DE1528884B1

DE1528884B1 - Stillstandsdichtung für Kreiselpumpen

Info

Publication number: DE1528884B1
Application number: DE1962W0031544
Authority: DE
Inventors: George Merritt Wilfley; Irvin Frank Zagar
Original assignee: Wilfley & Sons Inc A
Current assignee: Wilfley & Sons Inc A
Priority date: 1961-08-22
Filing date: 1962-01-25
Publication date: 1971-07-15
Also published as: SE311822B; DK117541B; US3137237A; GB934311A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Stillstandsdichtung für _ der Flansch 42 erstreckt sich vom Pumpenrad nach Kreiselpumpen mit einer am Außenumfang einge- vorn und ragt unter Einhaltung eines Abstandes von spannten Membran, die an ihrem Innenumfang eine den Wänden einer Nut 43, welche in dem Pumpenradiale, gegen eine radiale Gegendichtfläche an der radgehäuse angeordnet ist, in diese hinein und bildet Welle im Stillstand unter Eigenspannung der Mem- 5 so mit dieser eine Labyrinthdichtung. In der gleichen bran anliegende Dichtfläche aufweist, die infolge der Weise ragt ein in Umfangsrichtung verlaufender, während des Laufs der Pumpe eintretenden, auf die seitlich vorstehender Flansch 45 von dem Pumpen-Membran wirkenden Druckdifferenz von der Gegen- rad in eine Nut 46 hinein, die in dem Pumpenraddichtfläche abgehoben wird. gehäuse angeordnet ist.

Bei derartigen Stillstandsdichtungen kommt es ίο Das Strömungsmittel tritt durch die Einlaßöffnung darauf an, daß diese im Stillstand der Pumpe sicher 50 des Pumpenrädgehäuses ein, wird durch die anliegen, im Betrieb, um einen Verschleiß auf ein Pumpenflügel 37 auswärts gefördert und tritt aus der Minimum herabzusetzen, ebenfalls sicher abgehoben Pumpe durch die Austrittsöffnung 51 aus. Die Abwerden und dann nach Beendigung des Betriebes saugflügel 38 pumpen Strömungsmittelmengen herwieder in sicherer Weise zurückgeführt werden. Um 15 aus, welche durch die von dem Flansch 45 und der diese sichere Zurückführung auf alle Fälle zu er- Nut 46 gebildete Labyrinthdichtung hindurchsickert, zielen, werden bei bekannten Stillstandsdichtungen Das Pumpenradgenäuse hat einen hinterdrehten

zusätzliche Metallfedern verwendet, die die Dich- Abschnitt 55, und zwischen dem Pumpenradgehäuse tungsflächen nach Beendigung des Betriebes wieder und dem Außenteil des Pumpenrades ist ein ringin eine dichte Anlage gegeneinander drücken. 20 förmiger Zwischenraum 56 vorhanden. Dadurch kann

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- das Strömungsmittel, welches durch die vom Flansch gründe, eine derartige Stillstandsdichtung zu schaffen, 45 und der Nut 46 gebildete Labyrinthdichtung hinmit der eine verstärkte Rückstellkraft ohne zusatz- durchsickert, in einen Raum A gelangen. Dieser liehe Metallfedern erzielt werden kann. Raum A liegt zwischen dem Pumpenradgehäuse und

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß 25 einem Teil der Dichtung 60. Ein anderer Raum .B die Membran als Balg mit einer sich von den Be- Hegt zwischen der Dichtung 60 und einem Teil des festigungsrändern radial nach innen erstreckenden Sammelgehäuses 26 und einem Abschnitt einer Falte ausgebildet ist und daß die radiale Dichtfläche Wellenbuchse 62, welche auf der Pumpenradwelle am radial inneren Bereich der einen Faltenwand an- · befestigt ist.

