CH620970A5

CH620970A5 - Slide ring packing on the shaft of a centrifugal machine

Info

Publication number: CH620970A5
Application number: CH423077A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Pracht; Helmut Denda
Original assignee: Wernert Pumpen Gmbh
Priority date: 1976-04-10
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1980-12-31
Also published as: DE2615743C2; NL7703793A; SE429466B; SE7703268L; DK142977A; NO149217C; ATA207077A; FR2347589A1; AT348873B; GB1535678A; DK143146C; NO149217B; BE853109A; IT1084470B; NO771185L; DK143146B; FI770903A; FI64449B; FI64449C; FR2347589B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung an 45 der Welle einer Kreiselmaschine, die in einer Dichtungskammer des Maschinengehäuses angeordnet ist und einen elasti-chen Balg oder Schlauch aufweist, welcher die die Dichtungskammer durchsetzende Welle umgibt und zwei Dichtungsringe durch axiale Druckausübung gegeneinander drückt. 45 The invention relates to a mechanical seal on the shaft of a rotary machine, which is arranged in a sealing chamber of the machine housing and has an elastic bellows or hose which surrounds the shaft passing through the sealing chamber and presses two sealing rings against one another by the application of axial pressure. 45

Bei bekannten Gleitringdichtungen der vorstehenden Art steht der die Welle umgebende Faltenbalg still und wird ein im Balg befindlicher Dichtungsring über diesen gegen einen mit der Welle bzw. dem Laufrad umlaufenden Dichtungsring gedrückt. 30 In known mechanical seals of the above type, the bellows surrounding the shaft is stationary and a sealing ring located in the bellows is pressed over it against a sealing ring rotating with the shaft or the impeller. 30th

In Kreiselpumpen aus Kunststoff kann eine derartige Dichtungsanordnung problematisch sein, wenn vorgegebene Betriebsbedingungen nicht eingehalten werden, so z. B. die Pumpen ohne Flüssigkeit zeitweise trocken laufen oder über einen längeren Zeitraum im eigenen Saft gefahren werden. H Die bei derartigen Betriebszuständen zwischen den Gleitringen entstehende Reibungswärme, die Temperaturen über 200° Celsius zur Folge haben kann, wird auf die Kunststoffbauteile übertragen und kann zu Zerstörungen an denselben führen. In centrifugal pumps made of plastic, such a sealing arrangement can be problematic if predetermined operating conditions are not met, for. B. the pumps sometimes run dry without liquid or run in their own juice for a longer period of time. H The frictional heat generated between the slide rings in such operating conditions, which can result in temperatures above 200 ° Celsius, is transferred to the plastic components and can lead to destruction of the same.

Bei der eingangs beschriebenen Anordnung ist der elasti- ^ sehe Balg oder Schlauch meist aus einem Elastomer gebildet und ballig rotationssymmetrisch geformt. Da auf der Produktseite gegenüber der Atmosphäre immer ein Überdruck bestehen muss, wird der Vorspannung eines derartig nach aussen geformten Balges (Stulpe) durch den Flüssigkeitsdruck a eine weitere axiale Spannung überlagert, die mit steigendem Druck zunimmt, wodurch ein grösserer Anpressdruck der aufeinander gleitenden Gleitringflächen auftritt. Der Druck der Förderflüssigkeit in der Wellendurchführung hängt wesentlich von der Förderhöhe der Pumpe und damit auch von der Antriebsdrehzahl ab. Weitere Einflüsse sind Zulauf, Art der Entlastung durch Ausgleichsbohrungen oder Rückenschaufeln und der Betriebszustand der Pumpe. In the arrangement described at the outset, the elastic bellows or hose is usually formed from an elastomer and spherically shaped in a rotationally symmetrical manner. Since there must always be an overpressure on the product side compared to the atmosphere, the preload of a bellows (cuff) shaped in this way outwards is superimposed by the liquid pressure a on the axial pressure, which increases with increasing pressure, as a result of which a greater contact pressure occurs on the sliding ring surfaces sliding on one another . The pressure of the fluid in the shaft bushing depends largely on the pump head and thus also on the drive speed. Other influences are the inflow, the type of relief provided by compensating holes or back vanes and the operating state of the pump.

