DE1936121A1 - Hydro or gas static thrust bearing - Google Patents

Description

HYDRO- ODER GASSTATISCHES SPURLAGER Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Maschinenbaus und genauer auf hydro- oder gasstatische, zweiseitig wirkende Spurlager zum Aufnehmen von Axialkräften in Maschinen, insbesondere in Kreiselpumpen. HYDRO OR GAS TATIC TRACK BEARING The invention relates to the field of mechanical engineering and, more precisely, hydro or gas static, two-sided effective thrust bearings for absorbing axial forces in machines, especially in Centrifugal pumps.

Es sind hydro- oder gasstatische, zweiseitig wirkende Spurlager bekannt, welche Axialkräfte in Maschinen aufnehmen (s.Fachzeitschrift "Unfallverhütung in der Industrie", Verlag "Nedra" 1964, Nr.8, 5.146, Artikel von I.W.Davidow "Neue hermetische Elektropumpen zum Fördern von feuer- und explosiionsgefährlichen Flüssigkeiten"). There are hydro- or gas-static, double-acting thrust bearings known, which axial forces are absorbed in machines (see specialist journal "Accident prevention in der Industrie ", Verlag" Nedra "1964, No. 8, 5.146, article by I.W.Davidow" Neue Hermetic electric pumps for pumping flammable and explosive liquids ").

Diese Lager besitzen einen Spurring, an dessen Stirnseiten Druckplatten angeordnet sind, die am stationären Maschinenteil befestigt sind. Außerdem haben die Lager Kanäle zum Zuleiten des Arbeitsmittels in die Kammern, die über Schlitze mit der Unter-@@@ckkammer verbunden sind. These bearings have a track ring with pressure plates on the front sides are arranged, which are attached to the stationary machine part. Also have the bearing channels for supplying the working medium into the chambers, which are made via slots are connected to the sub @@@ ckkammer.

Bei den bekannten Lagern wird der in die Arbeitskammern fließende Arbeitsmittelstrom am Eintritt in diese Kammern durch Radialschlitze zwischen zylindrischen Spurringflächen und stationärem Lagerteil gedrosselt (wobei der Strömmungswiderstand dieser Schlitze nicht von der Lage des Läufers in Achsrichtung abhängt). Beim Austritt aus diesen Kammern wird der Strom durch Schlitze gedrosselt, welche durch die Stirnflächen des Spurrings und des stationären Lagerteils gebildet werden. Hieraus ist ersichtlich, daß ein wesentliches Merkmal eines solchen Lagers das Verhältnis der Widerstände der Schlitze am Kammereintritt zu denen am Kammeraustritt ist. Lager erreicht seine höchste Tragfähigkeit nur innerhalb eines engen Bereichs, in dem sich dieser Wert ändern darf. Während des Betriebs ändert sich jedoch dieses Verhältnis, da der Verschleiß der die Schlitze bildenden Oberflächen ungleichmäßig ist. Dies hat zur Folge, daß das Lager seine ursprüngliche Tragfähigkeit verliert, die es durchströmende Arbeitsmittelmenge wächst und letzten Endes die Belastung des Lagers größer wird als seine Tragfähigkeit, was zum Ausfall des Lagers führt. In the known camps, it is in the working chambers flowing Working medium flow at the entry into these chambers through radial slots between cylindrical Track ring surfaces and stationary bearing part throttled (whereby the flow resistance this slot does not depend on the position of the rotor in the axial direction). When leaving The flow from these chambers is throttled through slots in the end faces of the track ring and the stationary bearing part are formed. From this it can be seen that an essential characteristic of such a camp is the ratio of the resistances the slots at the chamber inlet are the same as those at the chamber outlet. Stock reached his maximum load capacity only within a narrow range in which this value is may change. However, this ratio changes during operation because of wear and tear of the surfaces forming the slots is uneven. This has the consequence that the bearing loses its original load-bearing capacity and the amount of working fluid flowing through it grows and in the end the load on the bearing becomes greater than its load-bearing capacity, which leads to the failure of the bearing.

Außerdem erschwert die bloße Tatsache, daß durch zylindrische Oberflächen gebildete Drosselschlitze mit geringen Querschnitten vorhanden sind, Fertigung und Zusammenbau des Lagers. In addition, the mere fact that through cylindrical surfaces makes it difficult formed throttle slots with small cross-sections are available, manufacturing and Assembling the bearing.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen. Weitere Ziele und Vorteile der Erfindurch werden aus der Beschreibung ersichtlich. It is the aim of the present invention to overcome the drawbacks mentioned to eliminate. Other objects and advantages of the invention will become apparent from the description evident.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydro- oder gasstatisches Spurlager mit größerer Tragfähigkeit, als sie die bekannten Lager derselben Zweckbestimmung besitzen, bei gleichen Zuleitungsdrücken wie bei denselben, mit geringerer Arbeit@mittel-Durchflußmenge, höherer Empfindlichkeit bei Belastungsänderungen, größerer Betriebssicherheit und längerer Lebensdauer zu schaffen. The invention is based on the object of a hydro- or gas-static Thrust bearings with a greater load capacity than the known bearings for the same purpose have, with the same supply line pressures as with the same, with less work @ medium flow rate, greater sensitivity to changes in load, greater operational reliability and to create a longer lifespan.

