DE2838200A1 - Verfahren zum betreiben eines spaltrohrmotor-pumpenaggregates o.dgl. sowie spaltrohrmotor-pumpenaggregat o.dgl. zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Verfahren zum Betreiben eines Spaltrohrmotor-Pumpenaggregates od.dgl. sowie Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat od.dgl. zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von einen abgezweigten Teilstrom des Förderstromes aufweisenden Spaltrohrmotor-Pumpenaggregaten od.dgl.

Bekanntermaßen weisen Spaltrohrmotor-Pumpenaggregate einen Pumpenteil und einen damit über eine Welle verbundenen Antriebsmotor auf. Der Rotor des Antriebsmotors befindet sich dabei in einem Spaltrohrraum, der im wesentlichen durch ein Spaltrohr umschlossen ist. Man erhält dadurch einen stopfbüchsenlosen Abschluß von der Pumpenantriebswelle einschließlich Motorrotor. Auch die sich stirnseitig an das Spaltrohr anschließenden Nebenhöhlungen werden im vorliegenden Falle zum Spaltrohrraum gehörend angesehen.

Der abgezweigte Teilstrom des Fördermediums durchfließt den i'paltrohrraum zwischen dem Rotor und dem Spaltrohr sowie eine weitere Teilstromführung, die beispielsweise durch eine V.'ellenlängsbohrung in der gemeinsamen VielIe des Motors und der Pumpe gebildet sein kann. Der abgezweigte Teilstrom dient zur Lager- und Motorkühlung und auch zur Lagerschmierung,

Bei den vorerwähnten Aggregaten treten während des Betriebes zum Teil erhebliche Axialkräfte am Laufrad bzw, Läufer auf. Hauptschubverursacher stellt das Laufrad, bei mehrstufigen Pumpen der Läufersatz dar, wobei der Schub des Laufrades im allgemeinen zur S/Gu/RH /2

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Pumpensaugseite zeigt.

Beim Überströmen des Rotors durch den Teilstrom vom Pumpenteil zum pumpenfernen Ende des Aggregates hin treten am Rotor zusätzliche Schubkräfte auf, die den Axialkräften des Laufrades entgegengesetzt sind und diese mehr oder weniger kompensieren.

Häufig ist es jedoch auch zweckmäßig, bei bestimmten Betriebsbedingungen u./od. Fördermedien den abgezweigten Teilstrom.in umgekehrter Richtung vom pumpenfernen Ende zum Pumpenteil über den Rotor strömen zu lassen. In diesem Falle entsteht eine zu den Axialkräften des Laufrades zusätzliche Schubkraft des Rotors in Richtung Pumpenseite, die einen Ausgleich des Gesamtschubes zum Beispiel durch Maßnahmen am Pumpenlaufrad und dgl. erschwert.

Als eine mögliche Maßnahme zum Axialschubausgleich sei hier die sogenannte Entlastungsscheibe erwähnt, die mit dor Welle verbunden ist und deren Flachseiten im Sinne eines Axialschubausgleiches mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt ist. Diese Maßnahme erfordert jedoch einen meist erheblichen konstruktiven Aufwand und außerdem tritt auch ein Förderverlust ein.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, zunächst ein Verfahren zum Betreiben eines Spaltrohrmotor-Pumpenaggregates der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem der auftretende nicht ausgeglichene Teil des Axialschubes wenigstens weitgehend konpensiert wird.

Insbesondere soll dabei auch ein Axialschubausgleich bei Aggregaten, deren Motorrotor von der pumpenfernen Seite her überströmt wird,möglich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß ein Rest- Axialschub des Pumpenlaufrades oder dgl zumindest weitgehend durch Erzeugen eines Gegen-Axialschubes im abgezweigten Teilstrom ausgeglichen wird.

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Der sonst noch aufretende Rest-Axiaischun kann dadurch praktisch abgebaut werden, so daß unter anderem auch aufwendige Axiallager und dgl. entbehrlich sind.

