BE1016507A3

BE1016507A3 - SEALING CONSTRUCTION FOR A CENTRIFUGAL PUMP.

Info

Publication number: BE1016507A3
Application number: BE2005/0215A
Authority: BE
Inventors: Der Neut Cornelis Albert Van; Hasan H Seyin Bugdayci
Original assignee: Ihc Holland Nv
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-12-05
Also published as: GB2413604A; NL1026041C2; GB0508430D0; GB2413604B; DE102005019654A1

Abstract

Een afdichtingsconstructie voor het aan de zuigzijde (3) afdichten van de waaier (2) van een centrifugaalpomp ten opzichte van het pomphuis (1) omvat een afdichtingsmiddel (7) tussen de waaier (2) en het pomphuis (1), een drukkamer (21) die is begrensd door het pomphuis (1), de waaier (2) en het afdichtingsmiddel (7), waarbij het pomphuis (1) en de waaier (2) een spleet (24) insluiten via welke de drukkamer (21) in verbinding is met de drukzijde (4) van de waaier (2), alsmede op de drukkamer (21) aangesloten persmiddelen voor het onder overdruk in de drukkamer (21) persen van een vloeistof (23). Het afdichtingsmiddel (7) omvat tenminste twee in de richting van de hartlijn van de waaier (2) achter elkaar geplaatste lipafdichtingen (8,9), tussen welke lipafdichtingen (8,9) zich de aansluiting (20) voor de persmiddelen bevindt.A sealing structure for sealing the impeller (2) of a centrifugal pump with respect to the pump housing (1) on the suction side (3) comprises a sealing means (7) between the impeller (2) and the pump housing (1), a pressure chamber (1) 21) bounded by the pump housing (1), the impeller (2) and the sealing means (7), the pump housing (1) and the impeller (2) enclosing a gap (24) through which the pressure chamber (21) enters is connected to the pressure side (4) of the impeller (2) as well as pressing means connected to the pressure chamber (21) for pressing a liquid (23) into the pressure chamber (21). The sealing means (7) comprises at least two lip seals (8, 9) placed one behind the other in the direction of the axis of the impeller (2), between which lip seals (8, 9) are the connection (20) for the pressing means.

Description

Afdichtinesconstructie voor een centrifugaalpompSealing structure for a centrifugal pump

De uitvinding betreft een afdichtingsconstructie voor het aan de zuigzijde afdichten van. de waaier van een centrifugaalpomp ten opzichte van het pomphuis, omvattende tenminste een afdichtingsmiddel tussen de waaier en het pomphuis, een drukkamer die is begrensd door het pomphuis, de waaier en het afdichtingsmiddel, waarbij het pomphuis en de waaier een spleet insluiten via welke de drukkamer in verbinding is met de drukzijde van de waaier, alsmede op de dmkkamer aangesloten persmiddelen voor het onder overdruk in de drulckamer persen van een vloeistof.The invention relates to a sealing construction for sealing on the suction side. the impeller of a centrifugal pump relative to the pump housing, comprising at least one sealing means between the impeller and the pump housing, a pressure chamber bounded by the pump housing, the impeller and the sealing means, wherein the pump housing and the impeller enclose a gap through which the pressure chamber is in communication with the pressure side of the impeller, as well as pressing means connected to the dmk chamber for pressing a liquid into the pressure chamber under excess pressure.

Een dergelijke afdichtingsconstructie is bekend. Het afdichtingsmiddel daarvan heeft ten doel te verhinderen dat het verpompte medium vanaf de drukzijde van de waaier terug stroomt naar de zuigzijde. Een dergelijke lekstroom zou het rendement, dat wil zeggen de verhouding tussen het hydraulische vermogen (druk x debiet) en het toegevoerde motorvermogen (koppel x toeren), van de centrifugaalpomp sterk aantasten, De overdruk in de drukkamer heeft ten doel om een stevige aandrukking te verkrijgen in het afdichtmiddel. Gevolg van deze overdruk is dat een vrij grote aandrukkracht en daardoor ook grote wrijving ten opzichte van de waaier wordt opgewekt. De wrijving mag echter in verband met slijtage niet te hoog worden. Daartoe wordt een zekere, beperkte lekstroming van het persmedium langs het afdichtingsmiddel naar de zuigzijde opgewekt.Such a sealing construction is known. The sealing means thereof is intended to prevent the pumped medium from flowing back from the pressure side of the impeller to the suction side. Such a leakage current would strongly affect the efficiency, that is to say the ratio between the hydraulic power (pressure x flow) and the motor power supplied (torque x speed), of the centrifugal pump. The overpressure in the pressure chamber aims to provide a firm pressure. obtain in the sealant. The consequence of this overpressure is that a relatively large pressing force and therefore also large friction with respect to the impeller is generated. However, the friction may not become too high due to wear. To this end, a certain, limited leakage flow is generated from the pressing medium along the sealing means to the suction side.

