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Kreiselpumpe mit einer für den Betrieb und Stillstand wirkenden W
ell ensp altab dichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe mit einer
für den Betrieb und Stillstand wirkenden Wellenspaltabdichtung, z. B. einer Stopfbuchse,
bei welcher neutrale Sperrflüssigkeit dem Saugmund eines auf der dem Läufer zugewandten
Seite der Stopfbuchse vorgesehenen Hilf sf örderrades zwischen letzterem und der
Stopfbuchse zugeleitet wird.
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Die Wellenspaltabdichtungen nach Art von z. B. Gleitringdichtungen
oder Stopfbuchsen haben den Vorteil der einfachen Ausführung und leichten Auswechselbarkeit
der der Abnutzung unterliegenden Teile, z. B. der Packungsringe von Stopfbuchsdichtungen.
Sie haben gegenüber »stopfbuchslosen« Wellenspaltabdichtungen durch Hilfsförderräder
od. dgl., die beim Betrieb mit offenem Wellenspalt arbeiten, noch den Vorzug, daß
sie den Wellenspalt auch bei in der Pumpe auftretenden Druckschwankungen, bei Gasausscheidungen
oder Dampfbildung oder gegen Einsaugen von Luft abdichten.
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Diese Dichtungen haben aber den Nachteil, daß sie schnell verschleißen
oder unbrauchbar werden, wenn sie mit schleißend wirkenden Bestandteilen der Förderflüssigkeit,
z. B. deren Kristallen, mit aggressiven Flüssigkeiten, z. B. Säuren oder Laugen,
oder heißen Flüssigkeiten in Berührung kommen oder gegen diese abdichten müssen.
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Bei bekannten Pumpen ist es bereits vorgeschlagen worden, vor der
Stopfbuchse neutrale Spülflüssigkeit am Wellenspalt einzuleiten, um zu verhindern,
daß die Förderflüssigkeit mit der Stopfbuchse in Berührung kommt. Diese Pumpen haben
den Nachteil, daß die Spülflüssigkeit mit einem Druck eingeleitet werden muß, der
dem größten Druck entspricht, der am Wellenspalt auftreten kann. Bei wechselndem
Druck am Wellenspalt, der sich in Abhängigkeit vom Förderdruck in der Pumpe einstellt,
wird entweder Spülflüssigkeit durch die Stopfbuchse nach außen oder durch den Wellenspalt
in die Pumpe gedrückt. Der Verbrauch von Spülflüssigkeit ist bei diesen Pumpen nicht
unerheblich und macht sich besonders störend bemerkbar, wenn die Spülflüssigkeit
in den Pumpenraum einfließt und sich mit der Förderflüssigkeit vermischt. Besonders
dann, wenn der Wellenspalt vom Förderdruck durch Hilfsförderräder od. dgl. entlastet
ist und am Wellenspalt ein gegenüber der Atmosphäre niedrigerer Druck auftreten
kann, wird die gesamte eingeleitete Spülflüssigkeit in den Pumpenraum eingesaugt.
Eine wesentliche Reduzierung des Verbrauchs von Spülflüssigkeit ist bei diesen Pumpen
nur dann möglich, wenn die Zuführung der Spülflüssigkeit in Abhängigkeit vom Pumpendruck
bzw. vom Druck, der am Wellenspalt auftritt, geregelt wird. Dies ist aber nur mit
diffizilen Regelorganen möglich, die aber auch dann versagen, wenn z. B. die Zufuhr
von Spülflüssigkeit vorübergehend ausfällt. Schließlich ist aber auch die feinste
Regelung von einer ununterbrochenen Zuführung der Spülflüssigkeit abhängig.
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Wenn die Zuführung der Spülflüssigkeit vorübergehend aussetzt, ist
bei diesen bekannten Ausführungen die Stopfbuchse nicht mehr gegen Zudringen der
Förderflüssigkeit geschützt, weil dann vor der Stopfbuchse keine Spülflüssigkeit
mehr verbleibt oder nur noch unwirksam kleine Mengen.
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Andere bekannte Ausführungen, bei denen der Wellenspalt vor der Stopfbuchse
durch ein im Pumpenraum angeordnetes Hilfsförderrad druckentlastet oder abgedichtet
wird, besitzen den Nachteil, daß sich das Hilfsförderrad beim Fördern von auskristallisierenden
oder krustenbildenden Flüssigkeiten leicht zersetzen kann, wenn die Zuführung von
Spülflüssigkeit vorübergehend aussetzt, abgesehen davon, daß der Verbrauch von Spülflüssigkeit
bei diesen Ausführungen wegen der großen Berührungsfläche zwischen Spül- und Förderflüssigkeit
sehr groß ist.