Dabei ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß mit dem Erzeugen des Geg.en-AxialSchubes eine Druckdifferenz für einen Nebenkreislauf des abgezweigten Teilstromes geschaffen wird, der vorzugsweise ein pumpenfernes Wellenlager schmierend u./od. kühlend durchströmt. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß ein separater Nebenkreislauf geschaffen ist, der ein insbesondere auf die Schmier- und Kühlerfordernisse abgestimmtes Druckgefälle aufweist. Dadurch ist u.a. eine gute Versorgung dieses Lagers sichergestellt. Insbesondere kann dadurch jedoch auch im wellennahen Bereich, etwa zwischen dem Lagerdurchmesser und dem Wellenende_/ ein wirksamer Druckabbau erfolgen, der wesentlich zum Axialschubausgleich beiträgt.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist es vorzugsweise bei Spaltrohrmotor-Pumpenaggregaten einstufiger Bauart, insbesondere für Flüssiggas j vorteilhaft, wenn die in der Zeiteinheit umlaufende Menge des abgezweigten Teilstromes im wesentlichen unabhängig vom Betriebszustand der Pumpe bzw. deren Förderleistungen und in etwa konstant über den Betriebsbereich der Pumpe ist, und wenn darüber hinaus ein Rest-Axialschub des Pumpenlaufrades zumindest weitgehend durch Erzeugen eines Gegen-Axialschubes im abgezweigten Teilstrom ausgeglichen wird. Dieses Verfahren ermöglicht einerseits eine vom Betriebspunkt der Pumpe unabhängige Kühlung und Schmierung von Lagerung und Antrieb des Aggregates, gleichzeitig aber eine Erzeugung eines Gegen-Axialschubes zum Rest-Ausgleich des Axialschubes des Pumpenlaufrades .

Die Erfindung betrifft auch ein Spaltrohnnotor-Purapen-Aggregat od.dgl.mit einem unter anderem den Mator-Botor od.dgl. enthaltenden, von einem abgeziieigten Teilstrom des Pumpenförderstromes durchflossenen Spaltrohrraumes, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ο Dieses Aggregat ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch gekennzeichnet„ daß in der Gegend des pumpenfernen Endes des Spaltrohrraumes ein pumpenlaufradartiger₉ im abgezweigten

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Teilstrom arbeitender Gegen-Axialschub-Erzeuger vorgesehen ist.

Der abgezweigte Teilstrom wird dabei in vorteilhafter Weise mit Hilfe des Gegen-Axialschub-Erzeugers zum Rest-Ausgleich des Axiaschubes herangezogen.

Bei einem Aggregat, das in der Gegend des pumpenfernen Endes des Spaltrohrraumes ein Hilfspumpenlaufrad zum Fördern des abgezweigten Teilstromes vom pumpenfernen Ende dieses Spaltrohres durch den Spaltraum in Richtung zum Pumpenteil hin aufweist, ist es zweckmäßig, wenn der Gegen-Axialschub-Erzeuger am Hilfspumpenlaufrad angeordnet ist.

Bei dieser Ausführungsform eines Spaltrohrmotor-Pumpenaggregates ist ein Axialschubausgleich besonders schwierig, weil hier zusätzlich zu der Schubkomponente des Pumpenlaufrades noch die des Motor-Rotors od.dgl. in gleicher Richtung auftritt.

Durch den erfindungsgemäßen Gegen-Axialschub-Erzeugers kann jedoch auch in diesem Falle ein Ausgleich des Axialschubes der noch nicht auf andere, bekannte Weise ausgeglichen ist, geschaffen werden. Außerdem ist der Gegen-Axialschub-Erzeuger durch die Anordnung an dem hier vorgesehenen Hilfspumpenlaufrad mit geringem Aufwand einsetzbar.

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aggregates sieht vor, daß der Gegen-Axialschub-Erzeuger ein auf der das Pumpenlaufrad oder dgl. mit dem Motor-Rotor verbindenden Welle sitzendes, einseitig zum pumpenfernen Ende offenes Gegen-Axiaschublaufrad besitzt, dessen Hochdruckseite mit dem Spaltrohrraum und dessen Niederdruckseite über Lagerspalte oder dgl. Durchtritte bei einem pumpenfernen Wellenlager mit einer weiteren Teilstromführung des abgezweigten Teilstromes in Verbindung stehen, wobei die Strömungskanäle des Gegen-Axialschub-Laufrades in Achsrichtung durch eine StrömungsftJhrungs -Gegenplatte abgedeckt sind.