Deze bekende afdichtingsconstructie heeft verscheidene nadelen. Het persmedium bezit een abrasief karakter, waardoor toch nog slijtage optreedt van het afdichtingsmiddel. Het is echter niet goed tnogelijk om het persmedium te ontdoen van abra-sieve deeltjes. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat een vrij hoog debiet noodzakelijk is om de gewenste druk op te brengen. Het persmedium vloeit namelijk via de spleet tussen waaier en pomphuis weg uit de drukkamer. Dat verlies kan slechts worden gecompenseerd door een hoog debiet te kiezen.This known sealing construction has several disadvantages. The pressing medium has an abrasive character, whereby wear of the sealant still occurs. However, it is not possible to rid the press medium of abrasive particles. This is caused by the fact that a relatively high flow rate is necessary to apply the desired pressure. This is because the press medium flows out of the pressure chamber via the gap between the impeller and the pump housing. That loss can only be compensated by choosing a high flow.

Het gevolg van dat hoge debiet is echter dat de vloeistof, meestal zeewater dat als gevolg van de baggeractiviteit sterk met deeltjes is beladen, niet voldoende tijd heeft om te bezinken. Voor bet in voldoende mate zuiveren van dergelijk water in de gewenste hoeveelheden per tijdseenheid zouden grote bassins nodig zijn. Dat is niet haalbaar aan boord van een vaartuig.The consequence of that high flow rate, however, is that the liquid, usually seawater that is highly charged with particles as a result of the dredging activity, does not have sufficient time to settle. To sufficiently purify such water in the desired amounts per unit time, large basins would be required. This is not feasible on board a vessel.

Doel van de uitvinding is een afdicbtingsconstructie van het hiervoor genoemde type te verschaffen dat deze nadelen mist, en waarvan de afdichting aan de zuigzijde geen sterke slijtage vertoont, Dat doel wordt bereikt doordat het afdichtingsmiddel tenminste twee in de richting van de hartlijn van de waaier achter elkaar geplaatste li-pafdichtingen omvat, tussen welke lipafdichtingen zich de aansluiting voor de persmid-delen bevindt.The object of the invention is to provide a sealing construction of the aforementioned type which does not have these drawbacks and of which the seal on the suction side does not show strong wear. That object is achieved in that the sealing means at least two in the direction of the axis of the impeller behind lip seals placed one against the other, between which lip seals the connection for the pressing means is situated.

Bij de afdichtingsconstructie volgens de uitvinding wordt het persmedium toegevoerd in een druide amer die is begrensd door beide lipafdichtingen, de waaier en het pomphuis, Een dergelijke drukkamer is vrij goed afgesloten, en in ieder geval beter dan de traditionele dnikkamer die uitmondt in een spleet. Gevolg van deze goede afdichting is dat de gewenste druk door het persmedium kan worden opgewekt bij een aanzienlijk lager debiet. Per tijdseenheid is daardoor een aanzienlijk geringere hoeveelheid persmedium nodig, wat tot gevolg beeft dat het persmedium beter te reinigen is, ook aan boord van een schip. De in verband met het verlagen van slijtage in de lipafdichtingen noodzakelijke lekstromen hebben daardoor geen abrasief karakter, hetgeen een gunstige invloed heeft op de levensduur van de lipafdichtingen.In the sealing construction according to the invention, the pressing medium is supplied in a druid that is delimited by both lip seals, the impeller and the pump housing. Such a pressure chamber is fairly well sealed, and in any case better than the traditional compression chamber that flows into a gap. The result of this good seal is that the desired pressure can be generated by the pressing medium at a considerably lower flow. As a result, a considerably smaller amount of press medium is required per unit of time, which means that the press medium can be cleaned better, also on board a ship. The leakage currents necessary in connection with the reduction of wear in the lip seals therefore have no abrasive character, which has a favorable influence on the service life of the lip seals.

