EP0307797A2 - Kreiselpumpe - Google Patents

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EP0307797A2
EP0307797A2 EP88114671A EP88114671A EP0307797A2 EP 0307797 A2 EP0307797 A2 EP 0307797A2 EP 88114671 A EP88114671 A EP 88114671A EP 88114671 A EP88114671 A EP 88114671A EP 0307797 A2 EP0307797 A2 EP 0307797A2
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EP
European Patent Office
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wear plates
wear
plates
end walls
centrifugal pump
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EP88114671A
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Alfred Gnaehrich
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4286—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps inside lining, e.g. rubber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/622—Adjusting the clearances between rotary and stationary parts

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump with wear plates arranged on both sides of the impeller, which cover the end walls of the volute casing.
  • the object of the invention is to significantly improve the wear plates in centrifugal pumps, particularly with regard to their design, arrangement and service life.
  • the wear plates according to the invention are disc-shaped and the same on both sides, they can advantageously be used on both sides, that is, if the surface of one side is worn down to a predetermined minimum, the wear plate can be turned easily and the surface the new side is exposed to wear for as long as the surface of the previously worn plate side. This not only brings a very advantageous increase in the service life of the wear plates compared to the previously known centrifugal pumps, but also significantly reduces the material loss that occurs when the wear plate that is worn on both sides is replaced by a new wear plate.
  • the clamping devices consist of pressure screws and bolts which are arranged in the end walls of the volute casing so far that they engage the wear plates in the outer edge region and press them against the volute casing. It is particularly expedient to use pressure screws and bolts which correspond to the chemical stress on the pump, but which are softer than the bracing wear plate. This very advantageously achieves a bending stress-free clamping of the wear plates between the end walls and the volute casing.
  • the outer edges of the wear plates are designed with equally inclined surfaces, which bear against counter surfaces which are correspondingly inclined in the spiral housing.
  • the wear plates are arranged at a short distance from the end walls, so that between the wear plates and the forehead walls remain a cavity that is in open communication with the interior of the volute.
  • liquid from the space in which the impeller is located enters the cavity between the wear plate and the end wall, which leads to pressure equalization on both sides of the wear plate, which very advantageously results in the wear plates be kept free from bending stresses.
  • the wear plates can be made relatively thin-walled, which lowers the acquisition costs and the material losses when replacing the worn plate with a new one are significantly reduced.
  • the wear plates can be easily released from the clamping and can be moved radially by the clamping device designed according to the invention.
  • worn zones of the wear plates can be turned out of particularly weary areas of the pump and not, or less worn zones can be screwed into these areas and re-tensioned.
  • the service life of the wear plates is further increased and the efficiency of the pump is favorably influenced by approximately restoring the operating gap.
  • wear plates (2, 3) are arranged on both sides of the impeller (1) of the centrifugal pump, which cover the end walls (4, 5) of the volute casing (6).
  • these wear plates (2, 3) arranged on both sides of the impeller (1) are disc-shaped, with surfaces (7, 8 and 9, 10) which run identically on both sides and between the spiral housing (6) and the end walls (4, 5) clamped by means of clamping devices.
  • Several clamping screws (11, 12), which are evenly distributed over the circumference, are provided as tensioning devices, which are operatively connected to the wear plates (2, 3) via bolts (13, 14).
  • the bolts (13, 14) can be moved in the end walls (4, 5) in the axial direction, but are secured against rotation.
  • the wear plates are not subjected to any disadvantageous torsional stress on the part of the pressure screws when tensioning between the volute casing (6) and the end walls (4, 5).
  • the pressure screws (11, 12) are arranged in the end walls (4, 5) of the volute casing (6) so far that they engage the wear plates (2, 3) in the outer edge area and press them onto the volute casing (6).
  • the outer edges of the wear plates (2, 3) are formed with equally inclined surfaces (15, 16 and 17, 18) which, in the clamped state, rest firmly against counter surfaces (19, 20) which are designed to be inclined in the spiral housing (6) .