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Das Gegen-Axialscliub-Laufrad weist dabei mit seiner offenen, die Strömungskanäle aufweisenden Seite zum pumpenfernen Ende des Aggregates. Die mit geringem Abstand zu dieser Seite angeordnete Strömungsführungs-Gegenplatte hat dabei die Funktion von einem Pumpengehäuse bei einem offenen Laufrad. Mittels diesem Gegen-Axialschub-Laufrad in Verbindung mit der "ortsfesten Gegenplatte" sowie dem vorzugsweise vorgeshenen, separaten Nebenkreislauf,-kann eine wirksame Axialschub-Ausgleichskomponente aufgebaut werden. In erwünschter Weise arbeitet dabei der Gegen-Axialschub-Erzeuger wie eine aktive, pumpenlaufradartige "Axialausgleichsscheibe".

Bei einem Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat, das kein Hilfspumpenlaufrad aufweist, insbesondere bei einem Aggregat, bei dem der Motorrotor von der Pumpenseite her überströmt wird, weist das Gegen-Axialschublaufrad zweckmäßiger Weise einen auf der Welle drehfest sitzenden Plattenteller mit mehreren auf einer Flachseite angebrachten, vorzugsweise radial orientierten Rippen auf.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Anzahl und /od. die geometrischen Abmessungen der Rippen des Gegen-Axialschub-Laufrades, die Größe der diesen gegenüberliegende Fläche der Gegenplatte sowie die Breite der Lagerspalte od. dgl. auf die vorgesehene Axialschub-Ausgleichskbmponente abstimmbar, vorzugsweise durch einfaches Nachbearbeiten.

Dabei können die Rippen in ihrer radialen Erstreckung, in ihrer axialen Breite sowie auch in ihrer Anzahl entsprechend den Erfordernissen vorgesehen sein.

Zweckmäßigerweise ist die Strömungsführungs-Gegenplatte durch einen tellerartigen, mit dem feststehenden Teil des pumpenfernen Lagers, insbesondere dem Lagerschild verbundenen Flansch gebildet. Di_e Gegenplatte kann dabei auch einstückig mit dem Lagerschild verbunden sein, so daß sie bei dessen Herstellung gleich

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mit angeformt ist. Zusätzliche Montagearbeiten können dadurch entfallen. Auch ist eine gute Lagefixierung gegenüber dem Gegen-Axialschub-Laufrad gegeben.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Welle in an sich bekannter Weise als Hohlwelle mit einer Eintrittsöffnung am pumpenfernen Ende ausgebildet, wohei dort eine Drosselstelle, vorzugs- -weise durch eine Schraube mit einer Drosselbohrung, vorgesehen ist. Durch diese Drosselstelle kann die Fördermenge des Nebenkreislaufes des Teilstromes vorgegeben und damit das Schubverhalten verändert werden. Dabei ist durch Verändern der Drosselstelle bezüglich deren Drosselwirkung eine Veränderung der Axialschub-Ausgelichskomponente möglich.

Insbesondere bei einem Aggregat mit einem Hilfspumpenlaufrad ist es vorteilhaft, wenn in der Gegend des den Laufradraum von dem Spaltrohrraum od. dgl. trennenden Abschlusses od. dgl.,Strömungsführungskanäle einerseits vom Pumpenlaufradraum zu der Wellenlängsbohrung der Welle und andererseits von dem Pumpenlaufradraum zu dem pumpennahen Teil des Spaltrohrraumes vorgesehen sind, wobei der Abschluß oder dergleichen vorzugsweise als Lagerschild für das pumpennahe Lager dient. Einerseits ist dadurch die gesamte Teilstromführung innerhalb des Aggregate-Gehäuses untergebracht und außerdem ergibt sich noch der Vorteil, daß sowohl die Teilstromentnahme als auch die Rückführung der Teilstromführung im wesentlichen an Stellen von etwa gleichem, gegenüber der Saugseite und gegebenenfalls auch gegenüber einer Zwischenstufe bei mehrstufiger Pumpen jedoch erhöhtem Druckniveau angeschlossen sind. Das Hilfspumpenlaufrad sorgt dabei für den Strömungskreislauf' des Teilstromes. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei der Förderung Von der Nähe Ihrer Verdampfungsgrenze liegenden Flüssigkeiten vorteilhaft.

