DE2158518A1 - Mehrstufige Zentrifugalpumpe - Google Patents

Description

Mehrstufige Zentrifugalpumpe

Die Erfindung betrifft int allgemeinen eine mehrstufige Zentrifugalpumpe die erstens ein vorhersagbar homogenes und im wesentlichen rißfreiee Gehäuse, zweitens eine Konstruktion besitzt, die ein leichtes und billiges Auswechseln der Pumpenteile ermöglicht, die der Erosion und Abnütssung unterliegen, und die drittens Mittel aufweist, die es ermöglichen, die Laufradanordnung der Pumpe abschließend zu bearbeiten, wenn die Laufräder auf die Pumpenwelle aufgesohrumpft sind und die Anordnung dynamisch ausgewuchtet ist, bevor sie in die Pumpe eingebaut wird· Sine solche Pumpe ist insbeoondere geeignet für die „Anwendung bei hohen Drüoken, hohen Temperaturen und bei der Förderung von gefährlichen und/oder sohädliohen Flüssigkeiten«» Beispiele solcher Einsatzgebiete sind die Kesselspeisung, Raffinationsund ohemisohe Verfahren und Kraftwerk©₀

Derzeit benutzte Pumpen dieser Art sind im allgemeinen mit einem geteilten Gehäuse aus gegossenem Material versehen, wobei die Leitspiralen oder Diffuseren in

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einem Stück mit in das Gehäuse eingegossen sind. Es ist schwierig Gußstücke auszubilden, die vorhersagbar homogen und frei von inneren Rissen oder Fehlern sind₀ Für kritische Pumpeneinsätze ist es erforderlich, solche Gußstücke genauestens zu untersuchen, und zwar im aligemeinen mit radiographisohen Verfahren, wobei Gehäuse mit Lunkern oder Rissen entv/eder einer Reparatur bedürfen, die als zusätzliche Vfiederinstandsetzungsphase in den Herstellungsprozeß der Pumpe einbezogen ist, oder verschrottet werden müssenο Solohe Gußstücke erfordern in einem Fertigungsprogramm eine beträchtliche Vorgabezeit und sind relativ teuer»

KIn jüngeres Verfahren besteht darin, das geteilte Gehäuse als einfacheres Gußstück auszuführen, wobei die zwischen den Stufen angeordneten Leitspiralen oder Diffusoren getrennt geformt werden₀ Bei dieser Anordnung wird die Lauftadanordnung zunächst zusammengebaut, dann dynamisch ausgewuchtet, zerlegt, mit den zwischen den Laufrädern angeordneten Leitspiralen wieder zusammengebaut und schließlich wird die wieder zusammengebaute Laufradanordnung zusammen mit den zwischen den Stufen angeordneten Leitspiralen in das Pumpengehäuse eingebaut_o

Durch dieses Verfahren bleiben die meisten, den Gußstüoken anhaftenden Probleme zusammen mit dem ziemlich aufwendigen Verfahren des Zusammenbaus, Auswuchtens, Zerlegens und des erneuten Zusammenbaus der Laufradanordnung mit den Leitspiralen, bevor diese in die Pumpe eingebaut ;£den» ausgeschaltet ₀

Beispiele gegenwärtiger und früherer Kons^? 21^ ?I; isa *ϊγ Pumpen dieser Art sind in den US-Patentsclifif-fceu jt_o 3 375 789, 2 072 033, 3 466 724» 2 634 685, 1 941 442,

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1 998 754, 2 281 650, 888 192, 2 219 098, 1 392 090,

1 525 756, 3 229 642, 3 188 968, 3 131 877, 2 771.207,

2 668 502, 2 601 828, 2 4?0 137, 2 374 122, 2 368 962, 2 331 299, 2 294 143 und 2 286 522 zu entnehmen.

Von diesen Patentschriften zeigen die Patentschriften Nr. 3 229 642, 1 941 442, 1 998 754 und 2 286 522 Konstruktionen» die Merkmale aufweisen, die gewisse Ähnlichkeiten mit Merkmalen der vorliegenden Erfindung besitzeno .^

Eine hauptsächliche Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Pumpe zu schaffen, die Bestandteile aufweist, die ein Minimum an radiographlsoher Untersuchung und ein Minimum an Ausbesserungearbeit an diesen Bestandteilen zum Erreichen eines annehmbaren Qualitätestandards während der Herstellung der Pumpe erfordert·

