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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spülen einer Gleitringdichtung einer Pumpe mit Spülwasser aus der Druckwasserversorgung.
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Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen durch Spülwasser die Gleitringdichtungen von Pumpen gespült werden, um beispielsweise eine Gleitfilm aufrechtzuerhalten.
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Der Zweck der Gleitringspülung ist, dass vor allem bei hygienischen Anwendungen dafür gesorgt wird, dass keine Produktreste die Dichtung hinterwandern und dort dann entweder „gammeln” oder sonst wie antrocknen und nicht mehr entfernbar sind (z. B. Sirup)
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Es besteht auch die Möglichkeit, über ein Ventil direkt einen geringen Wasserfluss aus der Druckwasserversorgung zur Spülung der Gleitringdichtung abzuzweigen. Kommt es in der Wasserversorgung zu Druckschlägen oder Druckabfall, wird die Spülung der Gleitringdichtung beeinträchtigt und es kann zu Beschädigungen oder Ungenauigkeiten kommen. Ein weiteres Problem ist, dass bei zu niedrigem Spülwasserfluss eine Abschaltung der kompletten Anlage nötig sein kann.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Spülen einer Gleitringdichtung einer Pumpe mit Spülwasser bereitzustellen, wobei diese Versorgung mit Spülwasser eine möglichst zuverlässige Spülung der Gleitringdichtung gewährleistet.
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Lösung
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.
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Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass oberhalb der Pumpe, welche die zu spülende Gleitringdichtung umfasst, ein Wasserreservoir angebracht ist, und ferner ein Schwimmerventil zur Befüllung des Wasserreservoirs mit Wasser aus der Druckwasserversorgung vorgesehen ist. Da das Wasserreservoir ein druckloses Gefäß bildet, wird eine hydraulische Entkopplung des zum Spülen verwendeten Wassers aus dem Wasserreservoir und dem Wasser aus der Druckwasserversorgung erreicht wodurch sich Einflüsse aufgrund von Druckschwankungen in der Druckwasserversorgung nicht auf die Spülung der Pumpe auswirken.
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In einer Ausführungsform ist ein Zuflussventil vorgesehen, durch welches, bei geöffnetem Zuflussventil, das Wasser aus der Druckwasserversorgung über das Schwimmerventil in das Wasserreservoir strömt. Dadurch lässt sich beispielsweise bei ausgeschalteter Pumpe und daher nicht notwendiger Spülung der Gleitringdichtung ein Wasserfluss in das Wasserreservoir vermeiden bzw. ein vollständiges Entleeren des Wasserreservoirs erreichen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Abflussventil, vorzugsweise ein Nadelventil, zum Einstellen der Spülwassermenge zum Spülen der Gleitringdichtung zwischen dem Wasserreservoir und der zu spülenden Gleitringdichtung vorgesehen. Dadurch kann die aus dem Wasserreservoir fließende Spülwassermenge so reguliert werden, dass sie der benötigten Spülwassermenge zum Spülen der Gleitringdichtung entspricht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Wasserreservoir in einer Höhe von 0,5 m bis 2 m, vorzugsweise 0,5 ± 0,1 m oberhalb der Pumpe angebracht. Das gestattet durch Variationen des statischen Drucks eine einfache Anpassung des Drucks des Spülwassers an unterschiedliche Erfordernisse zu spülender Gleitringdichtungen in Bezug auf den Spülwasserdruck.
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Unter Verwendung beispielsweise dieser Vorrichtung lässt sich ein Verfahren zum Spülen einer Gleitringdichtung einer Pumpe mit Wasser aus einer Druckwasserversorgung verwirklichen, wobei das Wasser zum Spülen der Gleitringdichtung in einem Wasserreservoir gehalten wird und die Befüllung des Wasserreservoirs durch ein Schwimmerventil hindurch erfolgt. Das erlaubt durch die hydraulische Entkopplung des Spülwassers im Wasserreservoir, das ein druckloses Gefäß darstellt, von der Druckwasserversorgung eine zuverlässige Spülung der Gleitringdichtung der Pumpe ohne dass Druckschwankungen der Druckwasserversorgung Einfluss auf den Spülwasserdruck haben.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser zum Spülen der Gleitringdichtung durch ein Zuflussventil aus der Druckwasserversorgung über das Schwimmerventil in das Wasserreservoir strömt. Das gestattet eine Änderung der Zuflussmenge von Wasser aus der Druckwasserversorgung, bzw. ermöglicht die Unterbrechung der Zufuhr von Wasser aus der Druckwasserversorgung im Fall einer abgeschalteten Pumpe und damit nicht zu spülender Gleitringdichtung.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Spülwassermenge zum Spülen der Gleitringdichtung durch ein Abflussventil eingestellt werden. Dies gestattet eine genaue Anpassung des Spülwasserflusses gemäß den Erfordernissen zur Spülung der Gleitringdichtung.
