DE1703791A1

DE1703791A1 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE1703791A1
Application number: DE19681703791
Authority: DE
Inventors: Atz Robert William
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1967-07-14
Filing date: 1968-07-11
Publication date: 1972-03-09
Also published as: GB1187176A; US3431860A; FR1572856A

Description

Anmelder: United States Atomic Energy Commission Washington D. 0., TJSA

Kreiselpumpe

Die Erfindung betrifft eine Zentrifugal- oder Kreiselpumpe mit abdichtungsloser, freier Verbindung zwischen dem Pumpenrad und den übrigen im Puapengehäuse angeordneten Pumpenteilen.

Pumpen ohne innere Abdichtung zwischen dem Pumpenrad und den übrigen Pumpenteilen gelangen ζ. B. in Kernreaktoren zur Förderung des metallischen, flüssigen Kühlmittels zum Einsatz. Da bei vertikaler Pumpenanordnung die Pumpenflüseigkeit über das Pumpenrad nach oben steigen kann, werden but Regelung des Flüesigkeitestandes imPumpengehäuse und zum Abzug der Flüssigkeit geeignete Torrichtungen vorgesehen; Daroh überlauf- und Abzugsleitungen wird die Flüssigkeit zum Pumpeneinlass zurückgeführt. Diese zusätzlichen Bauteil· bedeuten eine unerwünschte Verteuerung. Die erforderliche Ausgestaltung der Pumpen aäoht ferner eine Anordnung an den Infolg· des hohen verfügbaren Saugdrucks be«ond«r» günstigen tieferen Stellungen des Leitungeeyiteime

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unmöglich. Eine weitere Schwierigkeit besteht in der Anordnung dea zur Vermeidung der Oxydation dea ??etallkühlmittel8, ζ. "B. Natriums, erforderlichen Qaskissens aus trägem Yaterial, z. B. Stickstoff oder Argon, im Pumpengehäuse.

Aufgabe der Erfindung ist ea, eine Zentrifugal- bzw. Kreiselpumpe des erwähnten Typs zn schaffen, die ohne Überlaufleitungen auskommt, an den, einen hohen Saugdruck ermöglichenden, tiefer. Stellen eines Rohrsystems angeordnet werie", sowie ohne ^.avitationsgef ^hr Tit hoher. ""ndreh^rgs Geschwindigkeiten arbeiten kann. Q-elöst wird die Aufgehe dadurch, da33 einem Drucklager ein Teil des Leckflusses zwischen dem Pumpenrad und dem Pumpengehäuse zugeführt und durch zwei ebenfalls im Pumpengehäuse engeordnete TTiIf spumpenräder (10, 11) der zur Versorgung dea Pruckl^gers ^i⁺ "¹³¹IUssi"¹Vpit dierende P.ückfluss im 'PlUasigkeitakreislauf bewirkt wird.

Her näheren "Erläuterung diert d^e Beschreibung ^n Fand der Zeichnung, die eine günstige Ausführung der erfindungsgemäsaen Pumpe im Längsschnitt zeigt.

Die PörderfltieaigVeit gelangt durch die Einlassdüse 1 in das Pumpengehäuse und wird durch die Zentrifugalkraft des rotierenden Pumpenrada 2 über Auslässe in den inslaufraum oder Diffusor 3 ζ. B. zur Versorgung eines nicht gezeigten Kernreaktors gepumpte Der Antrieb des Pun&nx-ads 2 erfolgt

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über die durch einen nicht gezeigten Motor oder dergleichen angetriebene Welle 13. Kennzeichnend für den gezeigten Pumpentyp ist das Fehlen einer Abdichtung zwischen dem Hauptpumpenrad und den übrigen Pumpenteilen. Infolgedessen kann die Förderflüssigkeit ungehindert im Pumpengehäuse ansteigen, je nach \uslogung der Pumpe, dem Gasdruck und etwa vorgesehenen überlaufleitungen in bekannten Pumpen dieses Typs.

Die Flüssigkeit im Auelaufraum 3 befindet eich auf dem durch das Hauptpumpenrad 2 erzeugten Förderdruck und gelangt von hier in den verbraucher, z. B. Kernreaktor, Wärmeaustauscher und dergl. Ein Teil der Hochdruckflüesigkeit leckt jedoch durch die Labyrinthabdichtung Ewiechen dem Pumpengehäuse und den inneren Pumpenteilen hindurch und wird im PumpengehSuse 5 zusammen mit anderer, infolge des Fehlens einer Abdichtung zwischen dem Pumpenradgehäuse 18 und dem PuTpenjehäuse auftretenden Leckflüssigkeit gesammelt.