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Pumpe zu schaffen, die Bestandteile und Baugruppen von konsequent höherer Qualität als jener vergleichbarer Bestandteile früherer Pumpen aufweist_α

Hoch eine weitere Aufgabe der Erfindung 1st ob, eine Pumpe zu schaffen, die Bestandteile besitzt, die mit wesentlich geringeren Kosten hergestellt werden können als vergleichbare Bestandteile bisher bekannter Pumpenο

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Pumpt su schaffen, bei der eine geringere Vorgabezeit erforderlich ist, um einen Vorrat an Rohteilen fttr die nachfolgende Feinbearbeitung und Verarbeitung zu eahaffen₀

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe zu sohaffen, die ein kleineres Inventar an auswechselbaren Ersatzteilen benötigt.

Eine andere wichtige Aufgabe der Erfindung ist ee, eine Pumpe zu schaffen, die leicht und mühelos repariert und mit einem Minimum an Werkzeugen und/oder Spessialeinriohtungen überholt v/erden kann« während sie am Einsatzort verbleibt.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden verwirklicht durch die mehrstufige Zentrifugalpumpe und das Verfahren eu ihrer Herstellung, wie sie hier offenbart sind· Die Erfindung zeichnet sich aus duroh ein geschmiedetes und geformtes Pumpengehäuse mit einer darin auegebildeten, im allgemeinen runden und länglichen Pumpenkammer, durch eine Laufradeinheit mit einer hehrzahl von Laufrädern, die auf einer drehbaren Welle in Keine befestigt sind, und die im (Jehäuse innerhalb dieser Kammer angeordnet ist und duroh eine Hehrzahl von Zwisohenstufenleitepiralen, die um die Laufradeinheit und zwischen den Laufrädern angepaßt sind und die Innerhalb des Gehäuses und in dieser Kammer angebracht sind, wobei die Laufradeinheit nach ihrer Fertigstellung dynamisch ausgewuchtet wird.

,johand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten AusführungsbeispielB der Erfindung wird diese näher erläutert· Bs seigern

Pig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungs-

gemäßen Pumpe betriebsbereit ausaiamen mit einer Kraftquelle und einem Getriebe montiert,

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Pig. 2 einen Langesohnitt duroh das Pumpen-

gehäuse, die Dichtungen und einen fell der lager der Pumpenwelle«

Figβ 3 einen vergrößerten Längsschnitt

duroh einen Seil der Pumpe, der sich links von der Hitte des in Pigο gezeigten Pumpengehäuses befindet,

Pigο 4 einen Querschnitt nach der Linie ä

4-4 in Pig. 3,

Pig· 5 einen Querschnitt nach der Linie

5-5 in Pig· 3,

Pig» 6 einen Querschnitt nach der Linie

6-6 in Pig. 2,

Pig· 7 einen Quereohnitt nach der Linie

7-7 in Pig. 2 und

Pig« 8 einen Querschnitt nach der Linie

8-8 in Pigo 2» '

In Pig· 1 ist eine Pumpenanordnung gezeigt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und die eine Pompe 12 umfaßt, die über eine Drohkupplung 14 mit einer Getriebeeinheit verbunden 1st, die ihrerseits über eine weitere Drehkupplung 18 mit einer Kraftquelle 20 verbunden ist«,

Die Kraftquelle 20 1st als Elektromotor dargestellt, der beispielsweise für 305 PS bei 3600 Umdrehungen pro Hinute aungelegt 1st. Die in der Zeichnung dargestellte

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Pumpe kann beispielsweise eine Kapazität von 550 Liter (Wasser) bei einem Förderdruck von 183 kg/om mit einem äaugdruok von 1,05 kg/om aufweisen» wenn ßie durch, aie Getriebeeinheit 16 mit 12 500 Umdrehungen pro Hinute angetrieben wird. Ee ist also das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 16 so gewählt, daß der Ausgang von 3 Umdrehungen pro Minute der Kraftquelle 20 auf den Eingang von 12 500 Umdrehungen pro Hinute der Pumpe 12 übersetzt wird. Bei gewiesen Anwendungsgebieten kann die Kraftquelle 20 beispielsweise eine Gas« oder Dampfturbine sein» wobei in einem solchen Falle dann die Getriebeeinheit 16 je naoh den Erfordernissen ein anderes Übersetzungsverhältnis aufweisen wird«

Sie Pumpe 12 ist mit Lagerfüßen 30 versehen» die auf :>ookeln 22 aufsitzen» die ihrerseits von einem Grundrahmen 24 nach oben aufragen* Wie gezeigt» sind die Getriebeeinheit 16 und die Kraftquelle 20 ebenfalls auf de» Grundrahmen 24 befestigt. Der Grundrahmen 24 1st auf einem Fundament 28 gelagert und ruht auf einem Sett 26 aus Kalkguß· .