Bij voorkeur bezitten de lipafdichtingen elk een soepel orgaan met een bevesti-gjngsdeel, door middel waarvan de lipafdichting is bevestigd aan het huis, en met een manchet, alsmede een met de waaier verbonden afdichtoppervlak tegen welk het inwendig afdichtoppervlak van de manchet onder voorspanning wordt aan gehouden, welke manchet ten opzichte van het bevestigingsdeel zich bevindt aan de naar de drukzijde van de waaier gekeerde kant van dat bevestigingsdeel. Het afdichtoppervlak van de lipafdichting die zich bevindt op relatief grote afstand van de drukzijde van de waaier heeft bij voorkeur een patroon voor het voeren van vloeistof uit de drukkamer onder invloed van de rotatie van de waaier, Aldus wordt bij rotatie van de waaier een lekstroom langs de manchet bevorderd die de wrijving vermindert.Preferably, the lip seals each have a flexible member with an attachment member, by means of which the lip seal is attached to the housing, and with a sleeve, as well as a sealing surface connected to the impeller against which the inner sealing surface of the sleeve is biased which sleeve is located with respect to the mounting part on the side of said mounting part facing the pressure side of the impeller. The sealing surface of the lip seal which is located at a relatively large distance from the pressure side of the impeller preferably has a pattern for carrying liquid out of the pressure chamber under the influence of the rotation of the impeller. Thus, when the impeller is rotated, a leakage current along promoted the cuff that reduces friction.

Ook het afdichtoppervlak van de iipafdichting die zich bevindt op relatief kleine afstand van de drukzijde van de waaier kan een patroon bezitten voor het voeren van vloeistof naar de drukzijde van de waaier.The sealing surface of the lip seal which is located at a relatively small distance from the pressure side of the impeller can also have a pattern for supplying liquid to the pressure side of the impeller.

Volgens een variant kunnen verdere persmiddelen zijn aangesloten op het gedeelte van de drukkamer dat zich bevindt tussen de spleet en de lipafdichting die zich bevindt op relatief kleine afstand van de drukzijde van de waaier, Deze traditionele persmiddelen fungeren met een hoog debiet, gezien de relatief grote lek die optreedt via de spleet tussen het pomphuis en de waaier. Ondanks het feit dat het bij deze persmiddelen toegepaste medium noodzakelijkerwijs relatief sterk vervuild is, treedt toch geen slijtage op als gevolg van de abrasieve werking van dat persmedium. Dit wordt bewerkstelligd doordat de lekstroom van het relatief schone persmedium verhindert dat het vervuilde persmedium in de lipafdichtmg kan dringen. Het vervuilde persmedium wordt bij rotatie van de waaier voortdurend weggespoeld door het schone persmedium,According to a variant, further pressing means can be connected to the part of the pressure chamber which is situated between the gap and the lip seal which is situated at a relatively small distance from the pressure side of the impeller. These traditional pressing means function at a high flow rate, in view of the relatively large flow rate. leak that occurs through the gap between the pump housing and the impeller. Despite the fact that the medium used with these pressing means is necessarily relatively heavily soiled, there is nevertheless no wear due to the abrasive action of that pressing medium. This is accomplished in that the leakage current of the relatively clean press medium prevents the contaminated press medium from penetrating into the lip seal. The contaminated press medium is constantly washed away by the clean press medium when the impeller rotates.

De uitvinding betreft verder een centrifugaalpomp, omvattende een pomphuis, een draaibaar in het pomphuis opgehangen waaier die zich uitstrekt tussen een zuigzij-de en een drukzijde, alsmede een afdichtingsconstructie zoals hiervoor beschreven tussen het pomphuis en de waaier aan de zuigzijde daarvan.The invention further relates to a centrifugal pump, comprising a pump housing, a impeller that is rotatably suspended in the pump housing and extends between a suction side and a pressure side, and a sealing construction as described above between the pump housing and the impeller on the suction side thereof.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de figuren, Figuur 1 toont een traditionele centrifugaal pomp.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures. Figure 1 shows a traditional centrifugal pump.

Figuur 2 toont de afdichtingsconstructie volgens de uitvinding.Figure 2 shows the sealing construction according to the invention.

De in figuur 1 weergegeven traditionele centrifugaal pomp volgens de uitvinding bezit een in zijn geheel met 1 aangeduid pomphuis alsmede een waaier 2. Het pomphuis 1 bezit een inlaat 3, alsmede een drukkamer 4 van waaruit het door de waaier 2 op druk gebrachte medium kan worden afgevoerd.The traditional centrifugal pump according to the invention shown in Figure 1 has a pump housing indicated in its entirety by 1 and a fan 2. The pump housing 1 has an inlet 3 and a pressure chamber 4 from which the medium brought to pressure by the fan 2 can be supplied. removed.