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Kurzbeschreibung der Abbildung
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1: Schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Spülen einer Gleitringdichtung einer Pumpe
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2: Schematische Darstellung einer Ausführungsform des Wasserreservoirs mit Zu- und Abfluss
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3: Schematische Darstellung des Befüllvorgangs des Wasserreservoirs
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine mögliche Einbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spülen einer Gleitringdichtung 106 einer Pumpe 107. Dabei bildet die Pumpe 107 mit der Gleitringdichtung 106 das Pumpsystem 110 mit zu- und abführenden Leitungen 108, durch die die zu pumpende Flüssigkeit (beispielsweise Sirup bei Verwendung der Vorrichtung in der Nahrungsmittel- oder Getränkeindustrie) befördert wird. Eine zuführende Leitung 104 führt Wasser aus der Druckwasserversorgung über ein Zuflussventil 103 zur erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spülen 120. Das durch diese Leitung 104 geführte Wasser gelangt über ein Schwimmerventil 102 in das Wasserreservoir 101. Über dieses Wasserreservoir gelangt es über das Abflussventil 105 in die Gleitringdichtung, wo es zur Spülung verwendet werden kann. Das Wasserreservoir 101 befindet sich zum Aufbau eines hinreichenden hydrostatischen Drucks oberhalb der zu spülenden Gleitringdichtung 106, vorzugsweise aber oberhalb des gesamten Pumpsystems 110. Dies gestattet über den hinreichend hohen Spülwasserdruck hinaus bei geöffnetem Abflussventil 105 auch einen stetigen und konstanten Spülwasserfluss. Der Abfluss des Spülwassers aus der Gleitringdichtung 106 erfolgt über eine weitere Leitung mit einem Flusswächter 111. Dabei hat der Flusswächter 111 die Aufgabe, den Spülwasserfluss zu überwachen. Sinkt der Spülwasserfluss unter einen vorgegebenen Wert, so löst der Flusswächter 111 einen Anlagenstillstand aus, um Beschädigungen an der Gleitringrichtung 106 zu verhindern.
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2 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Vorrichtung zum Spülen 220. Zusätzlich zum Wasserreservoir 201 mit dem Schwimmerventil 202 ist die Leitung 204, die Wasser aus der Druckwasserversorgung zuführt dargestellt. Diese Leitung ist mit dem Zuflussventil 203 ausgestattet. Eine weitere Leitung mit dem Abflussventil 205, die vom Wasserreservoir 201 wegführt, ist dargestellt. Bei geöffnetem Zuflussventil 203 findet ein Wasserfluss aus der Druckwasserversorgung in das Wasserreservoir 201 hinein statt. Dieser Zufluss wird geregelt über das Schwimmerventil 202. Ist das Schwimmerventil 202 geöffnet, so gelangt Wasser in das Wasserreservoir 201. Bei einem vorgegebenen Füllstand des Wasserreservoirs 201 schließt sich das Schwimmerventil 202 und das Wasserfluss von Wasser aus der Druckwasserversorgung durch das Zuflussventil 203 kommt zum Erliegen. Dabei kann je nach Ausgestaltungsform der Vorrichtung zum Spülen 220 auch vorgesehen sein, dass kein Zuflussventil 203 zwischen Wasserreservoir 201 und der Leitung 204 vorgesehen ist. Da das Schwimmerventil beim vorgesehenen Spülwasserstand im Wasserreservoir 201 den Zufluss von Wasser aus der Druckwasserversorgung beendet, würde das Wasserreservoir 201 selbst bei Verzicht auf das Zuflussventil 203 nicht weiter befüllt werden. Allerdings gestattet der Einbau des Zuflussventils 203, sollte eine komplette Entleerung des Wasserreservoirs 201 gewünscht sein, die Unterbrechung des Zuflusses von Wasser aus der Leitung 204 unabhängig vom Fluss des Wassers der Druckwasserversorgung zur Pumpe. Aus dem Wasserreservoir 201 gelangt das Spülwasser über das Abflussventil 205 zur in der Abbildung nicht dargestellten zu spülenden Gleitringdichtung. Da das Wasserreservoir 201 mit dem Schwimmerventil 202 für eine hydraulische Entkopplung des Spülwassers im Wasserreservoir 201 von der Druckwasserversorgung 204 sorgt, erfolgt die Versorgung der Gleitringdichtung mit einem stets gleichbleibenden Spülwasserdruck. So wird erreicht, dass Druckstöße oder Druckschwankungen aus der Druckwasserversorgung nicht an die Spülung der Gleitringdichtung übertragen werden.