Nachstehend ist die Erfindung mit Ihren wesentlichen Einzelheiten an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine zum Teil aufgebrochen dargestellte^ im Längsschnitt

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gehaltene Seitenansicht eines e?nstu^ige^ Spa] troh"nnotor-Pumpenaggregates,

Fig. 2 einen Ausschnitt des pumpenfernen Endes des mit einem Hilfs-

pumpenrad ausgerüsteten Aggregates,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, hier jedoch ohne Hilfspumpen-

lauf rad,

Fig. 4 eine Stirnseitenansicht eines Hilfspumpenlaufrades mit Gegen-

Axialschub-LaufrM,

Fig. 5 einen etwa halbseitig dargestellten Gegen-Axialschub-Erzeuger

mit eingezeichneter Druckverteilung und

Fig. 6 einen Teillängsauschnitt eines Motor-Pumpenaggregates, das

eine Magnetkupplung aufweist und mit einem erfindungsgemäßen Gegen-Axialschub-Erzeuger ausgerüstet ist.

Ein Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat V (Fig. 1) weist ein Pumpenteil 2' einstufiger Bauart mit einem Pumpenlaufrad 3 sowie einen Antriebsmotor 4 auf. Der Pumpenteil 2 und der Antriebsmotor 4" haben eine gemeinsame Welle 5 , die einerseits das Pumpenlaufrad 3 und andererseits den Motor-Rotor 6 trägt. Sie ist pumpenseitig sowie am pumpenfernen Ende 7 in Lagern 8 gelagert.

Im Bereich des Antriebsmotors 4 erkennt man ein Spaltrohr 9 „ welches einen Spaltrohrraum 10 umschließt und den Motor-Rotor 6 dicht gegenüber den übrigen Teilen des Antriebsmotors 4. ,insbesondere gegenüber dessen Stator 11 abdichtet.

Innerhalb des Spaltrohrraumes 10' befinden sich der Motor-Rotor 6 und auch die Lager 8 . Durch diese Ausführungsform des Aggregatesn mit einem Spaltrohr 9 ist ein stopfbüchsenloser Abschluß der Pumpenantrieb sxvel Ie einschließlich dem Motor-Rotor geschaffen.

Für Kühl- und Schmierzwecke durchströmt ein von dem Fördermedium abgezweigter Teilstrom den Spaltrohrraum 10 . Zur Zuführung dieses abgezweigten Teilstromes dient dabei eine Kellenlängsbohrung 12 die am pumpenseitigen Einströmende über Querbohrungen 13 und einen Ringraum 14 mit der Druckseite der Leitspirale 15 des Pumpen-

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gehäuses verbunden ist. Beim pumpenfernen Ende T tritt dieser abgezweigte Teilstrom wiederum über Querbohrungen 13a in ein Hilfspumpenlaufrad16 ein. Danach überströmt dieser abgezweigte Teilstrom den Motor-Rotor zwischen diesem und dem Spaltrohr 9 und gelangt schließlich wieder in den Laufradraum 17* .

Während des Betriebes des Aggregates tritt, einerseits verursacht durch das Pumpenlaufrad 3' , und im vorliegenden Falle zusätzlich auch noch durch die Überstömung des Motor-Rotors 6 durch den abgezweigten Teilstrom, ein Axialschub in Richtung des Pfeiles Pf 1 auf.

Neben bekannten, hier nicht näher aufgezeigten Axialschubausgleichs· einrichtungen weist das erfindungsgemäße Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat 1 in der Gegend des pumpenfernen Endes 7 des Spaltrohrraumes 10 einen pumpenlaufradartigen, im abgezweigten Teilstrom arbeitenden Gegen-Axialschub-Erzeuger 18 auf. Dieser ist im wesentlichen durch ein auf der Welle 5 sitzendes, einseitig zum pumpenfernen Ende 7" hin offenes Gegen-Axialschub-Laufrad 19 gebildet, daß mit einer Strömungs-Führungs-Gegenplatte 20 zusammen-arbeitet. Diese Gegenplatte 20 , die mit geringem Abstand gegenüber der offenen Seite des Gegen-Axialschub-Laufrades 19 angeordnet ist, hat dabei praktisch die Funktion eines Pumpengehäuses bei einem offenen Laufrad. Die Gegenplatte 20 ist starr mit dem Aggregate-Gehäuse verbunden.