Die Pumpe 12 umfaßt ein Gehäuse 32 mit einem unteren Gehäuseteil 34 und einem oberen Gehäuseteil 36. Der untere Gehäuseteil 34 ist mit einem StrÖmungsmittel-auslaß 38 versehen» der in einem Rohrflansch 40 oder einem anderen geeigneten Verbindungselement endet, sowie mit einem Strömungsmitteleinlaß 42, der ebenfalls in einem Rohrflansch 44 oder einem anderen geeigneten Verbindungsmittel endet (Fig, 2, 6, 7 und ü)„ Die Pumpe 12 besitzt außerdem eine Pumpenwelle 46, die eine später beschriebene Laufradgruppe trägt₀ Die Welle 46 ist axial abgestützt und auf ihrem angetriebenen Ende ist eine Lageranordnung 48 ausgerichtet, die mit Bolzen 50 am unteren Gehäuse-.

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teil 34 mittels eines Trägers 52 befestigt ist«, BaB gegenüberliegende Ende der Welle 46 wird sowohl axial als auoh in Längsrichtung unterstützt und ausgerichtet duroh eine Lageranordnung 54» die durch Bolzen 56 am unterer Gehäuseteil 34 mittels eines Träger 58 befestigt iat.

Ein Teillängssohnitt der Pumpe 12 1st in FIg₀ 2 gezeigt. Wie dort zu sehen 1st» sind der untere Gehäuseteil 34

und der obere Gehäuseteil 36 so ausgebildet, daß sie

eine Gehäusebohrung 60 bilden» wenn sie zusammengefügt |

sind» Die Gehäuseteile 34 und 36 (Fig· 6) sind in einer vorbestimmten Ausrichtung mittels wenigstens zweier

Kegelstifte 62 zusammengefügt, von denen einer dargestellt

ist· Die Gehäusetelle 34 und 36 werden in ihrer zu8amoi<ftn~ &ebauten Lage durch eine Anzahl von Kopfsohrauben 64, von denen eine gezeigt ist, oder durch ähnliche Mittel« wie Bolzen und Muttern, zusammengehalten· Die Enden der

Bohrung 60 (Fig. 2) sind durch Haltekappen 66 und 66

verschlossen· Die Haltekappen 66 und 68 werden in ihrem mit den GehäusetellstUoken 34 und 36 zusammengebauten

Zustand durch eine Anzahl von Bolzen und Muttern 70

gehalten. Die Bohrung 60 1st gegenüber den Äußeren der

Pumpe 12 duroh Dichtungsringe IZ abgedichtet, die um "

die Haltekappen 66 und 68 angeordnet sind und zwischen diesen Kappen und den Gehäuseteiletüoken 34 und 36 liegen, sowie mittels einer geeigneten, nicht gezeigten

Dichtung oder mittels Diohtungsflächen zwischen den Genaueeteilen 34 und 36.

gezeigt, wird die Laufradwelle 46 in ihrer axialen Lage innerhalb der Bohrung 60 durch Lager 48 und 54 getragen· Drehbare mechanische StrömuntjBmitteldiohtunge anordnungen 74 und 76 sind innerhalb der Haltekappen 66

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bzw. 68 iind um die welle 46 angeordnet, um die innerhalb uer Bohrung 60 drehbare Welle 46 abzudlohten« Die Dlohtungsanordnungen 74 und 76 können pietlB von derzeit handelsüblicher und für den jeweiligen Verwendungszweck der Pumpe 12 geeigneter Bauart sein. Die Puiapenwelle 46 bildet eine drehbare Lagerung für eine Laufradgruppe 78, die aus einer Hehrzahl von Pumpenlauf rädern 80 bis 90 besteht, die auf der Welle 46 gelagert sind.