  • Ceramic plates can therefore be used particularly advantageously as wear plates, which, due to their hardness and brittleness, are very sensitive to beige and compressive stresses, but are far superior to the previously known wear plates made of high-alloy steel and the like in terms of their wear resistance. It goes without saying that in addition to wear plates made of ceramic according to the invention, wear plates made of plastic, hard rubber and the like can also be clamped between the spiral housing (6) and the end walls (4, 5) with the same advantages. Metal or plastic plates coated with ceramics and similarly hard and brittle, highly wear-resistant materials can also be used.
  • the wear plates (2, 3) are arranged at a short distance from the end walls (4, 5), so that a cavity (21. Between the wear plates (2, 3) and the end walls (4, 5) or 22) remains, which is in open connection (23, 24) with the interior of the volute housing in which the impeller (1) is located.
  • the wear plates according to the invention can therefore be made relatively thin-walled, which leads to a considerable reduction in the loss of material when replacing the worn plate with a new one.
  • a further and very special advantage of the wear plates (2, 3) designed according to the invention is that, after wear on one side of their surface, they can be turned or exchanged for one another and thus subjected to wear on both sides, thereby reducing the service life of these wear plates the previously known wear plates, is increased many times over.

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Abstract

Bei bekannten Kreiselpumpen sind die zu beiden Seiten des Laufrades angeordneten Verschleißplatten mit den Stirnwänden und/oder mit dem Spiralgehäuse verschraubt. Diese Verschleißplatten sind hohen Biegespannungen ausgesetzt und müssen daher entsprechend stark ausgebildet werden. Dies ist nicht nur mit einem hohen Materialverlust beim Auswechseln der verschlissenen Platten gegen neue Platten verbunden, sondern es können auch keine Verschleißplatten eingesetzt werden, die aus hoch verschleißfesten, sehr spröden Materialien bestehen. Erfindungsgemäß werden jedoch diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die zu beiden Seiten des Laufrades (1) angeordneten Verschleißplatten (2, 3) scheibenförmig und zu beiden Seiten gleich ausgebildet sind, und daß sie zwischen dem Spiralgehäuse (6) und den Stirnwänden (4, 5) mittels Spannvorrichtungen eingespannt sind. Hierdurch werden nicht nur sehr vorteilhaft die Verschleißplatten vor Biegespannungen bewahrt, sondern sie können auch beidseitig dem Verschleiß ausgesetzt werden, wodurch neben einer erheblichen Verringerung an Materialverlusten beim Auswechseln der verschlissenen Platten auch eine ganz wesentliche Erhöhung der Standzeit der Verschleißplatten erreicht wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreisel­pumpe mit zu beiden Seiten des Laufrades ange­ordneten Verschleißplatten, die die Stirnwände des Spiralgehäuses abdecken.
  • Bei den bisher bekannten Kreiselpumpen werden die Verschleißplatten mit Hilfe von Schrauben an den Stirnwänden befestigt. Hierzu müssen die Verschleißplatten mit besonderen Vorsprüngen und Bohrungen versehen werden, in die die Schrauben eingreifen. Die Herstellung derarti­ ger Verschleißplatten ist daher verhältnismäßig material- und kostenaufwendig, und das Auswech­seln der verschlissenen Platten gegen neue Ver­schleißplatten ist nicht nur verhältnismäßig kompliziert, sondern auch mit einem verhältnis­mäßig hohen Materialverlust verbunden. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die Verschleißplatten aufgrund der hohen Druck- und Biegebelastungen, die sie im Betrieb der Pumpe ausgesetzt sind, verhältnismäßig stark ausge­bildet werden müssen und jeweils nur die eine an der Schraubverbindung abgewandte Seite dem Verschleiß ausgesetzt werden kann. Die Stand­zeit derartiger Verschleißplatten ist daher gering, und zwar auch dann, wenn man Ver­schleißplatten aus besonders hochlegiertem Stahl benutzt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verschleißplatten bei Kreiselpumpen insbesonde­re hinsichtlich ihrer Ausbildung, Anordnung und Standzeit erheblich zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zu beiden Seiten des Laufrades angeordneten Ver­schleißplatten scheibenförmig und zu beiden Seiten gleich ausgebildet sind, und daß zwi­schen dem Spiralgehäuse und den Stirnwänden mittels Spannvorrichtungen eingespannt sind.
