DEP0002552BA - Einrichtung zum Schmieren des oberen Halslagers von Kreiselpumpen mit senkrechter Welle - Google Patents

Description

Bei den mit senkrechter Welle versehenen Kreiselpumpen, wie sie beispielsweise bei Unterwasserpumpen verwendet werden, ist an dem oberen Ende der Pumpenwelle unterhalb des Halslagers häufig eine Entlastungsvorrichtung, z.B. ein Kolben vorgesehen, der unter dem Förderdruck der Pumpe steht und beim Betrieb die Pumpenwelle etwas anhebt, um das Spurlager zu entlasten. Der von dem Förderstrom der Pumpe abgezweigte, durch die Entlastungsvorrichtung geführte Wasserstrom gelangt dann im allgemeinen über das Halslager in den Brunnenschacht, wobei das als Gleitlager ausgebildete Halslager durch das die Entlastungsvorrichtung verlassende Wasser geschmiert wird. Eine derartige Führung des Entlastungswassers hat den Nachteil, daß die im Wasser enthaltenen Fremdkörper, wie Sand oder Verunreinigungen einen raschen Verschleiß des Gleitlagers zur Folge haben. Wird das Halslager nicht von dem Strom des Entlastungswassers bestrichen, sondern im toten Winkel hierzu angeordnet, so erhält es eine ungenügende Schmierung, wenn nicht Vorkehrungen getroffen werden, um einen Umlauf des zur Schmierung dienenden Wassers in dem Halslager sicherzustellen. Mit den bisher bekannten Bauarten derartiger Lager konnte diese Aufgabe jedoch nicht befriedigend gelöst werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine sichere Schmierung des als Gleitlager ausgebildeten Halslagers dadurch erreicht werden, daß ein Teil des Wassers, das die unterhalb des Halsla- gers angeordnete Entlastungsvorrichtung verläßt, durch die Pumpwirkung von auf dem Wellenende vorgesehenen Befestigungselementen, z.B. für eine Wellenbuchse in dauerndem Umlauf über die Laufflächen des Halslagers geführt wird. Der das Entlassungswasser aufnehmende Sammelkanal steht hierbei in offener Verbindung mit der Lauffläche des Halslagers, so daß ein Teilstrom des Entlastungswassers infolge der Pumpwirkung der Welle durch den Lagerspalt gesaugt wird und die Laufflächen schmiert. Zur Rückführung dieses Schmierwassers wird zweckmäßig in dem Gehäuse des Halslagers ein z.B. aus einer Nute bestehender Kanal vorgesehen, der etwa in Höhe der Befestigungselemente des Wellenendes beginnt und in den Sammelkanal des Entlastungswassers mündet. Infolge der Pumpwirkung des Wellenendes wird daher ein dauernder Kreislauf eines Teilstromes des Entlastungswassers durch den Lagerspalt des Halslagers geleitet, so daß dieses eine gute Schmierung erhält. Um die Schmierwirkung zu verbessern, empfiehlt es sich, auf dem Wellenende außer den Befestigungselementen zusätzliche Fördervorrichtungen vorzusehen. So ist es vorteilhaft, zwischen den beiden auf das Wellenende geschraubten Muttern für die Wellenbuchse eine Scheibe anzuordnen, die den die Muttern umgebenden, von der oberen Wand des Lagergehäuses begrenzten Wirbelraum in zwei Teile unterteilt. Der der Teile zugekehrte untere Wirbelraum wird zweckmäßig durch den Rückführungskanal mit dem Sammelkanal des Entlastungswassers verbunden, so daß oben aus dem Lagerspalt tretende Schmierwasser in gleichmäßigem Strome abgeführt wird. In dem über dieser Scheibe liegenden oberen Teil des Wirbelraumes wird das Wasser infolge der Fliehkraft der Mutter unter einen bestimmten Druck gesetzt, der gegen die Scheibe wirkt und ein Austreten des Wassers von dem unteren in den oberen Teil des Wirbelraumes vermindert. Die Wand des oberen Lagergehäuses wird zweckmäßig möglichst dicht um die Muttern herumgeführt, um deren Pumpwirkung zu verbessern. Man kann auch die untere der beiden Befestigungsmittel nach Art eines Kreiselrades ausbilden, z.B. mit als Schaufeln wirkenden Ansätzen versehen, wodurch eine weitere Steigerung der Pumpwirkung erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt. Das obere Ende der senkrechten Welle 1 einer Unterwasserpumpe, deren elektrischer Antriebsmotor in der üblichen Weise unterhalb der Pumpe angeordnet und mit dieser an einem einheitlichen Maschinensatz zusammengebaut ist, ist in dem Halslager 2 geführt das in einem glockenförmigen Gehäuseteil 3 angeordnet ist. Dieses enthält den Druckkanal 4 der Pumpe und ist mit seinem Außenteil 5 an dem zylindrischen Pumpengehäuse 6 z.B. durch Schraubengewinde 7 befestigt. Unterhalb des Halslagers 2 ist auf der Pumpenwelle ein Entlastungskolben 8 befestigt, der in einer zylindrischen Bohrung 9 des Gehäuseteils 3 geführt ist. Unterhalb des Entlastungskolbens 8 sind die Laufräder 10 der mehrstufigen Unterwasserpumpe angeordnet, die in dem Druckkanal 4 fördern. Ein Teilstrom des geförderten Wassers wird durch den Spalt 11 in den Ringkanal 12 unter den Entlastungskolben 8 geführt. Das den Entlastungskolben 8 verlassende Wasser gelangt in den ringförmigen Sammelraum 13, von wo es durch den Kanal 14 in den Brunnenschacht zurückfließt.