Mit dem Einlaß 42 und dem Laufrad 80 in Verbindung stehend ist innerhalb der Bohrung 60 ein saugeeitiges Leitelement 92 angeordnet. Zwiaohen den Laufrädern 80 und ü2, 82 und 84» 86 und 88, sowie 88 und 90 sind jeweils in Segmente unterteilte Leitepiralen 94» 96, 98 bzw. 100 in der Bohrung 60 angebracht, die später noch näher beschrieben werden· Ein Zwischenleitelement 102 ist in der Bohrung 60 in Strömungsmittelverbindung mit einem Zwischenanaaugsinlaß 104 und einem Laufrad 90 angeordnet. Ein abdichtendes Stauelement 106 ist in der Bohrung 60 zwischen dem Leitelement 104 und dem Haltedeokel 66 angebracht» Zwischen den Laufrädern 84 und 86 ist Innerhalb der Bohrung 60 ein in Segmente unterteiltes Pumpenstufenteileiement 108 angeordnet, das nachfolgend noch näher erläutert wird·

Das Leitelement 92 und die Leitspirale 94 bilden eine Pumpenkamaer 110 der ersten Stufe innerhalb der Bohrung 60· Die Leitspiralen 94 und 96 umschließen eine zweite Stufe bildende Kammer 112. Die Leitspiralen 96 und der Stufenteiler 108 begrenzen eine eine dritte Stufe bildende Kammer 114 ο Das Zwisohenleltelement 102 und die Leitspirale 100 bilden zwischen sich eine Kammer 116 als vierte Stufe. Eine Kammer 118 als fünfte Stufe wird

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von den Leitapiralen 100 und 98 begrenzt, während eine sechste Stufe duroh die von der Leitspirale 98 und dem Stufenteiler 108 uiaschlossene Kammer 120 gebildet wird·

Der Strömungsmlttelfluß zwischen der Kammer 114 der dritten Stufe und der Kammer 116 der vierten Stufe v/ird duroh eine Überleitung 122 ermöglicht, die am oberen Gehäuseteil 36 angebracht ist und sich von einer mit der die dritte Stufe bildenden Kammer 114 in Verbindung stehenden konischen Bohrung 124 zum Zwischeneinlaß 104 erstreckt_o Die Leitung 122 ist mit dem Gehäuseteil 36 beispielsweise durch Schweißkehlnähte verbunden· Zwischen der Kammer 120 der seohsten Stufe und dem Strömungsteittelauslaß 38 besteht eine Verbindung über eine Strömungsmlttelauslaßleitung 126, die einerseits an den Flansch 40 und andererseits an das untere GehäuseteilstÜok 34 über eine konieche Auslaflbohrung 128 angeschlossen ist, die im unteren Gehäuseteilstüok 34 ausgebildet ist und in die Kammer 120 mündet, vie ersichtlich ist, kann - falls erwünscht - eine größere oder kleinere Anzahl von Pumpenstufen vorgesehen werden·

Geteilte Halteringe 130 (?lg. 3) sind auf der Welle angeordnet und allen Lauf rädern» wie 2· Bo 82 und 84, zugeordnet, um diese Laufräder in ihrer Lage auf der Welle in Längsrichtung zu positionleren. Paßfedern sind in einander zugeordneten Längsnuten in der Welle 46 und den Laufrädern angeordnet, um die Laufräder in ihrer Winkellage auf der Y/elle

Innerhalb des Gehäuses 32 ist um die v/elle 46 und mit dem dtrömungiaitteleinlaß 42 in Verbindung stehend ein iiMUgti ei ti geti LojLtKileiiiönt 9i '^;!' ■ >* u*u foj angeordnet

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Dieses Leitelement 92 besteht &ub zwei scheibenförmigen Teilen, die mitteIb einer halbsyllndrIschen Wandung und Stegen 136 mit AbBtand voneinander konzentrisch zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Wie gezeigt, bildet das Leitelement 92 mit dem Haltedeckel 68 und der Bohrung 60 zusammen eine Diohtungs~ kammer 138, in der der Strömungsmitteldruck der gleiche bleibt wie in einer Saugkammer 140, die innerhalb des Leitelementes 92 ausgebildet ist» Sin ringförmiger flansch, der vom LeItelement 92 vorspringt, paßt in eine/zugeordnete Ausnehmung, die in der Bohrung 60 ausgebildet ist, um die Saugkammer 140 gegenüber der Kammer 110 der ersten Stufe abzudichten und um das LeJBleiaent 92 in Längsrichtung innerhalb der Bohrung 60 zu positionieren· Der Zweck der Stege 136 1st es in erster Linie, eine Rotation oder eine Verwirbelung üea Strömungsmittels innerhalb der Saugkammer 140 au verhindern, wenn sich die Pumpe 12 in Betrieb befindet.

