Kreiselpumpenaggregat

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf ein aus einer Kreiselpumpe und einem Antriebsmotor bestehendes Kreiselpumpenaggregat, dessen Kreiselpumpe ein Radiallaufrad (3) mit beidseitig angeordneten Dichtspalten und Entlastungsbohrungen besitzt, wobei die Dicht­spalte (10,11) als Unterflüssigkeitslager ausgebildet sind.
Eine zusätzliche, außerhalb des Radiallaufrades anzuordnende Lagerung, die vor allem den Axialschub aufnehmen müßte, wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Dichtspalte (10,11) durch Winkelspalte gebildet werden, die sowohl als Axial- als auch als Radiallager ausgebildet sind, wobei die Durchmesser so aufeinander abgestimmt sind, daß ein sich selbst regelnder Axialschubausgleich gebildet wird, und wobei die Verbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Antriebsmotor über eine die für den Axialschubausgleich notwendigen axialen Verschiebungen des Pumpenlaufrades zulassende Kupplung (5) erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein aus einer Kreiselpumpe und einem Antriebsmotor bestehendes Kreiselpumpenaggregat, dessen Kreiselpumpe ein Radiallaufrad mit beidseitig angeordneten Dichtspalten und Entlastungsbohrungen besitzt, wobei die Dicht­spalte als Unterflüssigkeitslager ausgebildet sind.

[0002] Durch die DE-OS 18 11 430 ist es für hydraulische Strömungs­maschinen bekannt, die beidseitig eines Laufrades angeordneten Dichtspalte als Unterflüssigkeitslager auszubilden. Bei der in der Fig. 2 dieser Schrift gezeigten Francis-Turbine werden hierfür gummielastische Lager verwendet, die beide von einem Leckstrom durchströmt werden. Ein gewisser axialer Druckausgleich soll dadurch erzielt werden, daß die beiden Lager gleiche Abmessungen besitzen. Außerdem ist das Laufrad mit einer Ausgleichsbohrung versehen, die Druckgleichheit zwischen beiden Seiten des Laufrades herbeiführen soll. Da aber noch ein Axiallager für die Pumpenwelle notwendig ist, wird die für einen selbsttätigen Axialschubausgleich erforderliche Beweglichkeit des Laufrades in axialer Richtung behindert.

[0003] Da eine zusätzliche, außerhalb des Laufrades angeordnete Lagerung, die vor allem den Axialschub aufnehmen müßte und üblicherweise als Wälzlager ausgebildet wäre, sowohl die axiale Beweglichkeit des Laufrades verhindert als auch zu einem schädlichen Verkanten der rotierenden Lagerteile am Laufrad gegen die gehäusefesten Teile führen würde, wenn sich die Welle durch die auf das Laufrad wirkende Radialkraft durchbiegt, ergab sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Ausführung zu schaffen, bei der kein zusätzliches Lager, weder ein Radial- noch ein Axiallager, noch eine Kombination von beiden, erforderlich ist.

[0004] Ausgehend von einem Kreiselpumpenaggregat der eingangs genannten Art, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtspalte durch Winkelspalte gebildet werden, die sowohl als Axial- als auch als Radiallager ausgebildet sind, wobei die Durchmesser so aufeinander abgestimmt sind, daß ein sich selbst regelnder Axialschubausgleich gebildet wird, und wobei die Verbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Antriebsmotor über eine die für den Axialschubausgleich notwendigen axialen Verschiebungen des Pumpenlaufrades zulassende Kupplung erfolgt.

[0005] Die Unteransprüche nennen zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

[0006] Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Kreiselpumpe und die diese mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbindende Kupplung eines erfindungsgemäßen Kreiselpumpenaggregates in Schnitt­darstellung.

[0007] In einem Kreiselpumpengehäuse 1 ist ein mit einer Entlastungs­bohrung 2 ausgestattetes Radiallaufrad 3 angeordnet. Der Antrieb des Radiallaufrades 3 erfolgt über eine Antriebswelle 4 eines nicht dargestellten Antriebsmotors, eine elastische Kupplung 5 und einen mit dem Radiallaufrad 3 fest verbundenen Wellenstumpf 6. Die Kupplung 5 ist so ausgelegt und angeordnet, daß sie weder Längs- noch Querkräfte auf den Wellenstumpf 6 und das Radiallaufrad 3 wirken läßt.

[0008] Der Lagerung des Radiallaufrades 3 dienen ein saugseitiger Winkel­spaltring 7 und ein druckseitiger Winkelspaltring 8, die im Kreisel­pumpengehäuse 1 bzw. der Gehäuserückwand 9 angeordnet sind und die mit dem Radiallaufrad 3 einen zulaufseitigen Winkelspalt 10 und eine druckseitigen Winkelspalt 11 bilden. Der Abdichtung des Kreiselpumpengehäuses 1 nach außen dient eine Gleitringdichtung 12. Der Axialschubausgleich des erfindungsgemäßen Kreiselpumpen­aggregates wirkt folgendermaßen:

[0009] Durch den im allgemeinen zur Zulaufseite wirkenden Axialschub verschiebt sich das Radiallaufrad 3 so weit zur Zulaufseite, bis die Drosselwirkung des axial durchströmten zulaufseitigen Winkel­spaltes 10 so groß wird, daß bei stark reduziertem Durchfluß sich im zulaufseitigen Laufradseitenraum ein höherer Mitteldruck einstellt als im druckseitigen Laufradseitenraum, in welchem der analog vergrößerte axial durchströmte Winkelspalt 11 eine entsprechend geringere Drosselwirkung ausübt. Das Radiallaufrad 3 wird sich daher in eine stabile axialkraftfreie Stellung einpendeln.

[0010] Da der von den beiden Lagerstellen symmetrisch aufgenommene Radialschub erheblich größer ist als das Gewicht des Wellen­stumpfes 6, der Gleitringdichtung 12 und des mit dem Wellenstumpf 6 verbundenen Teiles der Kupplung 5, wird ein Verkanten des Radiallaufrades 3 innerhalb der Winkelspaltringe 7 und 8 vermieden.

Ansprüche

1. Aus einer Kreiselpumpe und einem Antriebsmotor bestehendes Kreiselpumpenaggregat, dessen Kreiselpumpe ein Radiallaufrad mit beidseitig angeordneten Dichtspalten und Entlastungs­bohrungen besitzt, wobei die Dichtspalte als Unterflüssigkeits­lager ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtspalte durch Winkelspalte (10, 11) gebildet werden, die sowohl als Axial- als auch als Radiallager ausgebildet sind, wobei die Durchmesser so aufeinander abgestimmt sind, daß ein sich selbst regelnder Axialschubausgleich gebildet wird, und wobei die Verbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Antriebsmotor über eine die für den Axialschubausgleich notwendigen axialen Verschiebungen des Pumpenlaufrades (3) zulassende Kupplung (5) erfolgt.

2. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradnabe der Kreiselpumpe in einem Wellenstumpf (6) endet, über den die Pumpe mittels einer elastischen Kupplung (5) mit der Welle (4) des Antriebsmotors verbunden ist.

3. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselpumpe über eine Magnetkupplung mit dem Antriebsmotor verbunden ist.

4. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäusefesten Winkelspaltringe (7, 8) aus einem keramischen Werkstoff bestehen und deren Durchmesser so abgestuft sind, daß der größere druckseitige Winkelspaltring (8) in seinen Abmessungen dem saugseitigen Winkelspaltring (7) einer Kreiselpumpe der nächstgrößeren Nennweite entspricht.

Zeichnung