In der bevorzugten, in Fig. 1" und 2' gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spaltrohrmotor-Pumpenaggregates 1 ist der Gegen-Axialschub-Erzeuger 18 am Hilfpumpenlaufrad 16 angeordnet. Dazu sind auf der dem pumpenfernen Ende 7 zugewandten Rückseite 21 des Hilfspumpenlaufrades 16 etwa radial orientierte Rippen 22 angebracht (vgl. auch Fig. 4).Im Ausführungsbeispiel weist das Gegen-Axialschub-Laufrad 19 , welches hier auch gleichzeitig einen Teil des Hilfspumpenlaufrades 16 darstellt, sechs Rippen 22 auf. Erkennbar ist auch, daß die radiale Erstreckung

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dieser Rippen kleiner ist als die der Laufrad-Rückseite 21 und auch kleiner als die radiale Erstreckung der axialen Förderkanäle 23 des Hilfspumpenlaufrades 16 .

Der Gegen-Axialschub mit Hilfe des Gegen-Axialschub-Erzeugers 18 wird nun folgendermaßen aufgebaut:

Durch das Hilfspumpenlaufrad 16 \vird der abgezweigte, durch die Kellenlängsbohrung 12 in dessen Saugseitenbereich gelangende Teilstrom gefördert. Im Hilfpumpenlaufrad-nahen Spaltrohrraum herrscht demgemäß der durch das Hilfspumpenlaufrad 16 erzeugte Druck. Dieser bewirkt einen Neben-Flüssigkeitskreislauf über das Gegen-Axialschub-Laufrad 19 und das motorseitige Lager 8 sowie durch das hintere Ende der Wellenlängsbohrung 12 wieder zurück zur Saugseite des Hilfspumpenlaufrades. Der Antriebsdruck für diese Nebenkreislauf wird dabei durch den Differenzdruck zwischen dem Hilfspumpenlaufrad 16 und dem Gegen-Axialschub-Laufrad 19 gebildet.

Fig. 5 läßt gut aus dem eingezeichneten Druckverteilungs Diagramm erkennen, daß der Druckabbau auf der dem pumpenfernen Ende 7 zugewandten Seite des Gegen-Axialschub-Erzeugers 18 in zwei Stufen erfolgt. Durch die Pfeile Pf 4 und Pf 5 sind die Koordinatenachsen des Druckverteilungsdiagramms gekennzeichnet, wobei der Pfeil Pf 4 die Druckänderung und der Pfeil Pf 5 den Abstand von der Längsachse L angibt. Auf der dem Spaltrohrraum 10 zugewandten Seite des Gegen-Axialschub-Erzeugers 18 ist eine Durckverteilung gemäß der Kurve K.. gegeben, wobei der herrschende Druck bis zur Welle 5 nahezu konstant ist bzw. nur wenig abnimmt. Dagegen nimmt der auf der anderen Seite des Gegen-Axialschub-Erzeugers 18 herrschende, entgegengesetzte Druck zur Welle 5 hin wesentlich stärker ab (KuTVeK₂). Dadurch ergibt sich eine resultierende Druckkomponente gemäß der Richtung des Pfeiles Pf 2, die dem Axialschub (Pfeil Pf 1) entgegenwirkt. Durch den vorgesehenen Nebenkreislauf mit der Drosselstelle 31 erfolgt nun in einer

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Stufe rait anschließender allmählicher Druckabnahme ein weiterer Druckabbau auf der dem pumpenfernen Ende 7 zugewandten Seite. Dies ist durch die Kuve JC3 dargestellt. Der DrucTcabbau erfolgt hier infolge der Drosselwirkung des Lagerspaltes, sofern die Wellenbohrung so groß dimensioniert ist, daß keine zusätzliche Drosselwirkung bei der Welle 5 auftritt. Ohne diesen separaten Nebenkxeislauf ergäbe sich die gestrichelt gezeichnete Druckverteilung (Kuve K4). Damit wäre eine höhere Druckbeaufschlagung der Kreisringfläche 34 der "Wellenstirnseite gegeben und damit eine Reduzierung der Gegen-Axialschub-Komponente (Pf* 2). Gemäß der Kurve K3, die sich bei einem vorgesehenen Nebenkreislauf einstellt, wird dagegen eine wirksame Druckentlasung des Wellenendes geschaffen. Durch Verändern der Drosselbohrung 33 der Drosselstelle laßt sich der Gegenaxialschub in gewissen Grenzen verändern, weil dadurch der Druck auf das motorseitige Wellenende (Kreisringfläche 34) variiert werden kann. Die Bohrung 33 solte zur wirksamen Entlasung des Wellenendes möglichst groß sein.