Wie vorstehend erwähnt (Figo 2 und I)₉ sind das scheibenförmige ZwiBchenleitelement 102 und das scheibenförmige Stauelement 106 angebracht·' Das LeItelement 102 ist mit einer im allgemeinen halbkreisförmigen Wandung 142 und einem Steg 144 ausgestattet., Das Leitelement 102 und das Stauelement 106 bilden eine Zwischensaugkammer 146 innerhalb der Bohrung 6O₀ Das Stauelement 106 und der Haltedeokel 66 bilden eine «weite Diohtungskammer 148 innerhalb der Bohrung 60 _o Ringförmige, vom Leitelement 102 und vom Stauelement 106 vorspringende Flansche pasuen in ihnen zugeordnete Ausnehmungen in der Bohrung 60_f um diese Elemente innerhalb des Gehäuses zu positionieren und eine Abdichtung gegenüber einer Strömung ciiftyf-rs Hl'η .enters und dom uehauns :.;u α-αϊίαίί^4- -,

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Die Diohtungskammern 13b und HS (Fig. 2) stehen über im oberen Gehäuseteil 36 ausgebildete Kanäle 150 und und eine Strumungsmlttelausgleichsleltung 154t die in diese Kanäle beispielsweise durch Kehlnähte eingeschweißt ist, miteinander in Verbindung. Innerhalb des Stauelementes 106 und um die v;elle 46 ist eine Dlchtungsbtiohse 156 angeordnet» Zwischen der Welle 46 und der Büchse 156 ist ein Dichtungsring angeordnete» Kin geteilter Haltering und eine Paßfeder sind zwischen der A/elle und der Büchse 156 angebracht, um die Büchse zu positio-

durch ύ

nieren« vie dies auch/die den Laufrädern zugeordneten "

Hinge und Paßfedern geschieht« Bei der beschriebenen Konstruktion werden die Drehdlohtungen 74 und 76 In gleicher Weise nur dem Saugdruok der Strömungsmittel ausgesetst, die in die Pumpe 12 eintreten, und zwar ohne RüokBioht auf den erhöhten Sbufenförderdruck innerhalb der Pumpe.

wie ersichtlich ist, paßt ein ringförmiger, Tom stufenteiler 108 vorspringender Flansch in eine entsprechende, in der Bohrung 60 ausgebildete Ausnehmung, um den Stufenteller in der Bohrung 60 in Längsrichtung zu positionieren und um eine Strömungsmitteldiohtung zwischen dem Stufen- | teiler 108 und der Bohrung 60 zu bilden·

In den Pigο 3 und 4 ist jedes der Laufräder, wie sie durch die Laufräder 82 und 84 repräsentiert werden, mit einer Habe 158 versehen, die auf die welle 46 aufgesohrumpft 1st und duroh einen Ring 130 und eine Paßfeder 132 in der vorstehend beschriebenen Weise festgehalten wird· Der innere Durohmesser der Nabe für die Lauf räder 82 und 88 1st etwas geringer als jener der Laufräder und 86,und der Durchmesser der Haben der Laufräder

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und 90 let etwas geringer ale jener der Laufräder 84 und 86ο Der Zweck dieser Durohmesserdlfferenss ist es, den Zusammenbau der Laufradgruppe 78 zu erleichtern. Die Welle 46 beeitzt eine entsprechende Durohmesserverringerung an entsprechenden Nabenpositionen· Diese Durchmesser·» unterschiede können gering sein, beispielsweise in der Größenordnung von 0,025 bis 0,125 om· Jedes Laufrad ist mit einem scheibenförmigen» hohlen Abströmkanal 160 für das Strömungsmittel versehen, der sich von der Habe aus erstreokt und aus im allgemeinen kreisförmigen Y/änden gebildet wird» die durch spiralige Schaufeln 164 verbunden sind. Der Habe 158 gegenüber erstreokt sloh in axialer Riohtung vom Ausströmungskanal 160 weg ein ringförmiger Ansaug-trichter 166· Jede Nabe 158 und jeder Ansaugtrichter 166. werden eng _t jedoch ohne Berührung, in einer zugeordneten, benachbarten Bohrung aufgenommen, wie dies in der Zeichnung dargestellt und später beschrieben ist«

