FI73049B

FI73049B - ANORDNING VID CENTRIFUGALPUMPAR.

Info

Publication number: FI73049B
Application number: FI844874A
Authority: FI
Inventors: Ingvar Bergevald; Gert Meissner
Original assignee: Scanpump Ab
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1987-04-30
Also published as: FI73049C; SE8400943L; SE8400943D0; FI844874A0; SE441296B; FI844874L

Description

73049 laite keskipakopumpuissa 5 Tämä keksintö koskee laitetta sellaisissa keskipako pumpuissa, jotka esitetään yleisesti patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.This invention relates to a device in centrifugal pumps, which is generally set out in the preamble of claim 1.

Tämän tyyppisiä laitteita käytetään laivoissa ja avo-meri-teollisuudessa. Merenkäynnissä ja laivan saadessa 10 kallistuman voi tapahtua, että pumppuakseli enemmän tai vähemmän satunnaisesti kallistuu suuremman tai pienemmän kulman c< tai vastaavasti yhteen tai toiseen suuntaan vaakatason suhteen. Tämä aiheuttaa sen, että voiteluöljytaso laakeripesän pohjalla vaihtelee aksiaalisessa suunnassa 15 riippuen kaltevuuskulmasta. Kun akseli kallistuu enemmän kuin tietyn kulman alaspäin laakerista käyttölähteen eli moottorin suuntaan, tulee laakeri "kuivatuksi", niin että ei saada tyydyttävää voitelua.This type of equipment is used in ships and the offshore industry. When at sea and when the ship is tilted, it may occur that the pump shaft tilts more or less randomly at a greater or lesser angle c <or in one or the other direction with respect to the horizontal. This causes the lubricating oil level at the bottom of the bearing housing to vary in the axial direction 15 depending on the angle of inclination. When the shaft tilts more than a certain angle downwards from the bearing in the direction of the drive source, i.e. the motor, the bearing becomes "dried" so that no satisfactory lubrication is obtained.

Keksinnön päätarkoituksena on ratkaista tämä ongelma 20 ja aikaansaada laite, jonka avulla varmistetaan tyydyttävä voitelu myös silloin, kun pumppuakseli kallistuu enemmän kuin ennaltamäärätyn kulman edellä esitetyllä tavalla.The main object of the invention is to solve this problem 20 and to provide a device by means of which satisfactory lubrication is ensured even when the pump shaft tilts more than a predetermined angle as described above.

Edellämainittu tarkoitus saavutetaan muodostamalla laite keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-25 osassa esitetyllä tavalla.The above object is achieved by forming the device according to the invention as described in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaisen laitteen muut tunnusmerkit ja edut käyvät selville seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja oheisista piirustuksista, jotka kaaviollisesti ja ei-rajoittavana esimerkkinä esittävät erään suoritusmuodon.Other features and advantages of the device according to the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, which show schematically and by way of non-limiting example an embodiment.

50 Kuvio 1 esittää aksiaalileikkausta keskipakopumpun osasta ja ainoastaan viitteellisestä osasta diesal-mootto-ria, johon pumppu kuuluu, ja havainnollistaa akselin voite-luolosuhteita pumppuakselin tietyllä oletetulla ensimmäisellä kaltevuudella.Fig. 1 shows an axial section of a part of a centrifugal pump and only a reference part of a Diesal motor to which the pump belongs, and illustrates the lubrication conditions of the shaft with a certain assumed first inclination of the pump shaft.

35 Kuvio 2 esittää perspektiivikuvaa keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluvasta hoikista.Figure 2 shows a perspective view of a sleeve belonging to a device according to the invention.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 kanssa analoogista aksiaalileikkausta ja havainnollistaa pumppuakselin voitelua toi- 2 73049 sessa tapauksessa.Fig. 3 shows an axial section analogous to Fig. 1 and illustrates the lubrication of the pump shaft in the second case.

Kuviot 4 ja 5 esittävät kuvion 2 mukaisen hoikin muunnosta, samoin perspektiivisesti.Figures 4 and 5 show a modification of the sleeve according to Figure 2, also in perspective.