Das obere mit einer Laufbuchse 15 versehene Ende der Welle 1 ist in dem Halslager 2 geführt, wobei die Laufbuchse 15 mittels der Unterlegscheibe 16 und der beiden Muttern 17 und 19 mit der Welle 1 befestigt ist. Zwischen den beiden Muttern 17 und 19 ist eine glatte Scheibe 18 angeordnet, die einen größeren Durchmesser als die beiden Muttern hat und bis dicht an die Innenwand des glockenförmigen Lagergehäuses 3 reicht, das die beiden Muttern 17 und 19 mit geringem Abstand umschließt. Von dem oberen Teil des Gehäuses 3 ist ein Wirbelraum 20 begrenzt, der durch die Scheibe 18 in zwei Teile geteilt ist. Der untere Teil des Wirbelraumes 20 steht in offener Verbindung mit einem in dem Lagergehäuse 3 angebrachten Rückführkanal 21, der bis zur Höhe der Scheibe 18 reicht und mit seinem unteren Ende in dem ringförmigen Sammelraum 13 mündet.

Beim Umlauf der Welle wird durch die Muttern 17 und 19 eine Pumpwirkung erzeugt, unter deren Einfluß ein Teil des den Entlastungskolben 8 verlassenden Wassers aus dem ringförmigen Sammelraum 13 in den Lagerspalt zwischen den Teilen 2, 15 des Halslagers entsprechend dem eingezeichneten Pfeil hochgesaugt wird. Es gelangt dann in den unteren, von der Scheibe 18 begrenzten Teil des Wirbelraumes 20 und tritt von dort in den Kanal 21. Das oberhalb der Scheibe 19 im Wirbelraum befindliche Wasser steht infolge der Pumpwirkung der Mutter 17 unter einem bestimmten Druck, der das Schmierwasser unterhalb der Scheibe 18 gegen den Raum oberhalb derselben absperrt. Das aus dem oberen Ende des Lagerspaltes austretende Schmierwasser gelangt somit in gleichmäßigem Strome in den Rückführkanal 21 und in den ringförmigen Sammelraum 13, von wo es mit dem überschüssigen Entlastungswasser durch den Kanal 14 in den Brunnenschacht abfließt.

Der Lagerspalt des Halslagers wird infolgedessen dauernd von einem Wasserstrom bestrichen, der infolge der Pumpwirkung der beiden Muttern 17 und 19 einen stetigen Kreislauf durch das Halslager ausführt.

Da das zum Schmieren des Halslagers dienende Wasser von dem Strom des den Entlastungskolben verlassenden Wassers abgezweigt wird, können etwaige in letzterem enthaltene Verunreinigungen nicht in das Halslager gelangen. Diese Verunreinigungen werden vielmehr von dem Strom des Entlastungswassers mitgerissen und auf kürzestem Wege durch den Kanal 14 in den Brunnenschacht zurückgeführt, wobei die Verunreinigungen infolge der Fliehkraftwirkung nach außen geschleudert und dadurch zwangsläufig in den Kanal 14 gelangen. Schon wegen der kleinere Umfangsgeschwindigkeit der Laufbuchse 15 gegenüber derjenigen des Entlastungskolbens 8 können selbst bei starker Verunreinigung des Wassers keine schädlichen Bestandteile in das Halslager gelangen. Infolge der Anordnung der Eintrittsöffnung des Schmierwassers in das Halslager an einer Stelle, deren Umfangsgeschwindigkeit niedriger ist als an der Stelle, an der das Wasser aus dem Entlastungskolben austritt, ist die Gewähr dafür gegeben, daß eine vollkommen einwandfreie und sichere Schmierung des Halslagers erreicht wird, das auch bei starker Verunreinigung des Förderwassers keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt ist, weil das Schmierwasser praktisch frei von Verunreinigungen ist. Bei einer Unterwasserpumpe, die auch unter schwierigen Betriebsverhältnissen lange Zeit ohne jegliche Wartung arbeiten muß, sind bekanntlich die Lagerstellen die am meisten gefährdeten Teile der Maschine. Die durch die Erfindung erzielte Verbesserung der Schmierung des Halslagers bedeutet somit eine beträchtliche Steigerung der Betriebssicherheit und Lebensdauer der ganzen Unterwasserpumpe.

Claims (4)

1) Einrichtung zum Schmieren des oberen Halslagers von Kreiselpumpen mit senkrechter Welle, insbesondere von Unterwasserpumpen, die mit einer unterhalb des Halslagers angeordneten Entlastungsvorrichtung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Sammelraum aus, der das aus der Entlastungsvorrichtung austretende Wasser aufnimmt, ein Teil des Entlastungswassers abzweigt und infolge der Pumpwirkung von auf dem Wellenende angebrachten Befestigungselementen, z.B. für die Wellenbuchse, zur Schmierung in den Lagerspalt gesaugt und durch einen vorzugsweise achsparallelen Kanal im Lagergehäuse in den Sammelraum für das Entlastungswasser zurückgeleitet wird.

2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wellenende zwei Muttern angebracht sind und zwischen ihnen eine Scheibe von größerem Durchmesser als die Muttern angeordnet ist, die aus vorzugsweise glockenförmig ausgebildeten Lagergehäuse in einen oberen und unteren Wirbelraum unterteilt.

3) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Sammelraum für das Entlastungswasser mündende Rückführkanal etwa bis zur Höhe der zwischen den Muttern angeordneten Scheibe reicht.

4) Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Befestigungselemente des Wellenendes, vorzugsweise die untere Mutter, nach Art eines Pumpenlaufrades ausgebildet ist.