Diese Aufgabe wird durch Schaffung eines hydro- oder gasstatischen, zweiseitig wirkenden Spurlagers zum Aufnehmen von Axialkräften in Maschinen, insbesondere in Kreiselpumpen, gelöst, das einen Spurring besitzt, an dessen Stirnseiten Druckplatten so angeordnet sind, daß zwischen ihnen und dem Spurring zwei stirnseitige Drossel schlitze für den Stromaustritt entstehen, wobei die Druckplatten am stationären Maschinenteil befestigt sind, im dem Kanäle für die Arbeitsmittelzuleitung in die zentrale Ringkammer vorgesehen sind, welche über Schlitze mit den seitlichen Arbeitskammern und mit der Unterdruckkammer in Verbindung steht. Dieses Lager besitzt erfindungsgemäß zwischen Spurring und Druckplatten noch zwei stirnseitige Drosselschlitze für den Stromeintritt, die weiter von der Achse des Spurrings als die Drosselschlitze für den Stromaustritt entfernt sind, so daß bei Axialverschiebung des Spurrings in einer Richder tung in der einen seitlichen Arbeitskammer Eintritts schlitz kleiner und der Austrittsschlitz größer wird, während in der anderen seitlichen Arbeitskammer der Eintrittsschlitz größer und der Austrittsschlitz kleiner wird, während bei Verschiebung des Spurrings in entgegengesetzter Richtung in der ersten erwähnten Arbeitskammer der Eintrittsschlitz größer und der Austrittsschlitz kleiner wird, während in der zweiten Arbeitskammer der Eintrittsschlitz kleiner und der Austrittsschlitz größer wird. This task is accomplished by creating a hydro or gas static, Double-sided thrust bearing for absorbing axial forces in machines, in particular in centrifugal pumps, solved, which has a track ring, on the end faces pressure plates are arranged so that between them and the track ring two end-face throttle Slots are created for the current outlet, with the pressure plates at the stationary Machine part are attached, in the channels for the work medium supply line in the central annular chamber are provided, which via slots with the lateral working chambers and is in communication with the vacuum chamber. This camp has according to the invention between the track ring and the pressure plates there are two throttle slots on the face for the Current entry that is farther from the axis of the track ring than the throttle slots for the current outlet are removed, so that with axial displacement of the track ring in a Direction in the one side working chamber entry slot smaller and the exit slot becomes larger, while in the other side working chamber the entry slit becomes larger and the exit slit becomes smaller, while upon displacement of the track ring in the opposite direction in the first mentioned working chamber the entry slot becomes larger and the exit slot smaller, while in the second working chamber, the entry slot smaller and the exit slot larger will.

Zweckmäßigerweise wird der Spurring des hydro- oder gasstatischen Spurlagers in Form von zwei scheibenförmigen Teilen ausgeführt. Appropriately, the track ring of the hydro or gas static Thrust bearing executed in the form of two disc-shaped parts.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel des hydro- oder gasstatischen, zweiseitig wirkenden Spurlagers unter Hinweis auf beiliegende Zeichnung beschrieben, auf der ein Senkrechtschnitt durch das erwähnte erfindungsgemäße Lager dargestellt ist. An exemplary embodiment is provided below to explain the invention of the hydro- or gas-static, double-acting thrust bearing with reference to attached drawing described, on which a vertical cut is represented by the aforementioned bearing according to the invention.