Kuviossa 1 tarkoittaa viitenumero 1 laakeripesää sekä 5 viitenumerot 2 ja 3 pumppupesää ja vastaavasti pumppupesän kantta,, jotka mainitaan ainoastaan ohimennen ja joihin laa-keripesä 1 on kiinnitetty pulteilla, laakeripesään on pump-pupyöräakseli 4, jolle ei-esitetty pumppupyörä on kiinnitetty, laakeroitu pyörivästi sisäpuoliseen ja ulkopuoliseen 10 laakeriin 6 ja 7. Näiden esitetään suoritusesimerkissä olevan kuulalaakereita, mutta ne voivat vaihtoehtoisesti olla esim. rullalaakereita.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a bearing housing and reference numerals 2 and 3 denote a pump housing and a pump housing cover, respectively, which are mentioned only in passing and to which the bearing housing 1 is bolted, the bearing housing has a pump shaft 4 to which a pump wheel (not shown) is rotatably mounted. to the inner and outer 10 bearings 6 and 7. These are shown in the exemplary embodiment to be ball bearings, but may alternatively be e.g. roller bearings.

Laakeripesässä 1 on rengasmainen laippa tai kaulus 8, joka pulttien tai vastaavien avulla on kiinnitetty vastaa-15 vaan rengasmaiseen laippaan 9, joka on muuten esittämättömän dieselmoottorin (tai jonkun muun polttomoottorin) päätyseinässä. Pumpulla on kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa tarkoituksena kierrättää jäähdytysnestettä moottorin läpi. Kuviossa 1 oikealle laipasta 8 sijaitsevat laakeri-20 pesän osat työntyvät moottorin sisään, joka käyttää pumppua esimerkiksi moottorin nokka-akselin päähän kiinnitetyn (ei-esitetyn) hammaspyörän välityksellä, joka on tartunnassa hammaspyörän 11 kanssa, joka on kiinnitetty pumppupyörä-akselille 4 laakeripesän 1 oikeanpuoleisen päädyn ulkopuo-25 lelle työntyvään, vapaaseen päähän. Tämä laakeripesäpääty muodostuu rengasmaisesta laakerikannesta 12. laakeripesän toisen päädyn sisään on laitettu tiiviste 14, joka ympäröi tiiviisti akselia 4.The bearing housing 1 has an annular flange or collar 8 which is fastened by means of bolts or the like to an annular flange 9 which is in the end wall of a diesel engine (or some other internal combustion engine) not otherwise shown. In the embodiment according to Figure 1, the purpose of the pump is to circulate coolant through the motor. In Fig. 1, the bearing housing parts 20 located to the right of the flange 8 protrude into the motor, which drives the pump, for example, by means of a gear (not shown) attached to the motor camshaft end engaging a gear 11 mounted on the impeller shaft 4 on the right side of the bearing housing 1. I end up protruding on the outside, at the free end. This bearing housing end consists of an annular bearing cover 12. A seal 14 is inserted inside the other end of the bearing housing, which tightly surrounds the shaft 4.

Laakeripesän 1 vaippapinnassa on sen moottorin sisäl-30 lä sijaitsevassa päässä yläpuolella parhaiten suppilomainen aukko 13 sen voiteluöljyn keräämiseksi, mikä moottoria voideltaessa roiskuu ylös sylinteriryhmään, sekä sellaisen voiteluöljyn johtamiseksi laakeripesään 1.The casing surface of the bearing housing 1 has a funnel-shaped opening 13 at its end inside the inside of the motor, 30, for collecting the lubricating oil which spills up into the cylinder group when the engine is lubricated and for conducting such lubricating oil to the bearing housing 1.

