DE2336488A1 - Axiallagerung fuer kreiselpumpen - Google Patents

Axiallagerung fuer kreiselpumpen

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DE2336488A1 DE19732336488 DE2336488A DE2336488A1 DE 2336488 A1 DE2336488 A1 DE 2336488A1 DE 19732336488 DE19732336488 DE 19732336488 DE 2336488 A DE2336488 A DE 2336488A DE 2336488 A1 DE2336488 A1 DE 2336488A1
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Description

K I ein,Schanz! in & Becker, Aktiengesellschaft
Axial lagerung für Kreiselpumpen
Die Erfindung betrifft eine Axiallagerung für aus Elektromotor und Pumpe zusammengebaute stopfbuchsiose flüssigkeitsgefüllt© Umwälzpumpenaggregafe.
Umwälzpumpen in Kraftwerken sind den immer größer werdenden Leistungen anzupassen, und es wird von ihnen verlangt, do.ß sie auch unter extremsten Betriebsbedingungen betriebssicher bleiben müssen. Die modernen Kessel haben heute mi ndestens zwei, in der Regel vier parallel geschaltete Umwälzpumpen. Beim Anfahren der Kesselanlage hat eine Umwälzpumpe oft die von der Kesseiwiderstandsfiriie geforderte Uberlastmenge bis zum Zuschalten der v/eiteren Pumpen zu übernehmen. Dabei liegt der Betriebspunkt der Umwälzpumpe weit im Uberlastbereich, entsprechend hoch sind die Lagerbelastungen, weil die Saugverhältnisse am Laufrad die Axialkräfte und Radialkräfte ansieigen lassen. Während des Betriebes der Kesselanlage müssen noch größere Uberlastmengen gefahren werden, indem nämlich die Kesselspeisepumpe die Versorgung des Kessels übernimmt. Dabei muß die Umwälzpumpe zwangsläufig im Schleppbetrieb (Betriebspunkt im vierten Quadranten der Q-H-Linie, also im negativen Bereich) mitlaufen, was ebenfalls höchste Anforderungen an die Lager stellt. Um Energie zu sparen, wird von den Kraftwerksbetreibern angestrebt, die Umwälzpumpe vom elektrischen Netz zu trennen
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und lediglich mittrudeln zu lassen. Dabei stellt die Umwälzpumpe einen zusätzlichen Widerstand im System dar und kann infolgedessen alle Drehzahlen von Null bis zu Uberdrehzahlen annehmen. Bei den niedrigen Drehzahlen ist die Tragfähigkeit der verwendeten hydrodynamischen Loger nicht mehr gewährleistet. Es ist folglich schwierig, die Lagerung dieser Umwälzpumpen auf all diese extrem voneinander abweichenden ßetriebsverhälrnisse auszulegen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerung für solche Umwälzpumpen zu schaffen die den Anforderungen derartig verschiedener Berriebszustände gewachsen ist und höchste Axialschübe, hochfrequente Kavitationsschläge, verschmutzte Schmier- und Kühlmitte! und vor allem auch niedrige Drehzahlen auszuhalten imstande ist, ohne die Betriebssicherheit zu gefährden. Diese Aufgabe wird erfindungsgernäß dadurch gelöst, daß als Axiallager ein aus Magneten und einer Trascheibe bestehendes in der Füllflüssigkeit des Elektromotors arbeitendes Elektromagnetlager und als Not- bzw. Reservelagor .ein ebenfalls von der Füllflüssigkeit des "Elektromotors umgebenes Gleitlager vorgesehen ist. Dieses Elektromagnetlager kann vorteilhaft in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Welle regelbar sein, indem der zu regelnde mechanische Abstand zwischen den Magneten und der Tragscheibe oder einer andeVen geeigneten Stelle ständig elektrisch gemessen und als Regelgröße einem Regler zugeführt v/ird.
-3-
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Das Gleitlager kann separat ausgebildet und mit dem Elektromagnetlager hintereinandergeschaltet sein, es ist aber auch möglich, daß die Tragscheibe des Elektromagnetlagers als Teil des Gleitlagers benutzt wird. In letzterem Falle können die Flächen der Magnete und die diesem zugeordneten Flächen der Tragscheibe als Gleitflächen ausgebildet werden. Es ist aber auch möglich, das Gleitlager auf derselben Tragscheibe, jedoch auf unterschiedlichem Durchressern anzuordnen, wobei vorzugsweise die Magnete auf kleinerem Durchmesser und das Gleitlager auf größerem Durchmesser vorgesehen sind.
Soweit nicht die Magnete selbst mit Gleitlagerflächen versehen sind, ist es erforderlich, das Lagerspiel der Gleitlager geringer zu bemessen als den Luftspalt an den Magneten, damit bei Ausfall der elektrischen Versorgung der Magnete * eine Beschädigung der elektromagnetischen Lagerung mit Sicherheit vermieden wird. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme besteht darin, die Tragscheibe mit radialen Bohrungen zu versehen, mit denen ein Spül- und Kühlkreislauf erzielt wird und Wärme sowie Schmutzpartikel aus dem Bereich der Lagerung abgeführt werden.
Die im Zusammenhang mit im flüssigkeitsgefülltem Umwälzpumpenaggregat dargestellte Magnetlagerung läßt sich bei Vorliegen gleicher oder ähnlicher Probleme auch auf anderen Gebieten des Pumpenbaues anwenden.
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-A-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung: Im Motorgehäuse einer stopfbuchslosen Umwälzpumpe sind Elektromagnete 1 angeordnet, die mit einer auf der Welle 2 vorgesehenen Tragscheibe 3 zusammenwirken. Diese Elektromagnete 1 wirken beidseitig, und von deren magnetischem Feld werden die von den Laufrädern der Pumpe ausgehenden Axialkräfte aufgenommen.
Diesem elektromagnetischen Axiallager 1,3 ist ein mechanisches Axiallager 4 nachgeschaltet, das als Not- bzw. Reservelager dient. Bei Ausfall der elektrischen Versorgung der Elektromagnete 1 nimmt das mechanische Lager 4 den Axialschub auf, so daß die Umwälzpumpe ohne Störung weiter in Betrieb bleiben kann, bis die Störung behoben ist bzw. bis die Kesselanläge abgefahren fet. Bei nicht ganz so hohen Belastungen kann aber auch auf das zusätzliche Axiallager 4 verzichtet werden, wenn man die einander zugekehrten Flächen der Elekiromagnete 1 und der Tragscheibe 3 als Gleitflächen 5 ausbildet.
Durch die in der Tragscheibe 3 vorgesehenen, radial verlaufenden Bohrungen 6 läßt sich eine Förderwirkung der die Lagerung umgebenden Flüssigkeit erzielen, wodurch die in den Magneten 1 und im Axiallager 4 entstehende Wärme abgeführt und eine Umlaufschmierung für das Not- bzw. Reservelager 4 bzw. 5 gewährleistet ist.
-5-
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Der große Spalt zwischen den Magneten ΐ und der Tragscheibe 3 ermöglicht eine selbst unter extremsten Betriebsbedingungen berührungsfreie und damit verschleißfreie Fixierung der Welle 2 der Umwälzpumpen.
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Claims (5)

