DE3210632A1 - Kreiselpumpe - Google Patents

Description

STRASBTE & STOFFREGfEIST"

Patentanwälte · Buropenn Patent Attorneys

Dlpl.-Inir. Joachim Straese, München · Dlpl.-Phy». Dr. liana-Herbert Stoffregen, Hanau ZweibrOckenstralie IB · D-80O0 München 2 (Gegenüber dem Patentamt) · Telefon (Ο8Θ) 22 2Β8β · Telex B22OB4

WARMAN 1NTERNATINAL LIMITED München, 23. März 1982 Antarmon, N.S.W. (Australien) fs-sh 14 065

Kreiselpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für Hochdruckbetrieb und insbesondere eine solche, die verwendet wird, wo eine Anzahl von Pumpen hintereinander geschaltet betrieben werden.

Zum Pumpen klarer Flüssigkeiten bei hohen Drucken werden Mehrstufenpumpen verwendet, bei denen eine Anzahl von Schaufelrädern auf einem gemeinsamen Schaft so angeordnet ist, daß sie in einem einzigen unterteilten Gehäuse arbeiten. Jedes Schaufelrad arbeitet in seiner eigenen Kammer, um ein Kurzschließen des Flüssigkeitsflusses zu begrenzen und den Druck in den Kammern aufrecht zu erhalten. Jedoch sind keine zufriedenstellend arbeitenden mehrstufigen Schlammpumpen bekannt, da die Herstellung der komplexen Formen aus abriebfestem Material und das Abdichten zwischen den Stufen Schwierigkeiten bereitet, da solche Vorrichtungen dem Abrieb des Schlammes widerstehen müssen.

Die besten bisher bekannten Schlammkreiselpumpen sind Einstufen- und Einfachsaug-Pumpen. Wenn der erforderliche Schlammdruck die Kapazität einer Einstufenpumpe übersteigt, dann ist es allgemein üblich, mehrere einstufige Schlammpumpen zu verwenden, die in Serie angeordnet sind, wobei jede Pumpe von einem eigenen Motor angetrieben wird. Jeder Motor erfordert getrennte Vorrichtungen zum Starten, Steuern und solche zu seinem Schutz. Beim automatischen Uetrlnb mUntien nlle »Start- und iJteuervurr· I cli t uri~

gen miteinander verbunden werden. Mit der vorliegenden Erfindung kann die Hälfte der Antriebsmotoren und die für sie sonst nötige Ausrüstung eingespart werden.

Ein weiteres Problem, das beim Gebrauch einer großen Anzahl von Einstufenpumpen auftritt, die in Serie geschaltet sind, sind die hohen Axialdruckbelastungen, die von den hohen Ansaugdrucken bei einstufigen Einfachsaugpumpen verursacht werden.

Die Anzahl der einstufigen Kreiselschlammpumpen, die in einer einzigen Pumpstation betrieben werden können, ist meistens durch die Kapazität der Lager, die hohen Axialdruckbelastungen zu verkraften, die durch den Ansaugdruck auf das Schaufelrad der letzten Stufe ausgeübt werden, begrenzt.

Pumpen für klare Flüssigkeiten können hohen Ansaugdrucken und den daraus resultierenden hohen axialen Belastungen dadurch angepaßt werden, daß doppelte Ansaug-Schaufelräder, mehrstufige Pumpen oder hydraulische Ausgleichskolben verwendet werden. Solche Vorrichtungen eignen sich jedoch nicht für Schlammpumpen, die abreibende Mischungen aus Feststoffen .und Flüssigkeit fördern.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kreiselpumpeneinheit verfügbar zu machen, die wesentlich höhere Druckspitzen erzeugt, als sie mit einer einstufigen Pumpe erzielt werden können. Weiterhin zielt die vorliegende Erfindung auf eine Kreiselpumpe und insbesondere auf eine Schlammpumpe, bei der Axialdruckbelastung hydraulisch soweit wie möglich ausbalanciert wird, um die axialen Belastungen zu verringern, die mechanisch durch Lager auf der Pumpenwelle aufgebracht werden müssen.

Deshalb umfaßt die Erfindung in einer breiten Form eine Kreiselpumpe mit zwei einstufigen Pumpenköpfen, die an jedem Ende einer Welle eines Motors mit zwei Enden befestigt sind, wobei der Auslaßteil des einen Pumpenkopfes mit dem Ansaugteil des anderen Pumpenkopfes durch Rohre verbunden j st, um eine zweistufige Kreiselpumpe zu bilden.

Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei einstufige Schlammpumpenköpfe an jedem Ende eines Elektromotors mit zwei Enden befestigt, wobei Schaufelräder der Pumpenstufe an jeweils einem Ende der Motorwelle befestigt sind.

Wenn der Auslaßteil des einen Pumpenkopfes mit dem Ansaugteil des anderen Pumpenkopfes durch geeignete Rohre oder Leitungen verbunden wird, dann entsteht eine leistungsfähige, zweistufige Schlammkreiselpumpe.

Obgleich die gleiche Wirkung durch Koppelung von zwei einstufigen Schlammpumpen mit einem Motor mit zwei Enden über Kupplungen oder Riemen erzielt werden könnte, so würde doch die wichtigste Auswirkung der vorliegenden Erfindung nicht damit erreicht werden können, insoweit als die Lager an jeder Pumpe weiterhin dem jeweiligen Axialdruck von ihren Schaufelrädern widerstehen müßten.