Keksinnön mukaisesti on laakeripesään 1 järjestetty 35 toisaalta laakeripesän sisäpuolisen vaippapinnan alaosaan olennaisen tiiviisti kiinnitetty osittainen väliseinä 15, joka sijaitsee sisäpuolisen laakerin 6 vieressä sekä yhdessä tämän ja laakerin 6 ja väliseinän 15 välillä sijaitsevan 3 73049 vaippapintaosan kanssa muodostaa taskun 16 tai vastaavan, toisaalta kouru 17, jonka toinen pää sijaitsee aukon 13 alapuolella ja jonka toinen pää sijaitsee suoraan taskun 16 yläpuolella. Väliseinän 15 etäisyys sisäpuolisesta kuula-5 laakerista 6 (taskun 16 leveys) on valittu siten, että kourun 17 alapää sijaitsee suoraan taskun yläpuolella myös silloin, kun pumppupyöräakseli kallistuu vaakatason ja siis myös öljypinnan 10 suhteen alaspäin ennaltamäärätyn kulman ( CK = 7° kuviossa 1) suunnassa, joka on taskusta moottoria 10 kohti. Väliseinän 15 korkeus on valittu siten, että pump-pupyöräakselin mainitulla kaltevuuskulmalla taskussa 16 oleva öljy voi virrata sisäpuolisen kuulalaakerin 6 laake-rirenkaiden väliseen välitilaan ja voidella kuulat, lisäksi ovat kuulalaakereiden 6,7 keskinäinen etäisyys sekä näi-15 den vastaavien läpimittojen välinen suhde siten valittuja, että öljy, joka on valunut ulos taskusta 16 väliseinän 15 yli, voi valua ulos laakeripesästä ulkopuolisen kuulalaakerin laakerirenkaiden välisen välitilan sekä laakerikännes-sa 12 olevan aukon läpi, kuten on esitetty kuviossa 1. Kou-20 run kaltevuuskulman pitää tietenkin ylittää mainittu ennal-tamäärätty asteluku.According to the invention, a partial partition wall 15 is arranged in the bearing housing 1 on the one hand substantially fixed to the lower part of the inner housing surface of the bearing housing, adjacent to the inner bearing 6 and together with the housing 7 and the housing wall part 3 73049 forming a pocket 16 or the like. one end of which is below the opening 13 and the other end of which is located directly above the pocket 16. The distance of the partition 15 from the inner ball-5 bearing 6 (width of the pocket 16) is chosen so that the lower end of the chute 17 is located directly above the pocket even when the impeller shaft is inclined downwards with respect to the horizontal and thus the oil surface 10 by a predetermined angle in a direction from the pocket towards the motor 10. The height of the partition 15 is chosen so that at said angle of inclination of the pump shaft the oil in the pocket 16 can flow into the space between the bearing rings of the inner ball bearing 6 and lubricate the balls. that oil spilled out of the pocket 16 over the partition 15 may drain out of the bearing housing through the space between the bearing rings of the external ball bearing and the opening in the bearing housing 12, as shown in Figure 1. The inclination angle of the run must of course exceed said predetermined in degrees.

Kouru ja väliseinä voivat olla muodostettuja tai vastaavasti järjestettyjä erillisen sisäkappaleen 18 sisään. Tämä esitetään kuviossa 2 ja se on pääasiassa muodoltaan 25 avonainen holkki, joka muodostaa osan olennaisesti ympyrä-sylinterimäiseatä vaippapinnasta ja käsittää noin 250-360° olevia keskipistekulmia. Tämän hoikin voidaan katsoa muodostavan osan laakeripesän vaippaseinämästä. Kourun ala-päästä, joka kouru laajenee suunnassa alas vasemmalle ku-30 viossa 2, lähtee ympyräkaaren muotoisesti taivutettu kieli 19, joka voi muodostaa hoikin vaippapinnan jatkon ja joka limityksellä muodostaa aukon hoikin vaippapintaan ja jonka leveys on edullisesti suurempi kuin taskun 16 leveys. Hoikissa 18 on myös liuska eli kieli 20f joka on tarkoitettu 35 tarttumaan laakeripesän 1 vaippaseinämässä olevaan vastaavaan aukkoon 21 hoikin kiinnittämiseksi täten oikeaan asentoon kiertosuunnassa, niin että kouru 17 on ylhäällä ja väliseinä 15 alhaalla. Asennettaessa laitetaan parhaiten 4 73049 kuulalaakerit 6,7 akselille 4, ennenkuin holkki 18 pujotetaan akselille niiden väliin, minkä jälkeen koko yksikkö, laakerit ja holkki mukaanluettuna työnnetään laakeripesän sisään.The trough and the partition may be formed or arranged inside a separate inner piece 18, respectively. This is shown in Figure 2 and is a substantially open sleeve 25 which forms part of a substantially circular-cylindrical shell surface and comprises center angles of about 250-360 °. This sleeve can be considered to form part of the shell housing of the bearing housing. From the lower end of the trough, which extends downwards to the left in the pattern 2, a circularly bent tongue 19 emerges, which may form an extension of the sleeve jacket surface and which overlap forms an opening in the sleeve jacket surface and is preferably wider than pocket 16. The sleeve 18 also has a strip or tongue 20f intended to engage a corresponding opening 21 in the housing wall of the bearing housing 1 to thus secure the sleeve in the correct position in the direction of rotation, so that the chute 17 is at the top and the partition wall 15 at the bottom. When installed, it is best to place 4,73049 ball bearings 6.7 on the shaft 4 before the sleeve 18 is threaded between the shaft, after which the entire unit, including the bearings and sleeve, is pushed into the bearing housing.