Patentansprüche
1. Axial lagerung für aus Elektromotor und Pumpe zusammengesetzte stopfbuchslose flüsägkeitsgefüllre Urnwäfzpumpenaggregate,. dadurch gekennzeichnet, daß als Axiallager ein aus Magneten (1) und Tragscheibe (3) bestehendes, in der Fü!!flüssigkeit des Elektromotors arbeitendes Elektromagnetlager und als Not- bzw. Reservelager ein ebenfalls von der FuI!flüssigkeit des Elektromotors umgebenes Gleitlager (4) vorgesehen ist.
2. Axial lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Krcft der Magnete (1) in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Welle (2) geregelt wird.
3. Axial lagerung nach Anspruch 1, dadu rch gekenn ze ichn et, daß die Magnete (1) und die Tragscheibe (3) an den sich im Strömungsfal I berührenden Flächen (5) als Gleitflächen ausgebildet sind.
4. Axial lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl die Magnete (1) als auch das Gleitlager (4) auf derselben Tragscheibe (3), {edoch auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Magnete (1) innen und das Gleitlager (4) außen vorgesehen sind.
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5. Axiallagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (3) mit etwas radial gerichteten Bohrungen (6) oder dergleichen zur Aufrechterhaltung eines Kühl- und Spülkreislaufeversehen ist.
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