Das zweiseitig wirkende Spurlager besitzt Spurring 1, der aus zwei scheibenförmigen Teilen 2 und a besteht, die auf der Welle 4 der Maschine, in diesem Beispiele einer hermetischen Kreiee selpumpe, befestigt sind. Am stationären Pumpenteil 5 sind die Druckplatten 6, 7, 8 und 9 befestigt, die zusammen mit den Stirnflächen des Spurrings 1 zwei stirnseitige Drosselschlitze 10 und 11 für den Stromeintritt, welche die zentrale Ringkammer 12 mit den seitlichen Arbeitskammern 17 und 14 verbinden, und zwei Schlitze 15 und 16 für den Stromaustritt bilden, von denen Schlitz 15 die Arbeitskammer 14 direkt mit der Unterdruckkammer 17 und Schlitz 16 die Arbeitskammer 13 über Bohrungen 18 im Spurring 1 mit Kammer 17 verbindet, wobei die Austrittsschlitze 15 und 16 näher der Achse des Spurrings 1 als die Eintrittsschlitze 10 und 11 angeordnet sind. Im stationären Pumpenteil 5 befinden sich Kanäle 19 für die Zuleitung von Arheitsflüssigkeit in die zentrale Ringkammer 12 des Lagers. The double-sided thrust bearing has track ring 1, which consists of two disk-shaped parts 2 and a are made on the shaft 4 of the machine, in this Examples of a hermetic centrifugal pump are attached. On the stationary pump part 5, the pressure plates 6, 7, 8 and 9 are attached, together with the end faces of the track ring 1 two front throttle slots 10 and 11 for the flow entry, which connect the central annular chamber 12 with the lateral working chambers 17 and 14, and two slots 15 and 16 form for the current outlet, of which slot 15 the Working chamber 14 directly with the vacuum chamber 17 and slot 16, the working chamber 13 connects via bores 18 in the track ring 1 with chamber 17, the outlet slots 15 and 16 are arranged closer to the axis of the track ring 1 than the entry slots 10 and 11 are. In the stationary pump part 5 there are channels 19 for the supply of Poor liquid in the central annular chamber 12 of the bearing.

Das Lager arbeitet folgendermaßen. The camp works as follows.

Die dem Lager über Kanäle 19 unter Druck zugeführte Arbeitsflüssigkeit gelangt in die zentrale Ringkammer 12, von wo sie in zwei Richtungen ausfließt: über Schlitz 10, seitliche Arbeitskammer 13, Schlitz 16 und Bohrungen 18 in die Unterdruckkammer 17 sowie über Schlitz 11, seitliche Arbeitskammer 14 und Schlitz 15 ebenfalls in die Unterdruckkammer 17. The working fluid supplied to the bearing via channels 19 under pressure reaches the central annular chamber 12, from where it flows out in two directions: via slot 10, lateral working chamber 13, slot 16 and holes 18 in the Vacuum chamber 17 and via slot 11, lateral working chamber 14 and slot 15 also into the vacuum chamber 17.

Es wird, wenn der Spurring 1 durch an der Pumpenwelle 4 entstehende Axialkräfte nach links geschoben wird, Eintrittschlitz 11 kleiner und Austrittschlitz 15 größer, so daß der Druck in Kammer 14 geringer wird und sich dem Druck in Kaninar 17 annähert. It is when the track ring 1 caused by on the pump shaft 4 Axial forces is pushed to the left, entry slot 11 smaller and exit slot 15 larger, so that the pressure in chamber 14 is lower and the pressure in Kaninar 17 approaches.

Gleichzeitig wird der Eintrittschlitz 10 größer und der Austrittsschlitz 16 kleiner, wodurch der Druck in Kammer 13 erhöht wird und sich dem Druck in Kammer 12 nähert. At the same time, the entry slot 10 becomes larger and the Exit slot 16 smaller, whereby the pressure in chamber 13 is increased and the pressure in chamber 12 approaches.

Das zwischen den seitlichen Arbeitskammern 13 und 14 entstehende Druckgefälle drückt auf die Arbeitsfläche des Spurrings und hält der Pumpenwellen-Axialbelastung das Gleichgewicht. That which arises between the lateral working chambers 13 and 14 Pressure drop presses on the working surface of the track ring and holds the pump shaft axial load the balance.

Das Lager arbeitet analog, wenn der Spurring 1 durch Axialkräfte nach rechts geschoben wird. The bearing works in the same way when the track ring 1 is due to axial forces is pushed to the right.

Bei anderen Ausführungsbeispielen des Lagers können, je nach den konstruktiven und technologischen Anforderungen, Spurring 1 und Druckplatten 6, 7, 8 und 9 anders gestaltet und relativ zueinander angeordnet sein. Es muß Jedoch, um die erwähnten, dem vorliegenden Lager eigenen Vorteile zu erreichen, nachstehende Bedingung erfüllt werden: Verminderung des Eintrittsschlitzwiderstands und Vergrößerung des Austrittsschlitzwiderstands in einer Arbeitskammer muß gleichzeitig mit der Vergrößerung des Eintrittsschlitzwiderstands und Verminderung des Austrittsschlitzwiderstands in der andern Arbeitskammer erfolgen. In other embodiments of the camp, depending on the structural and technological requirements, track ring 1 and pressure plates 6, 7, 8 and 9 be designed differently and arranged relative to one another. However, it must in order to achieve the advantages mentioned, which are inherent to the present camp, the following Condition to be met: Reduction of the entry slot resistance and enlargement of the outlet slot resistance in a working chamber must be simultaneous with the Increasing the entry slot resistance and reducing the exit slot resistance take place in the other working chamber.