geordnet ist. Diese Ausbildung der Membran als 30 Die Wellenbuchse 62 hat ein Paar ringförmiger Balg führt dazu, daß beim Abheben die Balg- Nuten 65 und 66, welche sich in der Außenfläche konfiguration eine beträchtliche elastische Rückstell- der Buchse befinden, und das Sammelgehäuse 26 hat energie speichert, die bei Beendigung des Betriebes ein entsprechendes Paar ringförmiger Nuten 68 und wirksam wird und in der Lage ist, ohne Verwendung 69, welche in der Innenfläche des Gehäuses angezusätzlicher Metallfedern die Dichtungsfläche, die am 35 ordnet sind. Die Nuten 68 und 69 sind jeweils zu radial inneren Bereich der einen Faltenwand ange- den Nuten 65 und 66 axial ausgerichtet, ordnet ist, in sicherer Weise wieder zurückzuführen. Durch das Sammelgehäuse 26 ist eine Absaug-

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung Öffnung 70 hindurchgeführt. Jedes in dem Raum B unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung befindliche Strömungsmittel gelangt durch den erläutert werden. Es zeigt 40 Zwischenraum zwischen der Wellenbuchse 62 und

F i g, 1 eine Schnittansicht einer Pumpe im Still- dem Sammelgehäuse 26 und von dort durch die stand und ringförmigen Nuten 65 bis 69 und durch die Absaug-

Fig. 2 eine Schnittansicht der gleichen Pumpe im Öffnung 70 nach außen. Betrieb mit abgehobener Stillstandsdichtung. Die Dichtung 60 ist eine Membrandichtung, die

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Pumpengehäuse, 45 aus einem biegsamen Material besteht und aus Werkweiches allgemein mit 10 bezeichnet ist. Das Gehäuse stoffen, wie Gummi, Teflon oder Polyäthylen, herbesitzt eine Grundplatte 11, welche aufwärts ver- gestellt sein kann. In einigen Fällen kann die Memlaufende Tragteile 12 und 13 zum Halten ver- bran als biegsamer metallischer Balg ausgeführt sein, schiedenartiger Pumpenteile hat. Dargestellt ist ein Balg, der aus einem Kunststoff be-

Ein ringförmiger Bauteil 15 trägt ein Kugellager 50 steht, der eine gute Korrosionsbeständigkeit und 17 mit Kugeln 18, einem inneren Kugellagerring 19 Abriebfestigkeit hat und der weiterhin so biegsam und einem äußeren Kugellagerring 20. Dieses Lager ist, daß er die erforderliche Bewegung der Membran dient zum Lagern eines Abschnittes der Pumpenrad- während des Betriebes gestattet, welle 25. Das Kugellager wird in seiner Lage zwi- Der Balg kann die in F i g. 1 gezeigte Lage zur

sehen einer Schulter 27 der Pumpenradwelle und 55 Herstellung einer Abdichtung einnehmen und kehrt einem Abschnitt eines Sammelgehäuses 26 festge- in diese Lage immer dann zurück, wenn die Drücke halten. an den beiden Seiten der Membran diese nicht aus

Ein Abschnitt 28 der Pumpenradwelle mit kleine- der dargestellten Stellung abheben, rem Durchmesser ist gleichfalls in einem Kugellager Ein Rand 75 des Balges ist an dem Pumpenrad-

30 gelagert, welches in einem Teil 31 des Sammel- 60 gehäuse mit Hilfe eines ringförmigen Klemmringes gehäuses 26 angeordnet ist. 76 festgeklemmt, welcher mit einer Anzahl in Ab-

Das Ende 34 der Pumpenradwelle weist ein ständen angeordneter Schrauben 77 an dem Gebläse-Schraubengewinde auf, und auch auf dieses Ende 34 radgehäuse angeschraubt ist.

ist ein Pumpenrad 35 aufgeschraubt. Das Pumpenrad In der gleichen Weise ist der gegenüberliegende

hat eine Anzahl Pumpenflügel 37 und eine Anzahl 65 Rand 80 des Balges mit seinem ringförmigen Klemm-Absaugflügel 38. ring 81 an dem Sammelgehäuse 26 festgeklemmt, der

Das Pumpenradgehäuse ist mit 40 bezeichnet. Ein durch eine Anzahl in Abständen angeordneter in Umfangsrichtung verlaufender, seitlich vorstehen- Schrauben 82 festgehalten ist. Die einander gegen-

überliegenden Kanten des biegsamen Balges, der eine Dichtfläche trägt, sind an festen Teilen starr befestigt. Die Falte 85 des Balges hat einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Von der Rückseite des Balges erstreckt sich ein ringförmiger Flansch 86, dessen Außenfläche eine flache Dichtungsfläche bildet.