Wie in Pig« 2 unter Bezugnahme auf Fig· 3 ersichtlich ist, wird die Diohtungsbüohse 156 sehr eng von der Bohrung des Staueletaents 106 umschlossen und jede Laufradnabe 158 und jeder Laufradtriohter 166 wird ähnlich eng von der zugeordneten Bohrung eines benachbart angebrachten Elements aufgenommen· Ein derart enges Spiel ist vorgesehen, um die strömung des unter Druck stehenden Strömungsmittels von irgendeiner bestimmten Kammer zur benachbarten Kammer zu behindern ο Wie aus Figo 3 ersichtlich ist, besitzt jede dieser zugeordneten Bohrungen eine abwechselnd aufeinanderfolgende Reihe von Rippen und Rillen, die insgesamt mit 168 bezeichnet sind und deren Zweck es ist, eine Reihe von aufeinanderfolgenden ringförmigen Mündungen zu bilden, die aufeinanderfolgende

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Bruckabsenkungen oder eine Verringerung der sie durchströmenden Strömungsmittelmenge verursachen* Eine eolohe Ausgestaltung dient zur weiteren Begrenzung der Strömung unter Druckeinfluß zwischen benachbarten Kammern bis auf einen Wert, der einen annehmbaren Pumpwirkungsgrad erlaubt«

Die Laufräder 80, 82, und 84 sind in ihrer Konstruktion

im allgemeinen gleich, mit der Ausnahme, daß die Nabe des Laufrades 64 ein Gewinde besitzt, um mit dem Laufrad 86, das mit einem entsprechenden Gegengewinde versehen ist, eine Schraubverbindung 170 zu ermöglichen. Sie Laufräder 86, 88 und 90 bilden in ihrer Konstruktion im allgemeinen die Spiegelbilder der Laufräder 96, 94 und 92, mit Ausnahme der für die Schraubverbindung 170 erforderlichen Abweichung» Die Ausströmumfänge der Laufräder 84 und 86 besitzen eine leicht unterschiedliche Form gegenüber den verbleibenden Laufrädern, um eine radiale Ausströmung gegenüber der längs gerichteten Ausströmung der zwischen den Stufen befindlichen Laufräder su erleichtern Laufräder dieses allgemeinen Typs sind allgemein im Handel und es erübrigt sich des- | halb eine weitere Beschreibung.

Als Eigenart mehrstufiger Pumpen dieser Bauart verursacht der StrömungBttittelaustritt aus den Laufrädern 80 und eine Axialkraft oder einen Schub weg vom angetriebenen Ende der Welle 46, während der Strömungsmittelaustritt aus den Laufrädern 90 und 88 einen entgegengesetzten und im wesentlichen gleich großen Azialeohub gegen das angetriebene Ende der Welle hervorruft· Der Axialsohub, wie er vom Laufrad 84 erzeugt worden sein mag, wird durch den entgegengesetzten Sohub des Laufrades 88

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aufgehoben· Die Gewindeverbindung 170 schafft zusätzlich zur Erleichterung des Zusammenbaus der Laufräder 84 und 86 auf der Welle 46 eine Längsausriohtung zwischen den verbundenen Lauf rädern in Beäug auf die Volle 46 und hebt außerdem jeden durch diese Laufräder erzeugten Schub auft Jedes leinte resultierende Sohubungleiohgewioht, wie es durch Strömungsmitteldruck auf die Ringfläohe der Diohtungsbüohee 136 uew₀ bewirkt werden kann, wird durch in die Lageranordnung 54 einbezogene Druck» lager aufgenommen«

Wie aus Fig. 3 ersiohtlioh ist, ist der Stufenteiler in mehrere symmetrisch unterteilte Segmente aufgeteilt» die nach deren Einbau und dem Auswuchten der Laufradgruppe 78 zwisohen und um üie Lauf räder 84 und 86 eingefügt werden und die durch ein Befestigungselement, z.B. eine Kopfschraube, einen Kegelstift od. dgl·, in ihres zusammengefügten Zustand gehalten werden«

Die Pig_e 2 und 3 zeigen, dad die Leitspiralen 94 und in ihrer Konstruktion gleich und gegeneinander austauschbar sind. Die Leitspiralen 98 und 100 sind ale Spiegelbilder der Leitspiralen 94 und 96 ausgebildet„ Ss wird deshalb nur die Leitspirale 96 beschrieben, und «war anhand der Pig ο 3 und 5. Die Leitspirale 96 weist komplementäre Segmente 174 und 176 auf, die in ihrem Bueaamongebauten Zustand duroh eine Kopf schraube 178 gehalten werden_o In zusammengebautem Zustand bildet die Leitspirale 96 einen sich radial erstreckenden Flansch 180» der in eine entsprechende radiale Ausnehmung eingepaßt ist, die sich in der Bohrung 60 befindet« Vom Flansch 180 springt ein Ansäte 182 in eine im unteren Gehäuseteil 34 ausgebildete Tasche vor, um die Leitspirale 96 beim Zusammenbau der Pumpe 12 genau im