Es sei noch nochmals erwähnt, daß der vorgesehene Nebenkreislauf neben der Schmier- und Kühlfunktion für das Lager, wesentlich zum Zustandekommen des Gegenaxialschubes beiträgt. Dies umso mehr, da die Rippen 22 am Gegen-Axialschub-Laufrad 19 aus Platzgründen häufig nur am äußeren Durchmesserbereich des Gegen-Axialschub-Laufrades 19 angebracht werden können.

Erwähnt sei noch, daß der Druckabbau gemäß der Kurve K2 auch ohne separaten Nebenkreislauf über das motorseitige Lager 8 erfolgt.

Kurz zusammengefaßt resultiert die Gegen-Axialschubkraft gemäß Pfeil Pf 2 in Fig. 2 und 5 aus dem auf die vordere

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Deckscheibe 24 des Hilfspumpenlaufrades 15 einwirkenden, vom Hilfspumpenlaufrad 16 erzeugten Druck sowie dem auf der Rückseite 21 des Hilfspumpenlaufrades bzw. des Gegen-Axialschub-Laufrades 19 wirkenden Druckkräfte . Daraus ergibt sich ein Differenzdruck als Gegen-Axialschub in Richtung des Pfeiles Pf 2.

Wie auch schon vorstehend verdeutlich, steht die Hochdruckseite 25 des Gegen-Axial^chub-Laufrades 19 mit dem Spaltrohrraum 10 und dessen Niederdruckseite 26 über Lagerspalte od.dgl. Durchtritte, z.B. auch die Drosselstele 31 bei dem pumpenfernen Wellenlager 8 mit der Wellenlängsbohrung 12 in Verbindung steht. Der Nebenkreislauf durchströmt dabei, von der Druckseite des Hilfspumpenlaufrades 16 kommend, den Bereich des Gegen-Axialschub-Laufrades 19, die Lagerspalte und tritt dann in die Wellenbohrung 12 ein. Von dort gelangt er in den Ansaugbereich des Hilfspumpen-Laufrades 16 und wird dann wieder zu dessen Druckseite gefördert.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines etwas abgewandelten, erfindungsgemäßen Spaltrohrmotor-Pumpenaggregates 1 , bei dem der Strömungskreislauf des abgezweigten Teilstromes gegenüber dem in Fig. 1' und 2 gezeigten, umgekehrt vorgesehen ist. Dabei wird der Motor-Rotor 6 in Richtung zum pumpenfernen Ende 7 überströmt. Dadurch wird schon in gewissem Maße ein Gegen-Axialschub aufgebaut, der dem durch das Pumpenlaufrad erzeugten Axialschub entgegensteht. Der abgezweigte Teilstrom wird nach dem Oberströmen des Motor-Rotors

6 über Querbohrung 13a in die Wellenlängsbohrung 12 geleitet. Im vorliegenden Falle ist kein Hilfspumpenlaufrad vorgesehen. Durch entsprechende Wahl des Anschlusses und des Austrittes für den abgezweigten Teilstrom im Bereich der Pumpe kann jedoch auch hier der gewünschte Umlauf erzielt werden. ■

Das Gegen-Axialschub-Laufrad 19 ist zwischen dem Motor-Rotor 6 und dem pumpenfernen Lager 8 angeordnet. Es ist im wesentlichen 'durch einen auf der Welle 5 drehfest sitzenden Plattenteller 27 mit mehreren auf seiner in Funktionstellung dem pumpenfernen Ende

7 zugewandten Flachseite angebrachten^ radial orientierten Rippen 22 gebildet.

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Die Strömungsführungs-Gegenplatte 20 kann durch einen tellerartigen, mit dem feststehenden Teil des pumpenfernen Lagers,insbesondere dem Lagerschild 28 verbundenen Flansch 29 gebildet sein.