Die flache Dichtungsfläche des Flansches 86 der Dichtung kann mit einer flachen Dichtungsfläche in Eingriff kommen, die an der Wellenbuchse 62 angeordnet ist und die ein von der Wellenbuchse 62 getragener Einsatz 87 sein kann. Dieser Einsatz besteht aus einem geeigneten, gegen Verschleiß und Ätzung widerstandsfähigen Material und besitzt eine flache Dichtungsfläche, welche mit der flachen Dichtungsfläche des Balges satt zur Anlage kommt.

In F i g. 1 befindet sich die Dichtung in der wirksamen Dichtungsstellung, und die Pumpe befindet sich in Ruhe. In diesem Zustand herrscht in dem Raum A der Strömungsmitteldruck der Pumpe, und ao dieser Druck ist normalerweise wesentlich größer als der atmosphärische Druck, welcher in dem Raum B infolge der Verbindung mit der Atmosphäre durch die Absaugöffnung 70 herrscht. Daraus folgt, daß auf der Pumpenradseite der Membran ein größerer Druck herrscht als auf der Absaugöffnung der Membran, und die Membran wird demzufolge durch die einwirkenden Drücke ebenso wie durch das natürliche Bestreben der Membran selbst, die Dichtungsstellung einzunehmen, in die abdichtende Lage gebracht.

Beim Betrieb der Pumpe und der Drehbewegung der Pumpenradwelle wirken die Pump- und Absaugflügel auf das in der Pumpe befindliche Strömungsmittel ein, und der Druck in dem Raum A sinkt unter den atmosphärischen Druck, worauf der in dem Raum B herrschende atmosphärische Druck die Dichtungsmembran in die Offenstellung bewegt (Fig. 2).

Die Membran wird in der in Fig. 2 dargestellten Stellung während des Betriebes der Pumpe festgehalten, weil die Drücke, welche auf den beiden Seiten der Membran einwirken, die Membran in dieser Stellung halten. Wie in F i g. 2 durch Pfeile angedeutet, wird jede Strömungsmittelmenge, welche an der hydraulischen Abdichtung vorbeigelangt, durch die Absaugöffnung 70 aus der Pumpe abgezogen. Es ist offensichtlich, daß die Dichtungsflächen der Membran und des Einsatzes 87 während der Drehbewegung der Pumpenradwelle außer Berührung sind.

Es tritt praktisch kein Strömungsmittelverlust durch die Dichtung auf, weder beim Anlaufen noch beim Abstoppen der Pumpe, weil sich die Membran nicht in die Offenstellung bewegt, bevor die Absaugflügel das Strömungsmittel aus dem Raum A im wesentlichen entfernt haben. Wenn die Pumpe gestoppt wird, bewegt sich die Membran in die Dichtungsstellung zurück, sobald wiederum Strömungsmittel in den Raum A gelangt und der Druck in dem Raum über den Wert des atmosphärischen Druckes ansteigt.

Die Membran wird in die Offenstellung bewegt, sobald die Pumpe innerhalb weniger Sekunden auf eine nennenswerte Drehzahl kommt, und es tritt deshalb keine wesentliche Reibungsberührung zwischen den Dichtungsflächen beim Anlassen der Pumpe ein.

Gleichfalls findet nur eine sehr geringe Reibungsberührung zwischen den Dichtungsflächen statt, wenn die Pumpe gestoppt und die Membran in die Dichtungsanlage zurückbewegt wird, weil die benötigte Zeit zum Stoppen der Pumpe sehr kurz ist, nachdem der Antrieb abgeschaltet ist.

Claims

Patentanspruch:

Stillstandsdichtung für Kreiselpumpen mit einer am Außenumfang eingespannten Membran, die an ihrem Innenumfang eine radiale, gegen eine radiale Gegendichtfläche an der Welle im Stillstand unter Eigenspannung der Membran anliegende Dichtfläche aufweist, die infolge der während des Laufs der Pumpe eintretenden, auf die Membran wirkenden Druckdifferenz von der Gegendichtfläche abgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Balg mit einer sich von den Befestigungsrändern radial nach innen erstreckenden Falte (85) ausgebildet ist und daß die radiale Dichtfläche (86) am radial inneren Bereich der einen Faltenwand angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy