[0001] Es ist bekannt (DE-PS 1 116 973; DE-OS 27 47 093), die Leitschaufeln eines Vordrallreglers
für Kreiselpumpen zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse verstellbar
zu machen. Zu diesem Zweck ist jede Leitschaufel von einem Zapfen fliegend getragen,
der abgedichtet durch das Gehäuse des die Leitschaufeln enthaltenden Strömungskanals
geführt und in einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Lager starr gelagert und
mit einer Verstellvorrichtung verbunden ist. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß
die Schaufeln schwingungsanfällig sind und die Lager, Zapfen und Dichtungen sehr stark
dimensioniert werden müssen und daß große Verstellkräfte auftreten. Die Lager müssen
starr und genau in Radialrichtung mit dem Gehäuse verbunden sein. Dies kann man vermeiden,
wenn man die Leitschaufeln nicht nur mit ihrem äußeren Ende am Gehäuse, sondern auch
an ihrem zentrumsnahen Ende an einer in Kanalmitte fest angeordneten Nabe lagert,
die die Lagereinrichtungen für die Leitschaufelenden trägt (GB-A-671607; GB-A146452;
DE-A-2447891). In der Praxis begegnet die beidendige Lagerung der Leitschaufeln aber
selten, weil dadurch die Probleme, die ohnehin mit der Montage, Demontage und Wartung
der Leitschaufeln verbunden sind, noch vergrößert werden. Bei bekannten Pumpen ist
es nämlich in der Regel erforderlich, das Gehäuse zu demontieren, um Zugang zu den
Leitschaufeln zu erhalten und diese austauschen zu können. Zwar ist es bekannt (GB-A-2201732)
im Gehäuse einer Gasturbine am Umfang des Verdichterläufers eine mittels eines Deckels
verschließbare Montageöffnung vorzusehen, durch welche die an der Welle befestigten
Verdichterschaufeln, wenn sie sich in geeigneter Winkelstellung befinden, einzeln
entnommen werden können. Dabei herrschen jedoch andere Voraussetzungen als im Falle
der vorliegenden Erfindung, weil lediglich eine Montageöffnung für sämtliche Schaufeln
erforderlich ist, und diese auch nicht am Gehäuse angeordnet und nicht verstellbar
sind.
[0002] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drallregler für Kreiselpumpen gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der bei begrenztem Lagerungsaufwand eine
leichtere Montage und Demontage der Leitschaufeln ermöglicht. Die Lösung wurde in
den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gefunden.
[0003] Dank der Lagerung der Leitschaufeln an beiden Enden braucht die gehäuseseitige Leitschaufellagerung
weder große Kräfte aufzunehmen noch sonderlich ausgerichtet zu sein. Dies eröffnet
die Möglichkeit, sie an einem Deckelstück anzuordnen, das eine der Querschnittsgröße
der Leitschaufel angemessene Öffnung im Gehäusemantel schließt. Dies wiederum schafft
die Möglichkeit, die Leitschaufel durch das Gehäuse hindurch zu Wartungszwecken zu
entnehmen bzw. zu montieren. Andererseits vergrößert die Anordnung des Lagers an dem
Deckel auch die Fluchtfehlermöglichkeiten, die dadurch neutralisiert werden, daß wenigstens
das am Gehäuse für den Leitschaufelzapfen vorgesehene Lager (ggf. einschl. der zugehörigen
Dichtungen) fluchtfehlertolerant ausgebildet wird. Der Genauigkeitsaufwand bei der
Herstellung und Montage der Lager und Deckel wird dabei beträchtlich vermindert.
[0004] Fluchtfehlertoleranz ist an dem nabenseitigen Lager der Leitschaufeln weniger kritisch,
da zum einen sich die durch die Deckelkonstruktion verursachten Toleranzen praktisch
nicht in Fluchtfehlern äußern und zum anderen das nabenseitige Lager in der Regel
kurz und einfach ausgeführt sein kann und dabei ohnehin weniger fluchtfehlerempfindlich
ist.
[0005] Wie an sich bekannt (US-A-2606713), kann die Verstellvorrichtung einen wälzgelagerten
Ring zur gemeinsamen Verstellung der Leitschaufeln umfassen. Bei Flüssigkeitspumpen
wurde eine solche Maßnahme bislang nicht angewandt, da sie keine wesentliche Verbesserung
bringen könnte, weil hohe Reibkräfte an den Lagern und Dichtungen auftreten. Hingegen
werden dadurch im Zusammenhang mit der Erfindung, bei der die Lager- und Dichtungskräfte
geringer sind, die Verstellkräfte weiter vermindert.
[0006] Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird in der Verstellvorrichtung ein Stellgetriebe
mit durchgehender Antriebswelle verwendet. Dies hat den Vorteil, daß bei Anordnung
mehrerer Drallregler hintereinander (beispielsweise für die unterschiedlichen Stufen
einer Pumpenanordnung) eine durchgehende Antriebswelle eingesetzt werden kann. Dies
steht mit dem zuvor genannten Merkmalen der Erfindung deshalb in einem besonders engen
Verhältnis, weil erst durch diese die Verstellkräfte so stark reduziert werden, daß
die Antriebswelle so dünn ausgeführt werden kann, daß eine durchgehende Anordnung
vorteilhaft ist und ein extrem kleiner Antriebsmotor erforderlich ist. Jedoch verdient
dieses Merkmal ggf. auch Schutz unabhängig von den zuvor genannten Merkmalen, insbesondere
in Verbindung mit dem weiteren Erfindungsmerkmal, daß die Verstellvorrichtung ein
selbstsperrendes Stellgetriebe mit großem Übersetzungsverhältnis umfaßt. Nicht nur
das große Übersetzungsverhältnis trägt zur Reduzierung der Antriebskräfte und damit
der Dimensionen der Antriebswelle bei, sondern auch die selbstsperrende Eigenschaft
des Stellgetriebes, da keine Haltekräfte von der Antriebswelle aufgenommen zu werden
brauchen. Besonders vorteilhaft ist ein Getriebe vom Typ der Gleitkeilgetriebe.
[0007] Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert,
die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Darin zeigen:
- Fig. 1
- eine Gesamtansicht einer zweistufigen Pumpenanordnung,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch einen Drallregler dafür,
- Fig. 3
- eine Ansicht des Drallreglers in Richtung "X" und
- Fig. 4
- eine Teilansicht in Richtung "Z" der Fig. 2
[0008] Das in Fig. 1 erscheinende Pumpengehäuse enthält zwei Pumpenstufen 1, denen jeweils
Drallregler 2 vorgeschaltet sind. Deren vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig begrenztes
Gehäuse 3 enthält eine ungeteilte, hohle Nabe 4, die mittels radialer Streben in der
ersten Pumpenstufe vom Gehäuse 3 bzw. von der Leitradnabe der Pumpenstufe starr gehalten
ist und durch deren Mittelbohrung die Pumpenwelle 5 hindurchgeführt ist.
[0009] Das Gehäuse 3 enthält gleichmäßig verteilt über den Umfang eine Anzahl von schlitzförmigen
Montageöffnungen 6, die jeweils von einem Deckel 7 dicht geschlossen sind. Ihre Zahl
und Anordnung entspricht der Zahl und Anordnung von Leitschaufeln 8, die im wesentlichen
radial innerhalb des Strömungskanals vorgesehen sind. Ihre Größe ist für die Montage
und Demontage der Schaufeln ausreichend bemessen. An ihrem zentrumsnahen Ende weisen
die Schaufeln 8 einen Lagerzapfen 9 auf, der in einem in der Nabe 4 gebildeten Lager
10 gelagert ist. An ihrem äußeren Ende sind die Leitschaufeln 8 mit einem Leitschaufelzapfen
11 starr verbunden, der durch eine Dichtungs- und Lageranordnung 12 geführt ist, die
dicht in dem Deckel 7 angeordnet ist. Sie umfaßt ein Lager 13 mit sphärischen Flächen,
eine mediumsseitige, fettgefüllte Dichtstrecke 14 und eine atmosphärenseitige Dichtung
15. Die Dichtstrecke 14 weist ein verhältnismäßig großes Spiel auf, um Fluchtfehler
des Leitschaufelzapfens 11 zulassen zu könne. Desgleichen ist das Lager 13 fluchtfehlerunempfindlich.
Die ganze Dichtungs- und Lagereinrichtung 12 sowie der Zapfen 11 können verhältnismäßig
leicht dimensioniert sein, weil die Leitschaufel nicht fliegend gelagert ist.
[0010] Die Verstellvorrichtung umfaßt einen am Zapfen 11 angreifenden Stellhebel 16, der
von einem Stellring 17 her über einen Lenker 18 verschwenkbar ist. Der Stellring 17,
der aus zwei Teilringen 19, 20 zusammengesetzt ist, ist mittels der Wälzkörper 21
am Gehäuse 3 drehbar gelagert. Er verbindet die Stellhebel 16 sämtlicher Leitschaufeln,
so daß diese stets gleichzeitig und um gleiche Beträge verstellt werden.
[0011] Die Stellung des Stellrings 17 wird über einen Lenker 22 von der Stellung eines Hebels
23 bestimmt, der das Ausgangsglied eines Stellgetriebes 24 ist, das achsparallel am
Gehäuse 3 befestigt ist und im Ausführungsbeispiel von dem oben bereits erwähnten
Gleitkeilgetriebe gebildet ist. Seine Antriebswelle 25 ist durchgehend ausgebildet.
Das bedeutet, daß bei einer Reihenanordnung mehrerer Drallregler, wie sie in Fig.
1 angedeutet ist, lediglich ein Antriebswellenstrang vorgesehen zu werden braucht,
weil das Ausgangsende 26 der Antriebswelle eines vorgeordneten Getriebes 27 mit dem
Eingangsende 28 des nachgeordneten Getriebes 29 verbunden werden kann.
[0012] Das Getriebe hat ein großes Übersetzungsverhältnis (beispielsweise 1:85) und ist
selbstsperrend, so daß die Antriebswelle leicht ausgeführt werden kann und ohne nennenswerten
Aufwand Gelenkstücke enthalten kann. Die Getriebe sind fettgefüllt und abgedichtet,
so daß die ganze Anordnung ggf. unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet werden
kann.
1. Drallregler für Kreiselpumpen mit einem von einem Gehäuse eingeschlossenen Strömungskanal
und einer Mehrzahl von darin im wesentlichen radial angeordneten, jeweils mit einem
Ende am Gehäuse (3) und mit dem anderen Ende an einer fest angeordneten Nabe (4) gelagerten
Leitschaufeln (8) sowie einer Verstellvorrichtung für die Leitschaufeln, dadurch gekennzeichnet,
daß die gehäuseseitige Lagerung an einem Deckelstück (7) angeordnet ist, das eine
der Querschnittsgröße der Leitschaufeln (8) angemessene Öffnung (6) im Gehäuse (3)
schließt, und fluchtfehlertolerant ausgebildet ist.
2. Drallregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung einen
wälzgelagerten Ring (17) zur gemeinsamen Verstellung der Leitschaufeln (8) umfaßt.
3. Drallregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung
ein Stellgetriebe (24) mit durchgehender Antriebswelle (25) umfaßt
4. Drallregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung
ein selbstsperrendes Stellgetriebe (24) mit großem Übersetzungsverhältnis umfaßt.