Die Anordnung lässt jedoch eine Kompensation eines mit der Drehzahl wachsenden Anpressdruckes zu. Durch die im rotierenden Balg wirksam werdenden Fliehkräfte wird, bedingt durch die Balligkeit, eine Verkürzung des Faltenbalgs mit nachlassendem elastischem Anpressdruck eintreten. Gleichzeitig nimmt jedoch der Druck im Gleitringraum mit wachsender Drehzahl zu, was einen den Fliehkräften entgegengesetzten Effekt zur Folge hat. Da beide Einflüsse im wesentlichen dem Quadrat der Drehzahl proportional sind, ergibt sich eine Kompensation der Fliehkräfte derart, dass ein möglichst gleichbleibender Anpressdruck der aufeinander gleitenden Gleitringteile erreicht wird. However, the arrangement allows compensation of a contact pressure that increases with the speed. Due to the centrifugal forces that become effective in the rotating bellows, a shortening of the bellows with decreasing elastic contact pressure will occur due to the crowning. At the same time, however, the pressure in the mechanical seal space increases with increasing speed, which has the opposite effect to centrifugal forces. Since both influences are essentially proportional to the square of the speed, the centrifugal forces are compensated in such a way that the contact pressure of the sliding ring parts sliding on one another is as constant as possible.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, die eingangs aufgeführte Gleitringdichtung bei Wahrung der Kompensationsmöglichkeit der Fliehkräfte so auszubilden, dass am Laufrad keine übermässige Wärmeeinwirkung auftritt. The invention is essentially based on the object of designing the mechanical seal mentioned at the outset while preserving the possibility of compensating for the centrifugal forces in such a way that no excessive heat occurs on the impeller.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Balg oder Schlauch an seinem dem Laufrad zugewandten Ende auf drehende Mitnahme mit der Welle und dem Laufrad festgelegt ist und gegen dieses dicht anliegt, und dass am anderen Ende des Balges oder Schlauches einer der beiden Dichtringe mit dem Balg oder Schlauch umlaufend vorgesehen ist, wobei dieser Dichtungsring gegen den anderen ortsfesten Dichtungsring am Austritt der Welle aus der Dichtungskammer des Gehäuses anliegt. This object is achieved according to the invention in that the bellows or hose is fixed at its end facing the impeller to rotating entrainment with the shaft and the impeller and lies tight against it, and in that at the other end of the bellows or hose one of the two sealing rings with the Bellows or hose is provided all around, this sealing ring bearing against the other stationary sealing ring at the exit of the shaft from the sealing chamber of the housing.

Auf diese Weise ist eine durch Reibung Wärme entwickelnde Stelle auf der Laufradseite bzw. am Laufrad vermieden, so dass eine Schädigung des Laufrades durch Wärmeentwicklung nicht eintreten kann. Die aufeinander gleitenden Gleitringe liegen an dem dem Laufrad abgewandten Ende des Balges oder Schlauches. In this way, a point on the impeller side or on the impeller that generates heat is avoided, so that damage to the impeller due to heat development cannot occur. The sliding rings sliding on each other lie on the end of the bellows or hose facing away from the impeller.

Im einzelnen kann die Erfindung so ausgeführt sein, dass das laufradseitige Ende des Balges oder Schlauches zur Bildung einer Tasche nach innen umgelegt ist und das Büchsenende in diese Tasche eingreift, wobei die dem Laufrad zugewandte Aussenseite der Tasche unter Druck gegen die Rük-kenseite der Laufradnabe anliegt. In particular, the invention can be carried out such that the impeller-side end of the bellows or hose is folded inwards to form a pocket and the sleeve end engages in this pocket, the outer side of the pocket facing the impeller being pressed against the back side of the impeller hub is present.

Der mit dem Balg oder Schlauch verbundene Dichtungsring kann an der ihm zugewandten Stirnfläche eine Ringnut mit einem sich vorzugsweise nach aussen konisch erweiternden Querschnitt aufweisen, in die das entsprechende Ende des Balges oder Schlauches eingreift, und es kann die andere Stirnfläche gegen den Dichtungsring am Kammerdeckel der Dichtungskammer anliegen. The sealing ring connected to the bellows or hose can have an annular groove on the end face facing it, with a cross-section which preferably widens conically outwards, into which the corresponding end of the bellows or hose engages, and the other end face can be against the sealing ring on the chamber cover Seal chamber.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung durch die Wiedergabe des für die Erfindung wesentlichen Teils einer Kreiselpumpe im Schnitt. The drawing illustrates an embodiment of the invention by reproducing the part of a centrifugal pump essential to the invention in section.

