NL8200345A - Waaier voor een centrifugaal pomp met spleetafdichting. - Google Patents

Description

, *' - * -1- VO 3009

Waaier voor een centrifugaal pomp met spleetafdichting,

De uitvinding heeft "betrekking op een' waaier voor een centrifugaal pomp met in de ruimte terzijde van de waaier geplaatste, de zuig- en perszijden scheidende spleetafdichtingen, waarbij de afdichtingen elk onder tussenvoeging van een kamer achter elkaar zijn ge-5 plaatst, in het bijzonder voor vastestof transporterende centrifugaal pompen.

Bij het door centrifugaal pompen bewerkte hydraulische transport van vastestoffen, zoals erts, steenkool e.d. vindt de meeste slijtage plaats in de spleetafdichtingen van de afzonderlijke pompwaaiers.

TG Een gedeelte van de door de stroom meegevoerde kleinste vaste deeltjes stroomt tengevolge van het drukverschil van de drukzijde naar de zuig-zijde, passeert de spleetafdichting en veroorzaakt aldaar een voortdurende slijtage. Deze sLijtage vergroot in de loop der tijd het werkzame doorsnedeoppervlak van de spleetafdichting, waardoor de transport-15 capaciteit van het pompaggregaat aanzienlijk wordt verminderd. Volgens bekende oplossingen worden afzonderlijke elastische afdichtingen toegevoegd aan de spleetafdichtingen, doch de levensduur daarvan is onder deze bedrijfsomstandigheden ook maar beperkt.

Ook is het uit het Duitse octrooischrift 592.528 bekend, water 20 in de af te dichten spleet te leiden en de spleet doorsneden met zuiver water te sluiten. Dit vereist evenwel de toepassing van een afzonderlijke drukgenerator voor het afsluitwater.

Doelstelling van de uitvinding is· nu bij centrifugaal pompen, die vastestoffen transporteren, de door de vaste deeltjes· bepaalde sixj— 25 tage van de waaierafdichting te verminderen. Daartoe is de inrichting van de in de aanhef bedoelde soort volgens de uitvinding gekenmerkt doordat een, resp, meerdere kamers en de doorstroomruimte van de waaier door middel van een of meer in de waaiervand aanwezige drukvereffenings-· openingen met elkaar zijn verbonden, doordat tussen de kamer of kamers 30 en het vanuit de drukruimte vrij toegankelijke gedeelte van de waaier-zijruimte ongeveer even grote drukverschillen bestaan en doordat de drukvereffeningsopeningen zijn aangebracht op die stralen van de waaier-wand, waar in de doorstroomruimte van de waaier dezelfde druk heerst als in de desbetreffende kamer.

35 Bij de oplossing van de doelstelling wordt uitgegaan van het inzicht, dat de slijtage in de spleetafdichting als wrijvingsslijtage 82 0 0 3 4 5 .....

-2- i ·4 ongeveer met de derde macht van de snelheid van de vastestof stijgt. Tengevolge van het achter'elkaar schakelen van meerdere te doorstramen spleetdichtingen volgens de uitvinding en het zowel' in de waaierzij-ruimte als in de kamers optredende onderverdeling van de totale druk-5 val over de waaier in ongeveer gelijke drukverschillen wordt de stromingssnelheid in de spleten zo ver verminderd, dat de slijtage in alle afdichtingsplaatsen tot op de helft tot tweederde van de slijtage, die hij een enkele afdichting optreedt, kan worden' teruggebracht. Daarbij bepalen de drukvereffeningsboringen in de waaierwand de hoogte van de 10 drukken in de kamers van de waaierzijruimten en bijgevolg de gewenste gelijkheid van de drukverschillen tussen de kamers en het vanuit de drukruimte vrij toegankelijke gedeelte van de waaierzijruimte.

In het Duitse octrooischrift 12. 6k 957 zijn weliswaar ook in de waaierwanden aanwezige openingen weergegeven, doch hun funktie is 15 een totaal andere. Bij deellastbedrijf stroom het te transporteren me-. dium, hier brandstof, uit de aanzuigleiding via bijzondere-kanalen door deze opening de waaier binnen. Door deze wijze van regelen worden slechts de buitenste schoepgedeelten van de waaier gebruikt voor een geringe hoeveelheid brandstof, terwijl de binnenste schoepgedeelten in zekere 20 mate stilgelegd worden.