Wie schon vorerwähnt und wie in der Figur 4' gezeigt, weisen die Rippen 22 eine etwas reduzierte radiale Erstreckung auf. In Anpassung an die gewünschten Druckverhältnisse kann die Anzahl u./od. die geometrischen Abmessungen der Rippen auf die vorgesehene Axialschub-Ausgleichkomponente abstimmbar sein. Auch durch die Größe der diesen Rippen gegenüberliegenden Fläche der Gegenplatte 2o sowie die Breite der Lagerspalte und dgl. ist eine Beeinflussung der Druckverhältnisse möglich. Auch durch Änderung der Drosselstelle 31 ist eine solche Beeinflussung, wie bereits vorerwähnt, möglich.

Fig. 1 bis 4 lassen noch gut erkennen, daß bei der Eintrittsöffnung 30 der Hohlwelle 5 die Drosselstelle 31 vorgesehen ist. Diese ist durch eine in die Wellenlängsbohrung 12 eingedrehte Schraube 32 mit einer axialen Drosselbohrung 33 gebildet. Durch die Bemessung der Drosselbohrung 33 kann der Gegenaxialschub beeinflußt werden.

Die in Figur 1 erkennbare Strömungsführung des abgezweigten Teilstromes, insbesondere die Entnahme sowie die Zurückführung dieses Teilstromes an Stellen etwa gleichen Druckes und insgesamt auch erhöhten Druckniveaus hat den Vorteil, das auch nahe an ihrer Verdampfungsgrerze liegende Fördermedien problemlos gefördert werden können. Das insgesamt erhöhte Druckniveau des Teilstromes vergrößert nämlich in vorteilhafter Weise temparaturseitig den Abstand des Teilstrommediums von seiner Verdampfungsgrenze. Weiterhin ist vorteilhaft, daß der abgezweigte Teilstrom und die Druckverhältnisse auch bei stärkeren Änderungen der Förderverhältnisse der Pumpe im wesentlichen praktisch konstant bleiben, so daß auch insbesondere bei der Förderung von in der Nähe ihrer

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Verdampfungsgrenze liegenden Flüssigkeiten etwa gleichmäßig günstige Verhältnisse vorliegen.

Somit vereint das erfindungsgemäße Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat den Vorteil eines etwa konstanten, Teilstrom-Kreislaufes mit den Vorteilen eines wirksamen Axialschub-Ausgleiches .

Erwähnt sei noch, daß unter Spaltrohrmotor-Pumpenaggregaten od.dgl. auch solche mit einer Magnetkupplung (sog. Magnetpumpen) verstanden werden.

Eine solche Motor-Pumpe 1a zeigt Fig. 6. Man erkennt hier eine zwischen dem Antriebsmotor 4 und dem Pumpenteil 2 vorgesehene Magnetkupplung 35. Der innere Kupplungsteil 36 ist durch ein Spaltrohr 9a umschlossen. Außerhalb des Spaltrohres 9a ist das äußere,topfartig ausgebildete Kupplungsteil 37 erkennbar, der das Spaltrohr 9 a und das darin befindliche Kupplungsteil 36 umfaßt. Das Kupplungsteil 36 entspricht von seiner Funktion her etwa dem Motorrohr 6 z.B. gemäß Fig. 1. Der Gegen-Axialschub-Erzeuger 18a (Fig.6) ist dabei etwa gleichartig wie der in Fig. 1 angeordnet und funktioniert auf gleiche Weise.

Alle in der Beschreibung, den .Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

- Patentansprüche -

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Leers e i t e

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Betreiben von einen abgezweigten Teilstrom des Fördermediums aufweisenden Spaltrohrmotor-Pumpenaggregaten od.dgl, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rest-Axialschub des Pumpenlaufrades (3) od. dgl., zumindest weitgehend durch Erzeugen eines Gegen-Axialschubes im abgezweigten Teilstrom ausgeglichen wird.

   2. Verfahren nach Anspruch T ,dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Erzeugen des Gegen-Axialschubes eine Druckdifferenz für einen Nebenkreislauf des abgezweigten Teilstromes geschaffen wird, der vorzugsweise ein pumpenfernes Wellenlager schmierend und / od. kühlend durchströmt.

