump in stock, so that if the unit is damaged, a complete To be able to carry out repairs. At, the assembly of the pressure hull is it is of secondary importance, from this point onwards, precisely aligned in the axial direction is. Because the rotor consists of several 'independently running, resiliently coupled shaft ends is composed, is even a curvature of the pressure-resistant housing in bescheldlenen Limits without any influence on the good running of the pump.

Das bei Hochdruckdampfanlagen übliche Regenerativverfahren zur stufenweisen Erwärmung des Speisewassers durch An.zapfdampf einer besonderen Turbine kann durch die Pumpe der Erfindung in besonders günstiger Weise verwirklicht werden. Die verhältnismäßig große Länge des mehrstufigen Pumpenaggregats der Erfindung gestattet (eine bequeme Anordnung der einzelnen Vorwärmer,ul, u2"u3, u4 (Abb. 5) nebeneinander. Zur Abführung der gesamten Speisewassermenge aus der Pumpe ist es nur nötig, an irgendeiner Stelle des Gehäuses eine feste Scheidewand einzuziehen, durch die nur die die Leistung übertragende Welle unter Dichtung hindurchgeführt wird. Die Wassermenge selbst =wird :durch die Leitungen v1, v2, v3, v4 vor dieser Scheidewand abgeführt, im Vorwärmer U erwärmt und durch die Leitung w1, w2, w3, w4 der nächsten Stufe der Hochdruckkreiseapuanpe wieder zugeführt. Sämtliche Zu-und Abflußanschlüssesind zweckmäßig an dem dies horizontal geteilten druckfesten Gehäuses angeordnet, die Vorwärmer selbst zweckmäßig in einer Ebene, die neben der Ebene durch die Pumpenachse liegt. Es kann so das Cehäuseobarted. durch eine zweckdienliche Hebevorrichtung an der Drecke des Maschineau@aunies (Kondensationskeller usw.) abgehoben. und jede einzelne Pumpe für sich herausgehoben rund nachgesehen. werden, ohne daß eine Winzige der anschließenden Rohrleitungen berührt oder entfernt werden muß.The regenerative process used in high-pressure steam systems in stages The feed water can be heated by extraction steam from a special turbine the pump of the invention can be implemented in a particularly favorable manner. The proportionate large length of the multistage pump unit of the invention allowed (a convenient Arrangement of the individual preheaters, ul, u2, u3, u4 (Fig. 5) next to one another. For discharge of the total amount of feed water from the pump it is only necessary at one point of the housing to draw in a solid partition through which only the performance transmitting shaft is passed under seal. The amount of water itself = becomes : discharged through the lines v1, v2, v3, v4 in front of this partition, in the preheater U is heated and through the line w1, w2, w3, w4 of the next stage of the high pressure circuit apuanpe fed back. All inflow and outflow connections are expedient at this horizontally divided pressure-resistant housing arranged, the preheater itself expediently in one Plane that lies next to the plane through the pump axis. It can be cehoused so. by a suitable lifting device on the Drecke des Maschineau @ aunies (condensation cellar etc.) lifted off. and checked every single pump singled out for itself. without touching or removing a tiny part of the connecting pipes must become.

Die Erfindung stellt demnach für Kreiselpumpen verhältnismäßig geringer Fördermengen gegen verhältnismäßig, hohe Drücke die überraschende Möglichkeit einer leinfachen und betriebssicheren Ausfvhrung bei gutem Wirkungsgrad dar. Als ihr Hauptvorzug sei nochmals das Fehlen jeglicher Hochdruckstopfbüchsen, die niedere Drehzahl sowie die Verwendung normaler Lauf- und Leiträder bei. gutem Wirkungsgrad hervorgehoben.The invention is therefore relatively less for centrifugal pumps Flow rates against relatively high pressures the surprising possibility of a l simple and reliable execution with good efficiency. As their main advantage be again the lack of any high pressure stuffing boxes, the low speed as well the use of normal impellers and idlers. high efficiency highlighted.

Claims

PATENT CLAIM: High pressure centrifugal pump for relatively small delivery rates (3 oo to about i 5 oo 1 / min.) Against pressures from over i oo aitü with several - one behind the other @ connected Step groups in a pressure-resistant housing, characterized in that the shaft is subdivided several times in the housing, the parts are coupled in an axially flexible manner and the pumps ider single shafts with axial thrust balanced in a known manner known axially supported bearings. run freely, at zero speed (3,000 rev./min. and similar) at all points small shaft diameter, a good inlet cross-section and efficiency of the impellers as well as reaching a subcritical speed and a highly loaded thrust bearing to avoid.