5 On asetettu myös vaatimus, että pumppupyöräakseIin on voitava kallistua ainakin tietyn ennaltamäärätyn kulman /¾, erityisesti 4°, vastakkaiseen suuntaan, eli ylöspäin sisäpuolisesta laakerista ulkopuolista laakeria kohti olevassa suunnassa, ilman että öljy valuu ulos laakeripesästä 1 10 laakerikannessa 12 olevien aukkojen läpi. Tämä tapaus havainnollistetaan kuviossa 3, joka esittää, että öljypinta 10 mainitulla raja-arvolla ulottuu sisäpuolisen kuulalaake-rin sisemmän ja ulomman lääkerirenkaan väliseen välitilaan asti ja sen sisään.It is also required that the impeller shaft be able to tilt at least a predetermined angle / ¾, in particular 4 °, in the opposite direction, i.e. upwards from the inner bearing towards the outer bearing, without oil escaping from the bearing housing 1 10 through the openings in the bearing cover 12. This case is illustrated in Figure 3, which shows that the oil surface 10 at said limit value extends to and into the space between the inner and outer medicament rings of the inner ball bearing.

15 Tietyissä äärimmäistapauksissa vaaditaan, että pumppu- akselin on voitava ainakin lyhytaikaisesti kallistua niin paljon kuin 35° vaakatason suhteen, alaspäin sisäpuolisesta laakerista 6 ulkopuolisen laakerin 7 suuntaan, ilman että ensinmainitun voitelu lakkaa. Tässä tapauksessa ei kouru 20 17 voi olla suora, koska se silloin voisi törmätä yhteen pumppupyöräakselin 4 kanssa, vaan se kulkee olennaisesti kierukkamuodossa sylinterimäisen välitilan läpi laakeripesän 1 vaippaseinämän ja pumppupyöräakselin välillä, kuten esitetään kuvioissa 4 ja 5, joissa käytetään samoja viite-25 merkintöjä kuin kuviossa 2 merkitsemään vastaavia yksityiskohtia. Esitetyssä suoritusesimerkissä on holkki 18 ym-pyräsylinterimäinen ja suljettu, mikä merkitsee sitä, että siinä täytyy olla suppilon 13 kohdalla sijaitseva tuloauk-ko 23, joka laskee kourun 17 yläpäässä olevaan keräyssäili-30 öön 24 ja se täytyy järjestää akselille 4 ennen ulkopuolista laakeria 7.In certain extreme cases, it is required that the pump shaft must be able to tilt at least briefly as much as 35 ° with respect to the horizontal, downwards from the inner bearing 6 towards the outer bearing 7, without the lubrication of the former ceasing. In this case, the trough 20 17 cannot be straight, as it could then collide with the impeller shaft 4, but passes in a substantially helical space through the cylindrical space between the bearing housing 1 casing wall and the impeller shaft, as shown in Figures 4 and 5, using the same reference numerals as 25. in Figure 2 to indicate the corresponding details. In the illustrated embodiment, the sleeve 18 is circumferential and closed, which means that it must have an inlet 23 at the hopper 13 which lowers into a collecting tank 30 at the upper end of the chute 17 and must be arranged on the shaft 4 before the outer bearing 7.

Edellä kuvattuja ja piirustuksissa esitettyjä suoritusmuotoja on tietenkin tarkasteltava vai ei-rajoittavina esimerkkeinä ja niitä voidaan yksityiskohdiltaan muunnella mo-35 nin tavoin seuraavien patenttivaatimusten puitteissa. Siten voidaan esimerkiksi kouru 18 vaihtaan putkeen ja ainakin toinen kuulalaakeri 6 tai 7 rullalaakeriin. Edelleen voidaan laakeripesässä oleva aukko 13 järjestää olennaisesti 73049The embodiments described above and shown in the drawings are, of course, to be considered as non-limiting examples and may be modified in many ways in detail within the scope of the following claims. Thus, for example, the chute 18 can be replaced by a tube and at least one ball bearing 6 or 7 by a roller bearing. Furthermore, the opening 13 in the bearing housing can be provided substantially 73049

OO

suoraan taskun 16 yläpuolelle, jolloin voidaan tulla toimeen ilman johtoa tai kourua 18. Sitäpaitsi kulmia o( ja β> ei tietenkään ole lukittu esitettyihin arvoihin 7° ja 4°, vaan ne voivat esimerkiksi olla niin suuria kuin 10°, 20° tai 5 jopa 35°.directly above the pocket 16, so that it is possible to cope without a cord or a trough 18. In addition, the angles o (and β> are of course not locked to the values shown 7 ° and 4 °, but can be as large as 10 °, 20 ° or 35 °.