  • Dadurch, daß die Verschleißplatten gemäß der Erfindung scheibenförmig und zu beiden Seiten gleich ausgebildet sind, können sie vorteilhaft beidseitig benutzt werden, d. h., wenn die Oberfläche der einen Seite bis auf ein vorbe­stimmtes Mindestmaß verschlissen ist, kann die Verschleißplatte in einfacher Weise gewendet und die Oberfläche der neuen Seite wiederum so­lange dem Verschleiß ausgesetzt werden, wie die Oberfläche der zuvor verschlissenen Plattensei­te. Dies bringt nicht nur sehr vorteilhaft eine im Vergleich zu den bisher bekannten Kreisel­pumpen ganz wesentliche Erhöhung der Standzeit der Verschleißplatten mit sich, sondern hier­durch wird auch der Materialverlust, der beim Auswechseln der an beiden Seiten verschlissenen Verschleißplatte gegen eine neue Verschleiß­platte auftritt, ganz bedeutend verringert. Weiterhin können durch die Einspannung der Ver­schleißplatten gemäß der Erfindung zwischen dem Spiralgehäuse und den Stirnwänden auch hochver­schleißfeste, sehr harte und besonders spröde Materialien, wie Keramik und dergl., als Ver­schleißplatten eingesetzt werden, die eine weit höhere Standzeit aufweisen, als die bisher bei Kreiselpumpen im Einsatz befindlichen Ver­schleißplatten. Auch wird die Montage von neuen Verschleißplatten und die Demontage von ver­schlissenen Platten durch die erfindungsgemäße Verspannung erheblich vereinfacht und erleich­tert.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­dung bestehen die Spannvorrichtungen aus Druck­schrauben und Bolzen, die in den Stirnwänden des Spiralgehäuses soweit außen angeordnet sind, daß sie im äußeren Randbereich an die Verschleißplatten angreifen und diese an das Spiralgehäuse andrücken. Es ist hierbei beson­ders zweckmäßig, solche Druckschrauben und Bol­zen einzusetzen, die zwar der chemischen Bean­spruchung der Pumpe entsprechen, die jedoch relativ zu der verspannenden Verschleißplatte weicher sind als diese. Hierdurch wird sehr vorteilhaft eine biegespannungsfreie Einspan­nung der Verschleißplatten zwischen den Stirn­wänden und des Spiralgehäuses erreicht.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die äußeren Ränder Verschleißplatten mit gleich schräg verlaufenden Flächen ausgebildet, die an im Spiralgehäuse entsprechend schräg verlaufend ausgebildeten Gegenflächen anliegen. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Verschleißplatten kann mit verhältnismäßig geringem Aufwand an Verspannungselementen eine sehr wirksame und ausreichend feste Verspannung der Verschleißplatten zwischen dem Spiralgehäu­se und den Stirnwänden erreicht werden.
  • Ferner sind in weiterer Ausgestaltung der Er­findung die Verschleißplatten mit geringem Ab­stand von den Stirnwänden angeordnet, so daß zwischen den Verschleißplatten und den Stirn­ wänden ein Hohlraum verbleibt, der mit dem Innenraum des Spiralgehäuses in offener Verbin­dung steht. Auf diese Weise wird erreicht, daß im Betrieb der Kreiselpumpe Flüssigkeit aus dem Raum, in dem sich das Laufrad befindet, in den Hohlraum zwischen der Verschleißplatte und der Stirnwand gelangt, die an beiden Seiten der Verschleißplatte zu einem Druckausgleich führt, wodurch sehr vorteilhaft die Verschleißplatten vor Biegespannungen frei gehalten werden. Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die Verschleißplatten verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet werden können, wodurch die Anschaf­fungskosten erniedrigt und die Materialverluste beim Auswechseln der verschlissenen Platte gegen eine neue wesentlich verringert werden.