Uitgaande van de veronderstelling, dat een vastestofdeeltje tussen de roterende en de stilstaande ring van een'spleetafdichting ongeveer de. halve omtrekssnelheid aanneemt, zal het vastestofdeeltje èen relatieve snelheid w = c^ + {u/2l^ bezitten. Hierin betekent c die 25 snelheid in de spleetafdichting, die zich. tengevolge van het drukverval tussen begin en einde van de spleet instelt en u is- de omtrekssnelheid van de spleetring. Bijgevolg is ook de relatieve snelheid w zowel van de grootte van de drukval als: van de diametèr'van de' spleetafdichting afhankelijk.

3Q Wordt nu een spleetafdichting toegepast, dan kan de diameter daarvan weliswaar verhoudingsgewijs klein worden genomen, doch dan is de stromingssnelheid tengevolge van de volle- waaierdrukval, die moet worden vernietigd, in het algemeen wezenlijk groter; de daaruit resulterende slijtage is dan ongeveer evenredig met de derde macht van de re— 35 latieve snelheid w en wordt ter vergelijking met de verhoudingen bij de uitvoering volgens de uitvinding hi ar op 1QQ% gesteld.

Het toepassen van een tweède, in serie geschakelde ’ spleetaf— 82 0 0 34 5 “ ......7 1

"r1·"1 —1— “ · *· V

-3- dichting heeft nu vooreerst tot gevolg, dat deze' tweede spleet een grotere diameter en daarmede ëen grotere amtrekasnelheid U bezit \ door de splitsing van de te vernietigen waaierdrukval in twee ongeyeer eyen grote gedeelten, terwijl een bepaalde binnen de waaier heersende druk 5 door in de vaaierwand aangebrachte drukverèffenings.openingen de druk. in de kamer tussen de beide spleetafdichtingen bepaalt, worden echter de stromingssnelheden c ‘in:.bei de spleet af dichtingen aanzienlijk, ye reminder d. Volgens de bovengenoemde formule ontstaan dan relatieve snel— heden en daaruit weer slijtagesnelheden, die in vergelijking met de 10 eerste oplossing met slechts een spleetafdichting thans in de orde yan grootte tussen 50 en 65% liggen. Voor de praktijk betekent dit yrijwel een verdubbeling van de levensduur, hetgeen ook door ervaring wordt be-vestigd.

Verder is er ook een nauwkeurig bepaalde diameter voor het 15 aanbrengen yan de drukver e'ffeningsopeningen in de waaierwand en voor het plaatsen van de tweede in serie geschakelde spleetafdichting, welke minimalisering van de slijtage mogelijk maakt.

Door toepassing yan nog een in serie geschakelde spleetaf-dichting en verdeling van de in de waaierzijruimte te vernietigen totale 20 waaierdrukval in drie ongeyeer eyen grote gedeelten kan een verdere ver— mindering van de slijtagesnelheid worden yerkregen, doch. daarbij nemen tegelijkertijd ook de bouwkosten toe. Van geval tot geval dient te worden nagegaan, welke aantal spieetafdichtingen het voordeligst is,

Uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn in de tekeningen 25 weergegeven en worden in het volgende nader beschreven, De figuren geven het volgende weer: figuur loeeh spleetafdichting van een bekendeeenvoudige soort, figuur 2 de nieuwe'uityoering van twee' in serie geschakelde spleet afdichtingen met axiaal doorstroomde afdichtspletën en 30 figuur 3 een nieuwe uitvoering met drie in serie geschakelde radiaal doorstroomde afdichtspleten.

In figuur 3 wordt een loopwiel Λ in een huis 2 doorstroomd van de zuigruimte 3 naar de dmkruimte De aan de züigzijde gelegen waaierzijwand 5 vormt samen met het huis 2 een' axiaal doorstroomde spleet-35 afdichting 6, die de drukruimte 4 scheidt van de zuigruimte 3, De gehele waaierdrukval wordt in de' spleet afdichting 6' ontspannen'en'daaruit volgt ' hier een naar verhouding grote axiale snelheid, terwijl de amtrekssnelheid — 82 0 0 3 4 5............—..... : ” —' -4-.