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Gehäuse 32 zu positionieren., In zusammengebautem Zustand bildet die Leitspirale 96 Strömungskanäle 184 und 186, die teilweise durch eine Hippe 186 begrenzt werden» die an einem Segment 174 ausgebildet ist, das in einen Steg 190 ausläuft, der.an den Hippen der Rippen- und Billen-

unci

reihe 168 endet,/teilweise durch eine ähnliche Hippe alt steg 194 an einem Segment 176.

Weitere Einzelheiten der Konstruktion können aus Fig» unter Zuhilfenahme der FIg₀ 6, 7 und 8 entnommen werden. Sie Fig. 6 zeigt,wie der Einströmkanal 42 in mehrere f

Kanäle aufgeteilt ist, um einen im wesentlichen gleichmäßigen Eintritt des Strömungsmittels in die Saugkammer 140 zu schaffen· Aus Pig« 7 1st die Aufteilung des Kanals 104 in mehrere Kanäle zu entnehmen, die dazu dient, einen im wesentlichen gleichmäßigen Eintritt dee Strömungsmittels in die Zwisehensaugkammer 146 zu gewährleisten· Auelaßbohrungen 124 und 128 der in Figo 8 gezeigten Art sind konisch gestaltet, oder genauer, sioh erweiternd und in der Querschnittsfläche zunehmend ausgebildet, um aus den zu pumpenden Strömungsmitteln kinetische Energie wiederzugewinnen· Die Figo 8 zeigt außerdem einen Strömungsmittelkanal 126, der in einer g

sanften Krümmung mit großem Radius verläuft und den Plansoh 40 mit dem unteren Gehäuseteil 34 und dort mit der Ausströmöffnung 128 verbindet „ Der Flansch 40 wird vom Gehäuse 32 über einen Halter 196 getragen·

Bas Gehäuse 32 wird geschaffen» indem zwei gleiohe Metallknüppel oder -teile ausgeschmiedet werden, oder indem ein einziger Metallblock oder ein einziges Metallteil entsprechend geschmiedet und anschließend in die ..usgangsteile für den unteren Gehäuseteil 34 und den oberen

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Gehäuseteil 36 geteilt wird« Bex Ausdruck "Schmieden", wie er hler gebraucht wird, soll die'Verformung eines Metallteile durch Aufwendung eines beträchtlichen Druckes oder einer beträchtlichen Kraft beschreiben ₉ wodurch das ei oh ergebende Teil in β einer Struktur homogen und frei von Rissen, Fehlern und inneren Mängeln ist. Pas untere Gehäuseteil 34 und das obere Gehäuseteil 36 werden dann geformt, wobei unter "Formen" das maschinelle Bearbeiten, Schleifen und/oder Schweißen usw₀ gemeint ist, das er- ■ forderlich ist_f um die Bohrungen« Ausnehmungen und die anderen erforderHohen Flächen zu schaffen, wie sie in der Zeichnung gezeigt sind. Die Einlaß-, Auslaß- und Übrigen Kanäle werden, wie gezeigt, geformte Pie Welle 46 wird von einem Stangenrohling geformt« Pie Iialtedeokel 66 und 68 können durch Schmieden oder Gießen und anschließendes Formen zu der in der Zeichnung gezeigten GestäLt hergestellt werden. Die inneren Teile der Pumpe 12 sind keinen kritischen Drucken ausgesetzt und unterliegen keinen Anforderungen hinsichtlich der Strömungsmitteldichtigkeit und v/erden als Verschleißteile angesehen« um ersetzt zu werden» wenn sie durch Erosion unter dem Einfluß der Strömungsmittel zu stark abgenutzt sind. Diese Bauteile, wie Leitelemente, Laufräder, Stufenteiler, Leitspiralen und Stauplatten können als einfache Gußstücke hergestellt werden, die dann ent-» sprechend ihrer gezeigten Gestalt geformt werden_o V/ährend der Herstellung werden die Laufräder in Reihe oder aufeinanderfolgend auf der Welle 46 angeordnet, nachdem jedes Laufrad erwärmt wurde, wobei jedes Laufrad mit dem zugeordneten passenden Ring und der entsprechenden Faßfeder positioniert wirdo Zuerst werden die Laufräder 84 und 86 montiert, worauf dann die verbleibenden Laufräder aufeinanderfolgend montiert, werdeno Jedes Laufrad