Claims

6,73049 Patent Application

Apparatus for centrifugal pumps, the impeller shaft 5 (4) of which is mechanically connected to and operated by the rotating shaft of an internal combustion engine and the pumping medium forming the engine coolant, the impeller shaft being mounted on at least one bearing (6) in an upward opening (13) ) for introducing lubricating oil 10 from the engine to said bearing, characterized by a partial partition wall (15) substantially tightly attached to the lower part of the inner wall of the bearing housing (1) adjacent to the bearing (6) and together delimiting a pocket (16) or the like (17), 15 passing inside the bearing housing from the opening (13) to the pocket (16) or directly above it to supply lubricating oil to the pocket and the adjacent bearing (6) in cases where the bearing housing opening (13) is not substantially directly in the pocket above.

2. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad d ä r a v, att mellanväggen (15) äsä hög, att ätminstone nägon punkt to decide to make belägen närmare pumphjulsaxeln (4) a lagerhusets (1) mantelvagg.

Device according to Claim 1, characterized in that the partition wall (15) is so high that at least one of its points is located closer to the impeller shaft (4) than the casing wall of the bearing housing (1).

3. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad d ä r av, att lagerhusets (1) mantelvagg är dubbel ätminstone delvis, samt innefattar en inre, warm heating rod rust-sleeve (18), i eller vid vilken rännän (17) är utformad resp. f äst.

Device according to claim 1, characterized in that the housing wall of the bearing housing (1) is at least partially double, and comprises an inner, best removable pipe sleeve (18) in which the trough (17) is formed or next to which the trough (17) is attached.

Device according to claim 3, characterized by a member arranged for fastening the tubular sleeve to the bearing housing and consisting, for example, of a protruding strip (20) or tongue and an opening (21) in the bearing housing wall for receiving it.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the line is preferably an open trough (17), which preferably has a substantially V-shaped cross-section and which best expands from the opening (13) in the direction of the bearing (6). 7 73049

Device according to claim 3, characterized in that the chute (17) is attached to the inner side of the housing of the bearing housing (1) and runs along this inner side from said opening to the pocket and forms a helical part 5 with a predetermined angle of the impeller shaft, in particular 35. °.

Device according to claim 1, characterized in that said bearing is a ball or roller bearing (6) mounted on the inner end of the bearing housing 10 away from the motor, inside which a seal (14) surrounding the impeller shaft is arranged, and that the impeller shaft (4) is mounted inside a second ball or roller bearing (7) which allows the lubricating oil to be removed from the bearing housing (1) and the oil to be returned to the motor 15 from the other end of the bearing housing facing the motor.

Device according to Claim 7, characterized in that the partial partition wall is so arranged in relation to the bearings and thus dimensioned in height that the balls or rollers in the inner bearing (6) away from the motor are located below the oil surface when the partition wall (15) the upper edge is substantially in the oil surface, and also when the inner bearing is so much higher than the outer bearing, which corresponds to a predetermined inclination of the pump shaft with respect to the horizontal, in particular 7 °. 8 73049 PATENTKSAV 1} Anordning vid centrifugalpunipar, stem pumphjulsaxel (4) is a mechanical part for a rotary shaft and for a branded motor and driven by a shaft and a stem pump medium or a rotor cage for the motor, colors for the pump shaft 6 minutes ) and that the bearings (1) are mounted on the upper end of the bearing (13), for which the bearings have been applied to the bearing of the bearing (15), which may be used as part of the bearings (1) innervägg bredvid lagret (6) och tillsamroans med detta begränsar en ficka (16) eller dlikt, ävensom av en channels (17), som sträcker sig inuti lagerhuset frän öpningen (13) account fickan (16) eller account en punkt väsentligen rakt ovanför den and in the case of a smear of the fleece, and in the case of the fleece of the fleece (6), and in the fall, of the fattening (13), and in addition to the fleece.

4. Anordning enligt patentkravet 3, kännetecknad av för fixering av rörhylsan relativt lagerhusets vägg anordnade organ, t.ex. i form av en utskjutande fllik (20) eller Tunga, och en för upptagande av denna avsedd öppning (21) i lagerhusväggen.