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Einrichtung zur Achsenentlastung für Kreiselmaschinen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Achsenentlastung für Kreiselverdichter, - pumpen und Turbinen durch ein auf der Welle angeordnetes Laufrad einer eine besondere Hilfsflüssigkeit fördelllden Kreiselpumpe, wobei das als Entlastungsscheibe ausgebildete Laufrad der Hilfskreiselpumpe mit dem Pumpengehäuse einen Druckraum einschliesst, der von einem bei axialer Verschiebung der Welle gleichbleibenden und einem bei solcher Verschiebung veränderlichen Spalt begrenzt ist.
Es ist bereits eine Entlastungsvorrichtung bekannt, deren Hauptmerkmal darin besteht, dass auf der Welle eines Kreiselverdichters das Laufrad einer mit dem Verdichten verbundenen Hilfspumpe angtordnet ist, das eine HiLfsflüssigkeit fördert und hiebei einen Schuh erzeugt, der dem in der Kreiselmaschine sich bildenden Achsenschuh entgegenwirkt. Um die Wirkung der Hilfspumpe regeln und dadurch ihren Achsenschub dem des Gebläses anpassen zu können, ist in die Druckleitung der Kreiselpumpe ein federlastetes Drosselventil eingebaut. Dieses Ventil ist während des Betriebes nicht zugänglich.
Es muss daher vor der Inbetriebsetzung auf einen bestimmten Überdruck eingestellt und dieses Einstellen muss durch mehrmaliges Inbetriebsetzen und Abstellen der Maschine so oft wiederholt werden, bis der gesuchte Druckausgleich dem Gefühle nach hinreichend angenähert erreicht wird. Eine Sicherheit, ob dies der Fall ist, ob der Achsenschub des Geblässes über-oder unterschritten ist und um wieviel, bietet diese Vorrichtung nicht. Die Regelung ist zudem vom Zustande des Öles, von dessen Temperatur und damit von dessen Flüssigkeitsgrad abhängig.
Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung wirkt eine nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung mit grösster Sicherheit völlig selbsttätig. Besondere Ventile sind gänzlich vermieden. Die Kreiselpumpe beansprucht nicht wesentlich mehr Platz als bei der bekannten Einrichtung und bildet eine in sich abgeschlossene Entlastungsvorrichtung.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen zweistufigen Kreiselverdichter für Luft. Die Luft tritt durch den Stutzen 1 in den Verdichter und verlässt diesen durch den Stutzen 2. Die beiden Laufräder 3 und 4 erfahren durch die geförderte Luft einen von rechts nach links gerichteten Achsenschub. Um diesen aufzuheben, ist auf der Hochdruckseite eine Hilfskreiselpumpe angeordnet, die Öl fördert, das vor allem zur Entlastung der Welle dient, überdies aber auch für die Schmierung der Lager und für die Betätigung von Regelungen verwendet werden kann. Das Öl wird der Hauptsache nach im Kreislauf geführt, und zwar können zwei solcher Kreisläufe unterschieden werden.
Davon verläuft der eine, der innere, in der als Entlastungsvorrichtung ausgebildeten Pumpe selbst, der andere, der äussere Kreislauf, nimmt seinen Weg aus dem Pumpengehäuse heraus nach anderen Verbrauchsstellen, z. B. den Lagern, und von diestn zur Pumpe zurück. Auf der Maschinenwelle 5, die in den Lagern 6 und 7 uht, ist das Laufrad 8 der Hilfspumpe befestigt, das Schaufeln 9 besitzt. Diesen L'ìufschaufeln wird Öl durch den Ring 10 zugeführt. Nach dem Austritt aus den Laufschaufeln 9 verteilt sich das vom Laufrad unter Druck gebrachte Öl auf
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Ringraum 12. Dieser ist derjenige Druckraum, der nach innen von dem bei axialer Verschiebung gleichbleibenden Spalt 11 und nach aussen von dem bei axialer Verschiebung der
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Welle veränderlichen Spalt 13 begrenzt wird.
Rechts vom Laufrad 8. d. i. im Raume 14, herrscht augenähert der gleiche Druck wie im Saugraum 10. Das aus dem Druckraum 12 du ch den veränderlichen Spalt z in den weiten Raum 14 gelangende Öl strömt durch den Kanal l. Ja nach dem Saugraum 10 zurück und beginnt seinen inneren Kleislauf von neuem. Von dem aus den Laufschaufeln 9 austretenden Öl strömt der zweite Teil durch den Verteiler 15 in den Druckraum 16 und von da durch den Stutzen 17 und eine an diesen angeschlossene Rohrleitung 18 nach einer ausserhalb der Pumpe gelegenen Verbrauchsstelle, z. B. nach Lagern 6 und 7. Von diesen wird es durch das Rohr 19 und den Stutzen 20 zum Saugraum 10 der Pumpe zurückgeführt. Damit wird der äussere Ölkreislauf geschlossen.
Das Laufrad 8 der Hilfspumpe erfährt einen Achsenschub, der von links nach rechts gerichtet ist, und zwar wegen der Ölüberdrücke, die in den beiden seitlichen Räumen 21 und 12 herrschen. Der im Raum 27 herrschende Überdruck ändert sich während des Betriebes nur wenig. Der im Druckraum 12 herrschende Überd uck dagegen ist stark ver- änderlich, weil der Austrittsquerschnitt 13 bei axialer Verschiebung der Welle stark ver- änderlich ist. Im Beharrungszustand stellt sich die Welle 5 selbsttätig in eine solche Lage ein, dass der in den Ringräumen 21 und 12 sich bildende Überdruck dem Laufrad 8 einen von links nach rechts gerichteten Achsenschub erteilt. der dem auf die Laufräder 3 und 4 wirkenden Achsenschub das Gleichgewicht hält.
Wie die Zeichnung zeigt, kann die ganze Entlastungsvorrichtung sehr einfach und betriebssicher durchgebildet werden. Es ist nämlich zu berücksichtigen, dass die Hilfspumpe lediglich des besseren Verständnisses wegen im Verhältnis zum Gebläse gross gezeichnet worden ist. In Wirklichkeit würde sie nur einen ganz geringen Raum einnehmen.
Wohl sind auch schon Entlastungsscheiben bekannt, die mit einem bei axialer Verschiebung gleichbleibenden und einem veränderlichen Spalt arbeiten, dort wird aber zur erforde : lichen Unterdrucksetzung des Öles eine ausserhalb der Maschine angeordnete Pumpe verwendet Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt in dem kompakten Zusammenhau von Hilfspumpe und Entlastungsseheibe, wodurch Platz und Herstellungskosten gespart und die Übersichtlichkeit und Betriebssicherheit bedeutend erhöht werden.