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kann ο ich dann abkühlen und fest auf die Welle aufschrumpfen. Nach dem Zusammenbau der Laufradgruppe wird sie rotierend dynamisch ausgewuohtet, wie dies bei den üblichen Auswuohtverfahren der Fall ißt«, Es werden dann der Stufenteiler 108 und die Leitaplralen wie gezeigt zwischen und um die Laufräder zusammengebaut > und die Leiteinrichtungen, die Stauplatte, Deckel, mechanischen Dichtungen und Lagervorriohtungen an jedem Ende der Welle 46 werden hinzugefügt₀ Die sich ergebende Baugruppe wird in dem unteren Gehäuseteil 54 angeordnet, ä und dann wird die gesamte Pumpe 12 in der gezeigten Art susaiomengebaut ₀

Obwohl nur eine bevorzugte Aueführungsform der Krfindung beschrieben und gezeigt wurde, ist ersichtlich, daß viele andere Bauformen und Ausführungaformen möglich sind, ohne von dem der Erfindung zugrunde-liegende» abzuweichen ο

Ansprüche:

-IB-

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Claims (4)

21S8518 - 18 -Patentansprüche t

1.JHehrstufige Zentrifugalpumpe, gekennzeichnet durch ein geschmiedetes und geformtes Fumpengehäuse (32» 34» 36) mit einer darin ausgebildeten» im allgemeinen runden und längliohen Pumpenkamraer (60), durch eine Laufradeinheit (78) nit einer Mehrzahl von Lauf rädern (80 bis 90)» die auf einer drehbaren welle in Reihe befestigt sind und die im Gehäuse Innerhalb dieser Kammer angeordnet ist und durch eine Mehrzahl τοη Zwisohenstufen-Leitspiralen (94» 96» 98» 10O)₁ die um die Laufradeinheit und awis ohen den Lauf rädern angepaßt sind und die innerhalb des Gehäuses und in dieser Kammer angebracht sindo

2 ο Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dafi bei der Laufradeinheit (78) die Laufräder (80 bis 90) auf die drehbare Welle (46) aufgeschrumpft sind ο

3 ο Zentrifugalpumpe naoh einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitspiralen (94» 96, 98, 100) aus komplementären Segmenten (174» 176) bestehen»

4. Zentrifugalpumpe naoh einem der-Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradeinheit so gebildet ist, dafi sie naoh ihrem Zusammenbau rotierend dynamisch auewuohtbar ist«,

5· Zentrifugalpumpe naoh einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Pumpengehäuse Haltedeckel (66, 68) eingebaut sind, die die Enden der Welle (46) umgeben und diese Kammer abschließenο

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2Uä827/0B58

6o Zentrifugalpumpe nach Anspruch 5» dadurch gekenn«» zeichnet, daß Dichtungen (74, 76) in den Haltedeckeln angebracht sind und die welle umgeben, und daß den Strömungsmitteldruck ausgleichende Mittel (138, 140_f 154» 148) vorgesehen sind, die das Druckdifferential über diese Dichtungen hinweg ausgleichen«

7 ο Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (32), die Laufradeinhelt (78) und die Leitspiralen (94, 96, 98, 100) miteinander zusammenwirken, um die Welle (46) gegenüber dem Iäntssohub aus dem Strömungsmitteldruck im Gleichgewicht zu halten.

8_a Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Zentrifugalpumpe mit einem geteilten, länglichen Gehäuse, einer in einem Stück ausgebildeten Laufradeinheit mit einer Mehrzahl von Laufrädern, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit einer Hehr zahl von Zwischenstufen-Leitspiralen, die entfernbar innerhalb des Gehäuses und av/isohen diesen Laufrädern angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Schrittet

a) Schmieden und Formen des Materials zur Ausbildung des geteilten Pumpengehäuses,

b) Formen und Zusammenbau der Laufradeinheit zu einer fertigmontierten Baueinheit,

c) Formen der Zvlsohenstufen^Leitspiralen und

d) Einbau der Laufradeinheit und der Zwischenstufen-Leitepiralen in das Gehäuse zur Fertigstellung der Pumpe_e

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9o Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Zentrifugalpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkammer im Gehäuse derart auegebildet wird, daß die Zwischenstufen-Leitspirälen im Gehäuse befestigt v/erden können₀