é ψ van de waaier bij de spleetafdichting relatief klein blijft,

In figuur 2 is naast de onderdelen volgens figuur 1 een tweede spleetafdichting 7 weergegeven, waarvan het werkingsprincipe overeenkomt met dat van de spie et afdichting 6. De tussen de beide spleetaf dich-5 tingen 6 en 7 gevormde kamer 8 is door middel van een aantal drukver-effeningsopeningen 9 zodanig met de doorstroomruimte 10 van de waaier- I verbonden, dat de daarin heersende druk ook in de kamer 8 heerst. Daardoor wordt de gehele, in de aan de zuigzijde gelegen waaierzijruimte tussen de drukruimte b en de zuigruimte 3 bestaande waaierdrukval in 10 twee delen verdeeld. Dit leidt in de spleetafdichtingen 6 en 7 tot bepaalde axiale snelheden. Tezamen met de ter plaatse heersende omtreks-snelheden ontstaan bijgevolg geringere relatieve snelheden w, die thans de slijtage bepalen. Als de druk in de kamer 8 overeenkomt met ongeveer de helft van de door de waaier opgewekte druk kan de slijtage in de 15 spleetafdichting bijgevolg al naar het specifieke toerental van de _· waaier, worden téruggebracht tot 50 a '65% van de slijtage'b-ij de waaier-volgens figuur 1. De drukvereffeningsopeningen 9 dienen hier dus op die plaats van de waaierzijwand 5 te worden aangebrachi, waar in de doorstroomruimte 10 de halve door de waaier 1 op te wekken druk heerst.

20 De uitvoeringsvorm volgens figuur 3 onderscheidt zich van die volgens figuur 2 eensdeels daardoor, dat drie spleetafdichtingen 6, 7» II met de bijbehorende drukvereffeningsopeningen 9s 12’, alsmede de daartussen liggende kamers 8, 13 aanwezig zijn, en voorts ook daardoor, dat de spleetafdichtingen 6, 79 11 niet axiaal, doch radiaal doorstroomd 25 worden. Beide wijzigingen ten'opzichte van de opstelling van figuur 2 zijn onafhankelijk van elkaar te kiezen. Er kunnen dus ook drie achter elkaar geschakelde spleetafdichtingen met axiale doorstroming of in een ander voorbeeld tweë radiaal doorstroomde'spleetafdichtingen aanwezig zijn.

30 Wórden bijv. drie achter elkaar geschakelde spleetafdichtingen toegepast, dan moeten de posities voor de drukvereffeningsopeningen 9, 12 voor het overdragen van druk naar de kamers 8, 13 zo worden gekozen, dat de totale waaierdrukval tussen de drukruimte U en zuigruimte 3 in drie ongeveer even grote drukverschillen wordt onderverdeeld. De 35 slijtage zal nog verder verminderen, ongeveer in zoverre het effekt van de hogere omtrekssnelheden van de spleetafdichtingen 7, 1T wordt·overtroffen door de overeenkomstig geringere drukvallen over de spleten.

82 0 0 3 4 5 ------------------- 1 r............ ς i Λ -5-

De relatieve snelheden v dienen in alle drie de spleten even groot te worden om de slijtage te minimaliseren. De drukverschillen Bestaan tussen het vanuit de drukruimte ^ vrij toegankelijke deel van de vaaier-zijruimte en de kamer 13, tussen de kamer 13 en de kamer 8 alsmede tus-5 sen de kamer 8 en de zuigruimte 3.

r 82 0 0 3 4 5 “ .

Claims (2)

1. Waaier voor een centrifugaal pomp met in de ruimte terzijde van de waaier geplaatste, de zuig- en perszijden scheidende spleetafdichtingen, waarbij de afdichtingen elk onder tussenvoeging van 5 een kamer in serie zijn geplaatst, in het bijzonder voor vastestof-transporterende centrifugaal pompen, met het kenmerk, dat een (8), resp. meerdere kamers (8, 13) en de doorstrocmruimte (10) van de waaier (1) door middel van een of meer in de waaierwand aanwezige druk— vereffeningsopeningen (9, 12) met elkaar zijn verbonden, dat tussen de 10 kamer (8) of kamers (8, 13) en het vanuit de drukruimte (U) vrij toegankelijke gedeelte van de waaierzijruimte (1^) ongeveer even grote drukverschillen bestaan en dat de drukvereffeningsopeningen (9, 12-1 zijn aangebracht op die stralen van de waaierwand (5l waar in de door— stroomruimte (10) van de waaier dezelfde druk heerst als in de des-15 betreffende kamer.

2. Waaier vöor. een. centrifugaal pomp volgens conclusie.·. 1, met . . 'het kenmerk, dat de spleetaf dichtingen (-6, 7 ,’1T) van elke trap radiaal -- en/of axiaal in serie of in beide richtingen tegelijk worden door-stroomd. 20 .......82 0 0 3 4 5 ;----------------;--7