Bei einstufigen Pumpen wird die Axialdruckbelastung der Lager durch den Ansaugdruck der Flüssigkeit bestimmt. Daher wächst bei einer Anzahl von einstufigen Pumpen in Reihe der Axialdruck auf die Lager jeder Pumpe von Pumpe zu Pumpe in der Reihe, wenn der jeweilige Ansaugdruck zunimmt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die axiale Belastung

der beiden Schaufelräder durch ihre gegenüberliegende Anordnung ausgeglichen, und die einzige Belastung, die von den Lagern getragen werden muß, ist der Belastungsanteil, der durch den Unterschied im Einlaßdruck zwischen den beiden Stufen entsteht. Es kann daher jede Anzahl von solche zweistufigen Einheiten angeordnet werden, um in Reihe betrieben zu werden und die Druckbelastung der Lager ist unabhängig von der Anzahl der verwendeten zweistufigen Einheiten. Daher sind für jede gegebene Reihe von Pumpen nur Lager einer einzigen Bemessung erforderlich.

Wenn beispielsweise ein Schlammdruck äquivalent zu zwölf Stufen benötigt wird, wobei jede eine Förderhöhe von 150 m Wasser entwickelt und die Durchmesser der Pumpenwellenbuchsen wären 190 mm durch die Wellendichtung, wäre der Axialdruck durch den Einlaßdruck auf die Lager in der zwölften Stufe bei zwölf einstufigen Einheiten gleich einer Kraft von 46.000 N. Wenn jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung sechs zweistufige Einheiten zur Erzeugung des gleichen Drucks verwendet werden, dann beträgt die von einem jeden Lager einer zweistufigen Einheit zu tragende Verschiebung nur 4245 N.

Selbstverständlich sind die Pumpenstufen beiderseits des Motors so ausgelegt und gestaltet, daß die Belastungen entsprechend abnehmen. Die Schaufelwirkrichtungen sind entsprechend anzuordnen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:
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Fig. 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 eine Pumpenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Eine Aus führungs form der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Hier weist ein Elektromotor einen Stator 1 auf, der Motor ist in einem Rahmen 2 abgestützt. Lager 3 stützen eine Welle 4 ab, auf welcher ein Rohr 5 und Pumpenschaufelräder 6 befestigt sind. Pumpengehäuse 7 sind auf jedes Ende des Motorrahmens 2 aufgesetzt. Der Auslaßzweig 8 eines Pumpengehäuses 7 ist mit dem Ausgangszweig des anderen Pumpengehäuses über Verbindungsleitungen 10 verbunden. Wo die Motorwelle 4 durch die Pumpengehäuse 7 hindurchgeht, sind wasserumspülte Packungsdichtungen 11 vorgesehen. Die Wellen sind im Bereich der Packungsdichtungen durch erneuerbare, abriebfeste Wellenbüchsen 12 geschützt.

In Fig. 2 wird eine geeignete Anordnung für eine zwölfstufige Schlammpumpenvorrichtung dargestellt, wobei sechs Einheiten der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform hintereinander verbunden sind, ein Auslaß 13 einer Einheit mit einem Einlaß 14 einer nächsten Einheit. Durch diese Anordnung wird, wie zuvor bereits erwähnt, die Anzahl der benötigten Antriebsmotoren und Starter um die Hälfte verringert (obwohl jeder Motor die doppelte Leistung von einzeln angeordneten Einheiten aufbringt), wäre jedoch leistungsfähiger als zwei kleinere Motoren und verringert ebenfalls weitgehend den von den Lagern auf den zweistufigen Einheiten zu tragenden Axialdruck.

Die Pumpen gemäß der vorliegenden Erfindung können elektrisch, hydraulisch, von Turbinen oder durch jede andere

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geeignete Vorrichtung angetrieben werden. Die Pumpen gemäß der vorliegenden Erfindung sind zum Pumpen von Schlamm und Flüssigkeiten, wie beispielsweise Säuren, oder als Luftgebläse geeignet.

Umgekehrt können die Einheiten gemäß der vorliegenden Erfindung als Turbinen verwendet werden.

Eine axiale Justierung des Laufspiels zwischen Schaufelrädern und benachbarten Laufbuchsen kann durch Unterlegscheiben an der Schaufelradnabe oder am Flansch zwischen Motor und Pumpengehäuseflanschen erreicht werden.

Für Fachleute liegt es auf der Hand, daß an der beschriebenen Erfindung Abänderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Leerseite

Claims (4)

1. Patentansprüche

   Rotations-Mediumsbeschleuniger mit jeweils nur einem

   Rotationsantrieb,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Antrieb (5) zwei an axialen Enden gegenüberliegende mechanische Kraftabnehmer (4) aufweist, welche mit dem Beschleunigerteil zumindest zweier Beschleuniger (6) direkt gekoppelt sind und wobei die Rotationsbeschleuniger (6) in je einem am Antriebsgehause (2) angeflanschten Gehäuse (7) derart angeordnet sind, daß sie über Rohrverbindungen (8,9,10) hintereinander geschaltet sind.
2. 2. Rotations-Mediumsbeschleuniger gemäß Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß es sich um zwei auf einer Welle neben dem Antrieb (5) sitzende Kreiselpumpen handelt.
3. 3. Kreiselpumpe gemäß Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Motor (5) ein Elektromotor ist.
4. 4. Kreiselpumpe gemäß Anspruch 2 oder 3,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß das Axialspiel zwischen Schaufelrädern (6) und benachbarten Laufbüchsen (11) durch die Verwendung von Unterlegscheiben an der Schaufelradnabe oder am Flansch zwischen dem Motor und pumpentragenden Flan-

   1 sehen erreicht wird.