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Sandschutzglocke für Wanddurchführungen von unter Wasser laufenden
Wellen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sandschutzglocke für Wanddurchführungen
von unter Wasser laufenden Wellen, die bei einfachster Bauart und kleinen Baumaßen
außerordentlich wirksam ist. Sie ist besonders geeignet für rotierende Pumpen, Unterwassermotore
usw.
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Der durch mitgeführten Sand hervorgerufene starke Verschleiß an Stopfbüchsen,
Wellen, Lagern bei Kreiselpumpen und Unterwassermotoren zwingt zu besonderen Schutzvorrichtungen
und Maßnahmen. Es ist z. B. bekannt, bei Schlamm- und Schmutzwasserpumpen die Stopfbüchsen
gegen den mitgeführten Sand und damit vor vorzeitiger Zerstörung zu schützen, indem
auf der Rückseite des Schaufelrades Entlastungsschaufeln angebracht werden, die
das Fördergut nach dem Radumfang schleudern und damit den Sand von dem Dichtungsspalt
im Wellendurchgang fernhalten. Es ist auch bekannt, auf der Welle eine glockenförmige
sogenannte Sandschutzglocke anzubringen, die mit der Welle umläuft und den Dichtungsspalt
zwischen Welle und Gehäuse umgreift. Durch ihre Schleuderwirkung sollen diese Sandsc'hutzglocken
den Sand ebenfalls nach außen schleudern und damit vom Dichtungsspalt fernhalten.
Diese vorgenannten Schutzvorrichtungen sind nur sehr bedingt wirksam, da sie keine
kontinuierliche Strömung erzeugen und infolge der im Spalt zwischen Glocke und Gehäuse
auftretenden Wirbelströmung trotz der Schleuderwirkung des Glockenrandes immer Sandpartikelchen
aus dem umgebenden Förderstrom an die gefährdeten Dichtungsstellen heranziehen.
Eine andere bekannte Schutzmaßnahme bei Kreiselpumpen besteht darin, von außen Klarwasser
unter höherem Druck durch den Dichtungsspalt in das Gehäuse zu pressen, so daß das
sandführende Fördermittel infolge seines geringeren Druckes nicht entgegen dem Klarwasser
an den Dichtungsspalt gelangt. Diese Maßnahme bedingt das Vorhandensein von Klarwasser
und erfordert eine besondere Druckpumpe, die das Klarwasser mit dem erforderlichen
Überdruck in den Dichtungsspalt drückt.
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Die erwähnten Mängel der bekannten Sandschutzglocken werden erfindungsgemäß
dadurch behoben, daß an dem der Gehäusewand zugekehrten Rand der den Dichtungsspalt
umgreifenden Sandschutzglocke ein Schleuderrad angeordnet ist, das durch im Oberteil
der Glocke vorgesehene Eintrittsöffnungen und ein den Eintrittsöffnungen vorgeschaltetes,
mit der Glocke umlaufendes Filter ständig Wasser aus dem sandführenden Förderstrom
ansaugt und am Dichtungsspalt vorbei wieder nach außen fördert. Durch das den Eintrittsöffnungen
vorgeschaltete Filter wird der mitgeführte Sand aus dem angesaugten Wasser entfernt.
Auf diese Weise wird aus dem die Glocke umgebenden sandführenden Wasser selbst ein
kontinuierlicher Strom klaren Wassers am Dichtungsspalt vorbeigeführt.
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Als Filter kann ein feinmaschiges Drahtgewebe dienen, das am Glockenhals
vor den Eintrittsöffnungen angebracht ist. Dieses ist gegen mechanische Beschädigungen
wie auch gegen Zuwachsen infolge Verockerung empfindlich. Erfindungsgemäß kann diese
Anordnung dadurch verbessert .,werden, daß an Stelle des feinmaschigen Drahtgewebes
ein oder mehrere in sehr geringem Abstand voneinander angebrachte glatte Schleuderscheiben
am Glockenhals angeordnet sind, wobei das durch die Eintrittsöffnungen in der Glockenwand
angesaugte Wasser zwischen den Schleuderscheiben langsam nach innen strömt, so daß
der mitgeführte Sand auszentrifugiert wird.