  • Im übrigen sind die Verschleißplatten durch die erfindungsgemäß ausgebildete Spannvorrichtung leicht aus der Klemmung zu lösen und radial be­wegbar. Dadurch können verschlissene Zonen der Verschleißplatten aus besonders schleißenden Bereichen der Pumpe herausgedreht und nicht, oder weniger verschlissene Zonen in diese Be­reiche hineingedreht und neu verspannt werden. Hierdurch wird die Standzeit der Verschleiß­platten weiterhin erhöht und durch annähernde Wiederherstellung des Betriebsspaltes der Wir­kungsgrad der Pumpe günstig beeinflußt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung im Teillängsschnitt schematisch dargestellten Kreiselpumpe.
  • Wie die Zeichnung zeigt, sind zu beiden Seiten des Laufrades (1) der Kreiselpumpe Verschleiß­platten (2, 3) angeordnet, die die Stirnwände (4, 5) des Spiralgehäuses (6) abdecken. Diese zu beiden Seiten des Laufrades (1) angeordneten Verschleißplatten (2, 3) sind gemäß der Erfin­dung scheibenförmig, mit zu beiden Seiten gleich verlaufenden Oberflächen (7, 8 bzw. 9, 10) ausgebildet und zwischen dem Spiralgehäuse (6) und den Stirnwänden (4, 5) mittels Spann­vorrichtungen eingespannt. Als Spannvorrichtun­gen sind mehrere, über dem Umfang gleichmäßig verteilte Druckschrauben (11, 12) vorgesehen, die über Bolzen (13, 14) mit den Verschleiß­platten (2, 3) in Wirkverbindung stehen. Die Bolzen (13, 14) sind in den Stirnwänden (4, 5) in Achsrichtung verschiebbar, aber gegen Ver­drehung gesichert angeordnet. Auf diese Weise werden die Verschleißplatten beim Verspannen zwischen dem Spiralgehäuse (6) und den Stirn­wänden (4, 5) keiner nachteiligen Drehbeanspru­chung von Seiten der Druckschrauben ausgesetzt. Ferner sind die Druckschrauben (11, 12) in den Stirnwänden (4, 5) des Spiralgehäuses (6) so­weit außen angeordnet, daß sie im äußeren Rand­bereich an die Verschleißplatten (2, 3) angrei­fen und diese an das Spiralgehäuse (6) andrük­ken. Die äußeren Ränder der Verschleißplatten (2, 3) sind mit gleich schräg verlaufenden Flächen (15, 16 bzw. 17, 18) ausgebildet, die im eingespannten Zustand an im Spiralgehäuse (6) entsprechend schräg verlaufend ausgebilde­ten Gegenflächen (19, 20) fest anliegen. Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft eine wirksame und für den Betrieb der Kreiselpumpe ausrei­chend feste Verspannung der Verschleißplatten (2, 3) zwischen dem Spiralgehäuse (6) und den Stirnwänden (4, 5) mit verhältnismäßig wenigen Druckschrauben (2 bis 3 Stück) erreicht, und zwar derart, daß dabei die Verschleißplatten (2, 3) keinerlei nachteiligen Beanspruchungen, insbesondere Biegebeanspruchungen, ausgesetzt werden. Dies insbesondere auch deshalb, weil beim Verspannen der Verschleißplatten (2, 3) die Bolzen (13, 14) nahezu direkt an den Gegen­flächen (19, 20) im Spiralgehäuse (6) gegen­überliegend angeordnet sind und dort gegen die Verschleißplatten (2, 3) drücken. Als Ver­schleißplatten können daher insbesondere sehr vorteilhaft Keramikplatten Anwendung finden, die aufgrund ihrer Härte und Sprödigkeit zwar sehr empfindlich gegen Beige- und Druckspannun­gen sind, die jedoch hinsichtlich ihrer Ver­schleißfestigkeit den bisher bekannten Ver­schleißplatten aus hochlegiertem Stahl und dergl. weit überlegen sind. Es ist selbstver­ständlich, daß neben Verschleißplatten aus Keramik gemäß der Erfindung auch Verschleiß­platten aus Kunststoff, Hartgummi und dergl. mit ebendenselben Vorteilen zwischen dem Spiralgehäuse (6) und den Stirnwänden (4, 5) eingespannt werden können. Auch können gegebe­nenfalls mit Keramik und ähnlich harten und spröden, hochverschleißfesten Materialien be­schichteten Metall- oder Kunststoffplatten ein­gesetzt werden.