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Um eine Kompression der im Wasserreservoir oberhalb des Spülwasserpegels enthaltenen Luft zu verhindern, ist es denkbar, eine Belüftungsöffnung 225 am Wasserreservoir 201 anzubringen. Dabei kann die Belüftungsöffnung 225 beliebig positioniert werden, solang sie oberhalb des maximalen bei Betrieb vorgesehenen Wasserpegels liegt, um ein Über- oder Auslaufen des Wasserreservoirs 201 zu verhindern. Da der maximale Füllstand des Wasserreservoirs 201 mit Spülwasser durch das Schwimmerventil 202 bestimmt wird, ist ein Überlaufen des Wasserreservoirs 201 aus der Belüftungsöffnung 225 dann praktisch unmöglich.
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In 3 ist der Befüllvorgang des Wasserreservoirs mit Wasser aus der Leitung 304 dargestellt. 3a zeigt den Zustand der Vorrichtung zum Spülen 320 bei niedrigem Wasserstand 350. Das Schwimmerventil 302, welches den eigentlichen Schwimmer 324 und die Elemente 321 und 322, die über eine Achse verbunden sind, umfassen kann, ist aufgrund des niedrigen Wasserstandes 350 geöffnet. Das bedeutet, dass das Verschließelement 321 einen Abstand zur Öffnung der Leitung 304 aufweist, durch den Wasser aus der Druckwasserleitung 304 in das Wasserreservoir 301 strömen kann. Durch Zufluss des Wassers aus der Druckwasserleitung 304 füllt sich das Wasserreservoir 301, und der Schwimmer 324 folgt diesem Wasseranstieg. Ist das Abflussventil 305 geschlossen oder nur so wenig geöffnet, dass weniger Wasser aus dem Wasserreservoir 301 ab- als zufließt, so erreicht der Wasserpegel im Wasserreservoir 301 den maximal vorgesehenen Füllstand 350'. Die damit verbundene Stellung des Schwimmers 324 bewirkt, dass das Verschließelement 321' des Schwimmerventils 302 so positioniert sind, dass kein Wasser aus der Leitung 304 mehr in das Wasserreservoir 301 strömen kann. Das Schwimmerventil 302 ist somit geschlossen. Ist das Abflussventil 305 geschlossen, so bleibt nun der Wasserstand 350' im Wasserreservoir 301 unverändert. Ist es hingegen geöffnet, so strömt Wasser aus dem Wasserreservoir 301 durch das Abflussventil 305 zur Spülung der in 3 nicht dargestellten Gleitringdichtung aus dem Wasserreservoir. Durch diese Anordnung des Wasserreservoirs 301 und des Schwimmerventils 302 kann erreicht werden, dass eventuell auftretende Druckschwankungen in der Leitung 304 nicht direkt an die Spülung der Gleitringdichtung übertragen werden. Da das Wasserreservoir 301 mit dem Schwimmerventil 302 ein druckloses Gefäß darstellt, findet somit eine hydraulische Entkopplung des Spülwassers von der Druckwasserversorgung statt. Ferner ist eine sehr genaue Regulierung der Spülwasserzufuhr zum Spülen der Gleitringdichtung über das Abflussventil 305 möglich. Dabei gestattet das Abflussventil 305 eine Regelung der Spülwassermenge genau so, dass zum einen nicht mehr Wasser zur Spülung verbraucht wird als nötig, zum anderen aber mindestens so viel Spülwasser bereitgestellt wird, dass der Flusswächter nicht anspricht. Das führt zu erheblichen Wassereinsparungen, da die genutzte Menge Spülwasser exakt auf die für den Betrieb notwendige Menge begrenzt werden kann.
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Denkbar wäre hier auch eine elektronische Steuerung der Ventile 303 und 305, um manuelle Einflussnahme und damit Fehlerquellen zu umgehen, die bei Änderung der Spülverhältnisse zu nicht reproduzierbaren Veränderungen führen können. Nötig wäre dann die Einbeziehung einer elektronischen Steuereinheit für die oder jedes der Ventile 303 und 305, die den Zufluss zum Wasserreservoir 301 und den Abfluss über das Ventil 305 zur Gleitringdichtung steuert. Die Steuerung insbesondere des Abflussventils 305 erfolgt dabei bevorzugt elektromagnetisch über entsprechende Schaltungen oder pneumatisch.