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Da die Lebensdauer und Dichtwirkung der im Wellendurchgang angeordneten
Dichtung, seien es Packungsringe, Lippenringe oder Schleifringe, wesentlich abhängig
ist von dem darauf ruhenden Druck des Fördermittels, kann die Sandschutzglocke gemäß
der Erfindung als Entlastungsvorrichtung dienen, indem der Zulauf zu dem mit der
Glocke verbundenen Schleuderrad durch einen im Innenraum der Sandschutzglocke vor
der Dichtung angeordneten Drosselspalt oder durch entsprechende Dimensionierung
der Eintrittsöffnungen gedrosselt wird. Hierdurch wird in der Glocke ein Unterdruck
erzeugt und damit die Dichtung selbst vom statischen Druck des die Glocke umgebenden
Wassers entlastet.
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Naturgemäß wird durch die Drosselung am Saugeinlauf des Schleuderrades
die Strömungsgeschwindigkeit im Schaufelrad stark verringert, wodurch die Bildung
der unerwünschten Wirbelströmung im Schleuderrad verstärkt wird. Gemäß der Erfindung
wird diese ganz wesentlich dadurch herabgesetzt, daß
die Schaufelkanäle
im Schleuderrad sich nicht wie bei normalen Kreiselrädern in der Radebene nach dem
Umfang zu verbreitern, sondern statt dessen nach dem Umfang zu entweder keilförmig
schmaler werden oder ihre Breite behalten.
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In der Zeichnung ist in Fig. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Auf der Welle a ist die Sandschutzglocke b mit einem am unteren Ende der Sandschutzglocke
angebrachten Schleuderrad c durch eine Mutter d fest verbunden. Innerhalb des Hohlraumes
e der Sandschutzglocke b ist eine mit der Welle umlaufende Schleifringdichtung f
angeordnet, die im Betriebe axial abdichtend auf einer Gegenfläche g am stillstehenden
Gehäuse fi gleitet. In Fig. 1 ist den Saugöffnungen i und j ein feinmaschiges Drahtsieb
L und in Fig. 2 ein schmaler, zwischen Schleuderscheiben radial verlaufender Spalt
k vorgeschaltet. Fig.3 stellt das an der Unterseite der Sandschutzglocke angeordnete
Schleuderrad c mit den Schleuderkanälen m von unten gesehen dar.
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Die Funktion der Sandschutzglocke ergibt sich ohne weiteres aus der
Zeichnung. Das sandführende Fördermittel wird durch den Sog des Schleuderrades c
über das Filtersieb Z bzw. durch den als Zentrifuge wirkenden Spalt k in den Hohlraum
e gesaugt. Dabei wird es von dem mitgeführten Sand befreit. Das Schleuderrad
c befördert das angesaugte Klarwasser wieder nach außen.
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Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Strom von klarem Wasser
über den Dichtungsspalt geführt. Durch entsprechende Dimensionierung der Saugöffnungen
i und j kann der Zulauf von Klarwasser in den Hohlraum e so weit gedrosselt
werden, daß die Dichtung f vom statischen Druck der äußeren Flüssigkeit entlastet
wird.
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Die im vorstehenden als Sandschutzglocke bezeichnete Vorrichtung kann
auch mit anderen in verunreinigten Flüssigkeiten umlaufenden Maschinenteilen verbunden
sein. Beispielsweise kann das Schleuderrad an der Rückwand eines normalen Kreiselpumpenrades
angeordnet sein. Wesentlich ist, daß ein Schleuderrad mit entsprechenden Saugöffnungen
und einer diesen vorgeschalteten Sandabscheideeinrichtung so zusammenwirkt, daß
eine im Saugraum des Schleuderrades angeordnete Dichtung ständig von einem Klarwasserstrom
umspült wird.