Dem Tirucklager 6 wird Hochdruckflüssigkeit über die Lagerversorgungsleitung 7 im Pumpenradgehäuse 18 zugeführt. Über die Rüclflussöffnungen'8 wird ein Teil des Abflusses vom Drucklager 6 auf die Ansaugseite des Pumpenrads gegeben. Der !fest dee Leckflusses νοτι Drucklager flieset durch Lageröffnun^ 9 i^nd verursacht im Puapenf?ehävse 5 einen Flüssi^keitsanstieg entlang der Pampenwelle bis die obere Ansaugseite des oberen Hilfspumpenrads 10 erreicht ist.

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Durch die Hilfepumpenräder 19, 11 wird die Flüssigkeit über die Rücklaufleitung 12 in die Druckkammer 19 gepumpt, die das Drucklager mit Flüssigkeit versorgt. Da durch die Hilfepumpenrader nur Flüssigkeit geförder-t wird, ist die Gefahr einer Gasbeaufechlagung des Drucklagers ausgeschlossen. Die Druckkammer 19 erhält somit Flüssigkeit von beiden Hilfspumpenrädern 10 und 11. Die Flüssigkeit gelangt über die öffnung 20 In das Lager entlang der Welle und schliesslich durch das Pumpengehäuse zu den Hllfspumpenrädern.

Dr bekanntlich flüssigee Metall, insbesondere Natrium mit Sauerstoff heftig reagiert, wird im Pumpengehäuse, günstigerweiee im oberen Teil desselben oberhalb der Hilfspumpenräder, ein Gaskissen aus einem trägen Gas, y. B. Stickstoff oder Argon vorgesehen. Die Hilfspumpenräder sind so susgelegt, dass sie etwas mehr Flüssigkeit fördern, als der Leckfluss über die Labyrinthabdichtung 4 und das Drucklager, ferner aind sie hintereinander geschaltet und liefern einen Gegendruck am Drucklager der grosser als der durch das Hauptpumpenrad 2 erzeugte Druck ist. Sie erhalten den grös^sten Teil der Förderflüeslgkelt über die Zufuhröffnungen 21.

Die Pumpenwelle 13 1st an der Grundplatte 14 über ein Axiallager 15 abgestützt. AIa Wärmeschutz für diesen oberen Pumpenteil dient ein mit Luft oder einem ähnlichen Isolator gefüllter Hohlraum 16 sowie der Wärmeschild 17.

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Äbzugs&ffnungen 28 sind zum Abzug der Förderflüssigkeit aus der Pumpe im Falle von Reinigungsarbeiten oderzur Yerrlngerung der von den Hilfspumepenrädera IO und 11 zu fördernden Flüssigkeit vorgesehen.

Bin wesentlicher Fortschritt der Erfindung besteht in der Ausschaltung von Oberlaufleitungen sowie etwaiger Gasabzugsleitungen. Infolgedessen kann die Pumpe in einem Leitungs- ^ system an der tiefsten Stelle mit maximalem Saugdruck asgeordnet werden, da der Pliiseigkeitsstand in der Pumpe ja allein von der lage der Hilfspumpenräder abhängt. Ferner kann durch Aufrechterhalten des richtigen Gasdrucks ein Fluten der Pumpe vermieden werden. Durch Optimierung des positiven Saugleitungsdrucks am Pumpeneinlass kann ferner die Pumpenwelle mit höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten arbeiten, und die Kavitationsgefahr wird herabgesetzt. Damit sind kleinere, billigere Pumpeneinheiten verwendbar.

j Die Hilfspumpenräder spielen dabei eine wichtige Rolle, da ■ sie den Flüssigkeitsstand einschllesslich der Leckflüssigkeit regeln und ausserdem einen Rücklauf zum Drucklager gewährleisten, der die Leckage vom Hauptpumpenrad ttbersteigt.

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Claims

Patentansprüche

fly Kreiselpumpe mit abdichtungsfreier Verbindung zwischen dem Pumpenradgehause und dem übrigen Pumpenraum, dadurch gekennzeichnet, dass einem Drucklager (6) ein Teil des Leckflusoee zwisohen dem Pumpenrad (2) und dem Pumpengehäuse (5) zugeführt und durch zwei ebenfalls Im PumpengehäuBe angeordnete Hilfepumpenräder (10, 11) der zur Versorgung des Druoklagers mit Flüssigkeit dienende Rückfluss im Plüssigkeitskreislauf bewirkt wird.
2. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfspumpenräder (10, 11) am Drucklager (6) einen Gegendruck erzeugen, der den durch daa Pumpenrad (2) erzeugten Druck übersteigt.

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