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Besonders diese Nachteile werden durch die Erfindung behoben. Sie
beruht im wesentlichen darauf, daß bei einer Pumpe der eingangs erwähnten Art das
Hilfsförderrad in einer vom Pumpenraum getrennten Kammer angeordnet ist, welche
über einen im Durchmesser möglichst kleinen engen Ringspalt zwischen dem Pumpengehäuse
und der das Hilfsförderrad enthaltenden Kammer mit dem Inneren des Pumpengehäuses
in Verbindung steht, und daß die Sperrflüssigkeit in den Saugmund dieses Hilfsförderrades
eingeleitet wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Längsschnitt.
Die Wand a zwischen dem Pumpengehäuse
b und dem Hilfsförderradgehäuse c, in welchem das Hilfsförderrad angeordnet
ist, bildet mit der Welle einen möglichst engen Ringspalt d mit geringem Durchmesser.
An der Laufradrückwand ist ein zweiter Ringspalt e angeordnet, der zusammen mit
dem Ringspalt d eine Kammer f begrenzt, in die Entlastungskanäle g
oder zum Saugmund führende Bohrungen h münden, um diesen Wellenspalt d vom Förderdruck
der Pumpe zu entlasten.
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Bei einer Pumpe dieser Ausführung stellt sich beim Betrieb im Gehäuse
c des Hilfsförderrades ein Druck ein, der dem Druck in der Kammer f das Gleichgewicht
hält und sich diesem selbsttätig anpaßt, so daß durch den Ringspalt d keine Förderflüssigkeit
vom Pumpenraum in das Hilfsförderradgehäuse oder auch vom Hilfsförderradgehäuse
in den Pumpenraum keine neutrale Flüssigkeit fließen kann.
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Die Berührungsfläche zwischen der neutralen Flüssigkeit und der Förderflüssigkeit
wird auf die kleine Fläche im Spalt d begrenzt. Durch drucklose Einleitung kleinster
Mengen neutraler Sperrflüssigkeit durch den Kanal k wird eine Zirkulation durch
den Ringspalt d zum Pumpenraum erzwungen, wodurch mit Sicherheit ein Übertreten
der Förderflüssigkeit in das Hilfsförderradgehäuse verhindert wird. Die Druckerhöhung
der drucklos eingeleiteten Spülflüssigkeit bewirkt das Hilfsförderrad in.
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Wenn die Zuführung der neutralen Spülflüssigkeit infolge Störungen
vorübergehend oder auch längere Zeit versagt, so hört die Zirkulation von Spülflüssigkeit
über den Spalt d in dem Pumpenraum auf, während der Druck im Hilfsförderradgehäuse
erhalten bleibt, so daß auch in diesem Fall ein Eindringen von Förderflüssigkeit
in das Hilfsförderradgehäuse verhindert und die Förderflüssigkeit mit Sicherheit
von der Wellenspaltdichtung ferngehalten wird. Die Berührung zwischen Spül- und
Förderflüssigkeit bleibt auf den engen Spalt d beschränkt, so daß sich nur kleinste
Mengen Förderflüssigkeit mit der Spülflüssigkeit vermischen können und erst nach
längerer Betriebsdauer kleinste eiengen Förderflüssigkeit in das Hilfsförderradgehäuse
eindringen können, wo sie aber mit der durch das Hilfsförderrad in Zirkulation gehaltenen
größeren :Menge Spülflüssigkeit sofort vermischt und weitgehend neutralisiert werden.
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Aber auch dann, wenn die Pumpe mit stark wechselndem Druck arbeitet,
wird ein Überströmen von Förderflüssigkeit in das Hilfsförderrad verhindert, da
diese Druckschwankungen von der Stopfbuchse abgefangen werden.
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Besonders der Umstand, daß das Volumen der Spülflüssigkeit im Hilfsförderradgehäuse
erhalten bleibt, gibt der Pumpe besonders gute Notlaufeigenschaften, wenn längere
Zeit keine frische Spülflüssigkeit zugeführt wird. Durch die Anordnung des Hilfsförderrades
und Entlastungsvorrichtungen für den Wellenspalt d wird außerdem erreicht, daß die
Stopfbuchse beim Betrieb der Pumpe drucklos oder nur mit ganz geringem Überdruck
belastet wird.
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Die Ausführung nach der Erfindung hat auch noch den Vorteil, daß das
Hilfsförderrad, welches die Wellenspaltdichtung druckentlastet, nur mit neutraler
oder weitgehend neutralisierter Förderflüssigkeit beauflagt wird, so daß das Hilfsförderrad
immer voll wirksam bleibt, während Hilfsförderräder, die mit der Förderflüssigkeit
in Berührung kommen, sich z. B. durch Auskrista:llisierungen und Verkrustungen leicht
zusetzen.
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Da die Wirkung der Wellenspaltabdichtung nach der Erfindung unabhängig
von der Art und Durchführung der Druckentlastung für den Wellenspalt d ist, kann
hierfür die einfachste Ausführung - Entlastungsbohrungen h oder g - verwandt werden,
die den Vorzug haben, daß sie sich wegen der großen Durchflußgeschwindigkeit nicht
so leicht zusetzen wie beispielsweise Hilfs.förderräder.