An der Welle 1 befindet sich im Pumpengehäuse 2 das Laufrad 3, welches aus thermoplastischem Kunststoff besteht. Die Welle 1 durchgreift die Dichtungskammer 4 des Pumpengehäuses 2. The impeller 3, which consists of thermoplastic material, is located on the shaft 1 in the pump housing 2. The shaft 1 passes through the sealing chamber 4 of the pump housing 2.

Zwischen dem Deckel 16 der Dichtungskammer 4 und dem Laufrad 3 ist in der Gehäusekammer 4 die Gleitringdichtung angeordnet. Hierbei ist auf der Welle 1 eine Büchse 5 vorgesehen, welche sich mit der Welle 1 dreht. Das dem Laufrad 3 zugewandte Ende 6 der Büchse 5 ist im Durchmesser aufgeweitet, wodurch sich zwischen dem Wellenende und dem Büchsenende ein Spalt 7 ergibt. Der Schlauch bzw. Balg 8, welcher die Welle umgibt, ist auf der dem Laufrad 3 zugewandten Seite nach innen umgelegt und bildet so eine Tasche, in welche das Büchsenende eingreift. Der Aussenrücken 10 der Tasche liegt dicht an dem Nabenrücken des Laufrades The mechanical seal is arranged in the housing chamber 4 between the cover 16 of the sealing chamber 4 and the impeller 3. Here, a sleeve 5 is provided on the shaft 1, which rotates with the shaft 1. The end 6 of the sleeve 5 facing the impeller 3 is widened in diameter, which results in a gap 7 between the shaft end and the sleeve end. The hose or bellows 8, which surrounds the shaft, is folded inwards on the side facing the impeller 3 and thus forms a pocket into which the sleeve end engages. The outer back 10 of the bag lies close to the hub back of the wheel

3 3rd

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an. Der Schlauch bzw. Balg dreht sich mit der Welle 1 und dem Laufrad 3. at. The hose or bellows rotates with shaft 1 and impeller 3.

Das andere Ende 11 des Schlauches 8 ist mit einem Dichtungsring 12 bestückt. Hierzu greift das Ende 11 des Schlauches in eine Ringnut von sich nach aussen konisch erweiterndem Querschnitt in der Stirnfläche 13 des Dichtungsringes ein. Die andere Stirnfläche 14 des Dichtungsringes 12 liegt gegen den Gleitring 15 an, der sich ortsfest am Kammerdek-kel 16 der Dichtungskammer 4 befindet. The other end 11 of the hose 8 is equipped with a sealing ring 12. For this purpose, the end 11 of the hose engages in an annular groove that widens conically outwards in the end face 13 of the sealing ring. The other end face 14 of the sealing ring 12 bears against the sliding ring 15, which is fixed in place on the chamber cover 16 of the sealing chamber 4.

Der Schlauch bzw. Balg 8 ist nach aussen ausgebaucht 5 und steht unter dem Druck der Förderflüssigkeit, die durch den Kanal 17 in die Kammer 4 geleitet ist. The hose or bellows 8 is bulged outwards 5 and is under the pressure of the conveying liquid which is passed through the channel 17 into the chamber 4.

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M M

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Mechanical seal on the shaft of a rotary machine, which is arranged in a sealing chamber of the machine housing and has an elastic bellows or hose which surrounds the shaft passing through the sealing chamber and presses two sealing rings against one another by axial pressure, characterized in that the bellows or hose (8) is fixed at its end facing the impeller (3) to rotating entrainment with the shaft (1) and the impeller (3) and lies tight against it, and 10 that at the other end of the bellows or hose (8) one (12) of the two sealing rings with the bellows or hose

(8) is provided all around, this sealing ring (12) abutting against the other stationary sealing ring (15) at the exit of the shaft from the sealing chamber (4) of the housing (2) 15.

2. Mechanical seal according to claim 1, wherein on the end of the shaft carrying the mechanical seal and the impeller (3) a rotating sleeve (5) is provided,

that on its side facing the impeller (3) to form a gap (7) between the shaft and sleeve along a distance in the inner diameter is larger, characterized in that the end of the bellows or hose on the impeller side is folded inwards to form a pocket and the sleeve end (6) engages in this pocket, the outer side (10) of the pocket facing the impeller bearing under pressure against the rear side of the impeller hub.

2nd

PATENT CLAIMS

3. A mechanical seal according to claim 2, characterized in that the sealing ring (12) connected to the bellows or hose (8) has an annular groove on the end face (13) facing it (13) with a cross section which preferably widens conically outwards which engages the corresponding end of the bellows or hose (8) and that the other end face (14) bears against the sealing ring (15) on the chamber cover (16) of the sealing chamber (4).