   3. Verfahren nach Anspruch | oder 2 _s vorzugsweise bei Spaltrohrmotor-Pumpenaggregaten einstufiger Bauart^, insbesondere für Flüssiggasj, gekennzeichnet durch die Kompination, daß "-..

   a) die-in der Zeiteinheit umlaufende Menge des abgezweigten Teilstromes im wesntlichen unabhängig vom Betriebszustand der Pumpe bzw. deren Förderleistung und in etwa konstant über den Betriebsbereich der Pumpe ist_a und daß

   b) ein Rest-Axial s chub des Pumpenlaufrades zumindest weitgehend durch Erzeugen eines Gegen-Axialschubes im abgezweigten Teilstrom ausgeglichen wird.

   4* Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat od.dgl. mit einem unter anderem den Motor-Rotor, enthaltenden-, von einem abgezweigten Teilstrom des

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   Pumpen-Förderstromes durchflossenen Spaltrohrraum, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3' , dadurch gekennzeichnet, daß in der Gegend des pumpenfernen Endes (7) des Spaltrohrraumes (10) ein pumpenlaufra.daxtiger, im abgezweigten Teilstrom arbeitender Gegen-Axialschub-Erzeuger (18) vorgesehen ist.

   5. Aggregat nach Anspruch 4, das in der Gegend des pumpenfernen Endes des Spaltrohrraumes ein Hilfspumpenlaufrad zum Fördern des abgezweigten Teilstromes vom pumpenfernen Ende dieses Spaltrohrräumes durch den Spaltraum in Richtung zum Pumpenteil hin aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der G.egen-Axialschub-Erzeuger (18) am Hilfspumpenlaufrad (16) angeordnet ist.

   6. Aggregat nach Anspruch 4 oder 5,dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen-Axialschub-Erzeuger (18) ein auf der das Pumpenlaufrad (3) od. dgl. mit dem Motor-Rotor (6) verbindenden Welle (5) sitzendes,einseitig zum pumpenfernen Ende (7) offenes Gegen-Axialschub-Laufrad (19) besitzt, dessen Hochdruckseite (25) mit dem Spaltrohrraum (10) und dessen Niederdruckseite (26) über Lagerspalte od. dgl. Durchtritte bei einem pumpenfernen Wellenlager(8) mit einer weiteren Teilstromführung des abgezweigten Teilstromes in Verbindung steht, und daß die Strömungskanäle des Gegen-Axialschub-Laufrades (19) in"Achsrichtung durch eine Strömungsführungs-Gegenplatte (20) abgedeckt sind«

   7. Aggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegen-Axialschub-Laufrad (19) einen auf der Welle (5) drehfest sitzenden Plattenteller (27) mit mehreren auf einer Flachseite angebrachten, Vorzugspreise radial orientierten Rippen (22) aufweist»

   ο Aggregat nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche_s dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl ". und/od. . die geometrischen Abmessungen der Rippen (23) des Gegen-Axialschub-Laufrades (19),die Größe der diesen gegenüberliegende Fläche der Gegenplatte (20) der Drosselstelle {31) sowie die Breite der lagerspalte

   u.dgl.

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   auf die vorgesehene . Axialschub-Ausgleichskomponente abstimmbar sind, vorzugsweise durch einfache Nacharbeiten.

   9. Aggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis δ dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsführungs-Gegenplatte (20) durch einen tellerartigen, mit dem feststehenden Teil des pumpenfernen Lagers (8), insbesondere mit dem Lagerschild (28) verbundenen Flansch(29) gebildet ist.

   10. Aggregat nach einem oder mehreren der Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) als Hohlwelle mit einer Eintrittsöffnung (30) am pumpenfernen Ende(7) ausgebildet ist, wobei dort eine Drosselstelle (31) vorgesehen ist, vzw. durch eine Schraube (32) mit einer Drosselbohrung (33).

   11. Aggregat nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gegend des de.n Laufradraum (17) von dem Spaltrohrraum (10) od, dgl. trennenden Abschlusses od. dgl., Strömungsführungskanäle einerseits vom Pumpen-Laufradraum (17) zu der Wellenlängsbohrung (12) der Welle (5) und andererseits von dem Pumpen-Laufradraum (17) zu dem pumpennahen Teil des Spaltrohrraumes (10) vorgesehen sind, und daß der Abschluß od. dgl. vzw. als Lagerschild (28a) , für das pumpennahe Lager (8) dient.

   -Patentanwalt-

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