De waaier 2 is bevestigd aan het eind van de in zijn geheel met 5 aangeduide as, die op bekende, verder niet weergegeven wijze draaibaar is ondersteund ten opzichte van het pomphuis 1. Door middel van de op 2icb bekende, en daarom verder niet beschreven asafdichting 6, is de as 5 afgedicht ten opzichte van het huis 1,The impeller 2 is attached to the end of the shaft designated in its entirety by 5, which is rotatably supported with respect to the pump housing 1 in a known, not further shown manner, by means of the shaft seal known at 2icb and therefore not further described. 6, the shaft 5 is sealed with respect to the housing 1,

Aan de zuigzijde aan de waaier 2 ten opzichte van het pomphuis 1 afgedicht door de in zijn geheel met 7 aangeduide afdichtmgsconstmctie. Deze afdichtingsconstructie bevindt zich binnen het zuigdeksel 27.On the suction side on the impeller 2 sealed with respect to the pump housing 1 by the sealing constitution indicated in its entirety by 7. This sealing construction is located within the suction cover 27.

Onder verwijzing naar figuur 2 bezit de afdichtingsconstructie 7 volgens de uitvinding een tweetal in een geheel met 8 respectievelijk 9 aangeduide lipafdichtingen. Deze lipafdichtingen 8, 9 bezitten elk een soepel orgaan 10, 11, met een bevestigings-deel 12, 13 waardoor zij zijn bevestigd aan het pomphuis 1. Verder bezitten de lipafdichtingen 8, 9 een manchet 14,15. Tenslotte omvatten de lipafdichtingen 8, 9 ook een afdxchtoppervlak 16, 17 dat is verbonden met de waaier 2. In het weergegeven uitvoe-ringsvooibeeld bevinden de afdichtoppervlakken 16, 17 zich op de buitenzijde van de huls 18 die is bevestigd aan de waaier 2. Ten opzichte van de inlaat 3 vormt de huls 18 een nauwe spleet 19.With reference to Figure 2, the sealing construction 7 according to the invention has two lip seals, which are designated in their entirety by 8 and 9, respectively. These lip seals 8, 9 each have a flexible member 10, 11, with a mounting part 12, 13 whereby they are attached to the pump housing 1. The lip seals 8, 9 also have a sleeve 14,15. Finally, the lip seals 8, 9 also comprise a sealing surface 16, 17 which is connected to the impeller 2. In the exemplary embodiment shown, the sealing surfaces 16, 17 are located on the outside of the sleeve 18 which is attached to the impeller 2. the sleeve 18 forms a narrow gap 19 relative to the inlet 3.

Tussen de lipafdichtmgen 8, 9 bevindt zich een aansluiting 20 voor het toevoeren van een persmedium 21. Dit persmedium drukt de manchet 15 van de Hpafdichting 9 stevig op het bijbehorende afdichtoppervlak 17 van de huls 18. Ter vermindering van de wrijving tussen de manchet 15 en het afdichtoppervlak 17 is dat afdichtoppervlak voorzien van een patroon, bijvoorbeeld een schroeflijn 22, die het persmedium 21 onder de manchet 15 voert naar de inlaat 3. Het persmedium kan op die manier de wrijving tussen manchet 15 en afdichtoppervlak verminderen.Between the lip sealing sleeves 8, 9 there is a connection 20 for supplying a pressing medium 21. This pressing medium presses the sleeve 15 of the HP seal 9 tightly onto the associated sealing surface 17 of the sleeve 18. To reduce the friction between the sleeve 15 and the sealing surface 17 is that sealing surface provided with a pattern, for example a helix 22, which carries the pressing medium 21 under the sleeve 15 to the inlet 3. The pressing medium can thus reduce the friction between the sleeve 15 and the sealing surface.

Aangezien het persmedium 21 slechts in een gering debiet behoeft te worden aangevoerd, vanwege het feit dat de drukkamer 23 goed is afgesloten, kan dit persmedium 21 goed worden gereinigd. Het heeft daardoor nauwelijks een abrasieve werking, Het persmedium 21 kan verder tussen de manchet 14 en het afdichtoppervlak 16 van de lipafdichting 8 worden gevoerd bijvoorbeeld door een verdere schroeflijnvormige groef 24. Ook hierbij geldt dat wrijvingsvermindermg optreedt en nauwelijks slijtage. Het persmedium 21 kan vervolgens verder stromen naar de drukzijde 4 van de cen-trifugaalpomp. Dit geschiedt via de spleet 24 tussen de waaier 2 en het pomphuis 1.Since the press medium 21 only needs to be supplied at a low flow rate, due to the fact that the pressure chamber 23 is properly sealed, this press medium 21 can be properly cleaned. As a result, it has hardly any abrasive effect. The pressing medium 21 can further be passed between the sleeve 14 and the sealing surface 16 of the lip seal 8, for example, through a further helical groove 24. Here too, friction reduction occurs and hardly any wear. The press medium 21 can then flow further to the pressure side 4 of the centrifugal pump. This is done via the gap 24 between the impeller 2 and the pump housing 1.