Prüfungen des in hermetische senkrechte Kreiselpumpen eingebauten Lagers haben gezeigt, daß das entsprechend dem Beispiel ausgeführte Spurlager größere Tragfähigkeit als die bekannten Lager besitzt, wobei die Tragfähigkeit praktisch vom Verschleiß der Druckplatten unabhängig ist, daß die erforderliche Arbeitsflüssigkeitsmenge des Lagers ganz unwesentlich ist, während seine Betriebsicherheit größer und seine Lebensdauer länger ist. Tests of the installed in hermetic vertical centrifugal pumps Lagers have shown that the thrust bearing designed according to the example is larger Has carrying capacity than the known bearings, the carrying capacity being practical is independent of the wear of the pressure plates that the required amount of working fluid of the camp is quite insignificant, while its operational reliability is greater and its Lifespan is longer.

Das beschriebene Lager kann in unterschiedlichen Maschinen eingebaut werden und zwar dort, wo Axialbelastungen aufgenommen @@rden müssen. Seine Verwendung ist besonders wirkungsvoll in chemisch-technologischen hermetischen Maschinen und Apparaten, bei denen die üblichen Wälzspurlager oder Gleitspurlager nicht verwendet werden können. The bearing described can be installed in different machines wherever axial loads have to be absorbed. Its use is particularly effective in chemical-technological hermetic machines and Apparatus in which the usual roller track bearings or sliding track bearings are not used can be.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Hydro- oder gasstatisches, zweiseitig wirkendes Spurlager zum Aufnehmen von Axialkräften in Maschinen, insbesondere in Kreiselpumpen, mit einem Spurring, an dessen Stirnseiten Druckplatten so angeordnet sind, daß zwischen ihnen und dem Spurring zwei stirnseitige Drosselschlitze für den Stromaustritt entstehen, wobei die Druckplatten an @@@@ Stationären Maschinenteil befestigt sind, in dem Kanäle für die Arbeitsmittelzuleitung in die zentrale Ringkammer vorgesehen sind, welche über Schlitze mit den seitlichen Arbeitskammern und mit einer Unterdruckkammer in Verbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen Spurring (1) und Druckplatten (6) und (7) zwei weitere stirnseitige Drosselschlitze (10) und (11) für den Stromeintritt vorhanden sind, die weiter von der Achse des Spurrings (1) als die Drosselschlitze (15) und (16) für den Stromaustritt entfernt sind, so daß bei Axialverschiebung des Spurrings (1) in einer Richtung in der einen seitlichen Arbeitskammer (14) der Eintrittsschlitz (11) kleiner und der Austrittsschlitz (15) größer wird, während in der anderen seitlichen Arbeitskammer (13) der Eintrittsschlitz (10) größer und der Austrittsschlitz (16) kleiner wird, während bei Verschiebung des Spurrings (1) in entgegengesetzter Richtung in der ersten Arbeitskammer (14) der Eintrittsschlitz (11) größer und der Austrittsschlitz (15) kleiner wird, während in der zweiten seitlichen Arbeitskammer (13) der Eintrittsschlitz (10) kleiner und der Austrittsschlitz (16) größer wird. 1. Hydro or gas static, double-acting thrust bearing for Absorption of axial forces in machines, especially in centrifugal pumps, with a Track ring, on the end faces of which pressure plates are arranged so that between them and the track ring two throttle slots on the face for the current outlet, The pressure plates are attached to the stationary machine part in which Channels are provided for the working medium feed into the central annular chamber, which via slots with the side working chambers and with a vacuum chamber is related to that between track ring (1) and pressure plates (6) and (7) two further throttle slots (10) on the face side and (11) for current entry are present further from the axis of the track ring (1) as the throttle slots (15) and (16) are removed for the current outlet, so that with axial displacement of the track ring (1) in one direction in the one lateral Working chamber (14) the entry slot (11) smaller and the exit slot (15) becomes larger, while the entry slot in the other lateral working chamber (13) (10) becomes larger and the outlet slot (16) becomes smaller, while with displacement of the track ring (1) in the opposite direction in the first working chamber (14) the entry slot (11) becomes larger and the exit slot (15) becomes smaller, while in the second lateral working chamber (13) the entry slot (10) is smaller and smaller the outlet slot (16) becomes larger. 2. Hydro- oder gasstatisches Spurlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Spurring (1) in Form von zwei scheibenförmigen Teilen (2 und 3) ausgeführt ist. 2. Hydro or gas static thrust bearing according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the track ring (1) in the form of two disc-shaped Parts (2 and 3) is executed. L e e r s e i t eL e r s e i t e