  • Ferner sind, wie die Zeichnung zeigt, die Ver­schleißplatten (2, 3) mit geringem Abstand von den Stirnwänden (4, 5) angeordnet, so daß zwi­schen den Verschleißplatten (2, 3) und den Stirnwänden (4, 5) ein Hohlraum (21 bzw. 22) verbleibt, der mit dem Innenraum des Spiralge­häuses, in dem sich das Laufrad (1) befindet, in offener Verbindung (23, 24) steht. Hierdurch wird sehr vorteilhaft im Betrieb der Kreisel­pumpe an den beiden parallel zueinander verlau­fenden Oberflächen (7, 8 bzw. 9, 10) der Ver­schleißplatten (2, 3) und zwar durch Eindrin­gen von Flüssigkeit aus dem Raum, in dem sich das Laufrad (1) befindet, in den Hohlraum (21 bzw. 22) ein gleich hoher Druck aufgebaut und dadurch die Verschleißplatten vor Biegebean­spruchungen freigehalten. Die Verschleißplatten gemäß der Erfindung können daher verhältnismä­ßig dünnwandig ausgebildet werden, was zu einer erheblichen Verringerung des Materialverlustes beim Auswechseln der verschlissenen Platte gegen eine neue führt. Ein weiterer und ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäß ausge­bildeten Verschleißplatten (2, 3) besteht darin, daß sie nach Verschleiß der einen Seite ihrer Oberfläche gewendet oder auch gegenseitig ausgetauscht und somit beidseitig dem Ver­schleiß unterworfen werden können, wodurch die Standzeit dieser Verschleißplatten, im Ver­gleich zu den bisher bekannten Verschleißplat­ten, um ein vielfaches erhöht wird.

Claims (5)

1. Kreiselpumpe mit zu beiden Seiten des Lauf­rades angeordneten Verschleißplatten, die die Stirnwände des Spiralgehäuses abdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten des Laufrades (1) angeordneten Ver­schleißplatten (2, 3) scheibenförmig und zu beiden Seiten gleich ausgebildet sind, und daß sie zwischen dem Spiralgehäuse (6) und den Stirnwänden (4, 5) mittels Spannvor­richtungen eingespannt sind.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen aus Druckschrauben (11, 12) und Bolzen (13, 14) bestehen, und in den Stirnwänden (4, 5) des Spiralgehäuses (6) soweit außen ange­ordnet sind, daß sie im äußeren Randbereich an die Verschleißplatten (2, 3) angreifen und diese an das Spiralgehäuse (6) andrük­ken.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, da­durch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Ränder der Verschleißplatten (2, 3) mit gleich schräg verlaufenden Flächen (15, 16; 17, 18) ausgebildet sind, die an im Spiralgehäuse (6) entsprechend schräg ver­laufend ausgebildeten Gegenflächen (19, 20) anliegen.
4. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißplatten (2, 3) aus Kera­mik bestehen und ihre Oberflächen (7, 8; 9, 10) parallel zueinander verlaufend ausge­bildet sind.
5. Kreiselpummpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißplatten (2, 3) mit gerin­gem Abstand von den Stirnwänden (4, 5) an­geordnet sind, so daß zwischen den Ver­schleißplatten (2, 3) und den Stirnwänden (4, 5) ein Hohlraum (21, 22) verbleibt, der mit dem Innenraum des Spiralgehäuses (6) in offener Verbindung (23, 24) steht.
EP88114671A 1987-09-15 1988-09-08 Kreiselpumpe Withdrawn EP0307797A3 (de)

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EP0307797A2 true EP0307797A2 (de) 1989-03-22
EP0307797A3 EP0307797A3 (de) 1989-11-08

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