Volgens een variant kan het pomphuis i een tweede persmiddel 25 bezitten, via welke een tweede type persmedium 26 kan worden toegevoerd, Dit tweede persmedium 26 moet toegeyoerd worden met een hoger debiet, omdat dit direct in verbinding staat met de spleet 24 tussen de waaier 2 en het pomphuis 1. Het tweede persmedium 26 is daardoor noodzakelijkerwijze sterker vervuild: gewoonlijk is aan boord van een vaartuig niet voldoende capaciteit aanwezig om dergelijke grote debieten die nodig zijn voor het tweede type persmedium 26 te behandelen.According to a variant, the pump housing i can have a second pressing means 25, via which a second type of pressing medium 26 can be supplied. This second pressing medium 26 must be supplied with a higher flow rate, because this is directly connected to the gap 24 between the impeller 2. and the pump housing 1. The second press medium 26 is therefore necessarily more contaminated: usually there is not enough capacity on board a vessel to handle such large flows required for the second type of press medium 26.

Niettemin treedt, ondanks de toepassing van dit relatief vervuilde tweede type persmedium 26, daardoor geen slijtage op ter plaatse van de lipafdichting 8. Zoals reeds genoemd wordt het relatief schone persmedium 21 door de spleet tussen de manchet 14 en het afdichtoppervlak 16 van de lipafdichting 8 geleid, Het tweede type persmedium 26 wordt aldus voortdurend weggespoeld ten opzichte van de lipafdichting 8.Nevertheless, despite the use of this relatively contaminated second type of pressing medium 26, there is therefore no wear at the location of the lip seal 8. As already mentioned, the relatively clean pressing medium 21 becomes through the gap between the sleeve 14 and the sealing surface 16 of the lip seal 8. The second type of press medium 26 is thus constantly flushed away relative to the lip seal 8.

Claims

Sealing constitution for sealing the impeller (2) of a centrifugal pump with respect to the pump housing (1) on the suction side (3), comprising a sealing means (7) between the impeller (2) and the pump housing (1) , a pressure chamber (21) bounded by the pump housing (1), the impeller (2) and the sealing means (7), the pump housing (1) and the impeller (2) enclosing a gap (24) through which the pressure chamber (21) is in communication with the pressure side (4) of the impeller (2) and pressure means connected to the pressure chamber (21) for pressing a liquid (23) into the pressure chamber (21), characterized in that the sealing means (7) comprises at least two lip seals (8, 9) placed one behind the other in the direction of the axis of the impeller (2), between which lip seals (8, 9) the connection (20) for the pressing means is located.

A sealing structure according to claim 1, wherein the lip seals (8, 9) each comprise a flexible member (10, 11) with a mounting part (12, 13), by means of which the lip seal (8, 9) is attached to the pump housing ( 1), and with a sleeve (14, 15), as well as a sealing surface (16, 17) connected to the impeller (2), against which the inner sealing surface of the sleeve (14,15) is held under pre-heating, which sleeve ( 14, 15) with respect to the fastening part (12, 13), on the side facing the pressure side (4), the impeller (2) falls from that fastening part (12, 13).

A sealing structure according to claim 2, wherein the sealing surface (17) of the lip seal (9) located at a relatively large distance from the pressure side (4) of the impeller (2) has a cartridge (22) for discharging liquid from the pressure chamber (21) under the influence of the rotation of the impeller (2).

A sealing structure according to claim 2 or 3, wherein the sealing surface (16) of the lip seal (8) located at a relatively small distance from the pressure side (4) of the impeller (2) has a cartridge (17) for feeding liquid to the pressure side (4) of the impeller (2).

Sealing structure according to one of the preceding claims, wherein further pressing means (25) are connected to the part of the pressure chamber that is located between the gap (24) and the lip seal (8) that is located at a relatively small distance from the pressure side (4) ) of the impeller (2).

Centrifugal pump, comprising a pump housing (1), a fan (2) pivotally suspended in the pump housing (1) and extending between a suction side (3) and a pressure side (4), and a sealing construction according to any one of the preceding claims between the pump housing (1) and the impeller (2) on the suction side (3) thereof.