DE1811100B2 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 zur sickernden Flüssigkeit verhindern.

Verwendung von Wasser oder einer ähnlichen Bei Verwendung von Wasser oder einer ähnlichen

Flüssigkeit mit niedrigem spezifischem Gewicht 30 Flüssigkeit mit niedrigem Gewicht als Schmiermittel als Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß wird der Motor vorzugsweise als Asynchronmotor der Motor als Asynchronmotor mit radialem mit radialem Luftspalt ausgebildet.
Luftspalt (F i g. 3 und 4) ausgebildet ist. Durch die vorerwähnte erfindungsgemäße Gestal

tung der Dichtungsanordnung wird erreicht, daß 35 unter keinen Umständen die von der Pumpe bzw.

dem Rührer zu bewegende Flüssigkeit über den Bereich des flussigkeitsseitigen Rotorlagers des Motors hinaus bis in diesen vordringen kann, selbst wenn — wie dies gelegentlich unvermeidlich ist — die

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung 40 hinter dem genannten Lager angeordnete Dichtung für das flüssigkeitsseitige Lager des Rotors eines durch Verschleißerscheinungen od. dgl. nicht mehr Antriebsmotors für eine Pumpe oder einen Rührer, voll funktionsfähig sein sollte. Dadurch, daß der die eine die Rotorwelle umgebende, zwischen dem Motor im Gegensatz zu dem nach der genannten flussigkeitsseitigen Rotorlager und der Pumpe oder französischen Patentschrift verwendeten als dicht gedem Rührer vorgesehene, unter einem Überdruck 45 schlossener Kapselmotor ausgebildet ist, wird ein stehende, an eine Gaszuleitung angeschlossene, nur Druckabfall in der Gaskammer durch die etwa ein begrenztes Eindringen der von der Pumpe oder schadhaft gewordene Dichtung hindurch nach außen dem Rührer zu bewegenden Flüssigkeit zulassende verhindert, und im gleichen Sinne wird durch die auf Gaskammer aufv/eist. das vor der Dichtung befindliche Lager einwirkende

Bei Umwälzpumpen für flüssiges Natrium in Pri- 50 Druckumlaufschmierung bewirkt, daß der den märkreisläufen von Kernkraftanlagen ist es bekannt Druck in der Gaskammer übersteigende Druck der (KSB Technische Berichte 12 vom Mai 1967, S. 39), Umlaufschmierung ebenfalls dem Durchtritt von ein Schutzgaskissen über der freien Oberfläche des Gas bzw. Arbeitsflüssigkeit durch die Dichtung entüber dem Pumpenauslaß stehenden Natriumspiegels gegenwirkt.

anzuordnen, das ein Erreichen der Gleitringdichtung ₅₅ Die erwähnte Aufgabe wird also durch die Erfinder Pumpenwelle durch das flüssige Metall und dung in baulich einfacher Weise zuverlässig gelöst: dessen Berührung mit der Außenluft verhindert. Je- Selbst bei etwa auftretenden Verschleißerscheinundoch arbeitet bei dieser bekannten Anordnung das g_en an der mehrfach erwähnten Dichtung kann keine pumpenseitige Lager in der Förderflüssigkeit, so daß nennenswerte Absenkung des in der "Gaskammer das Lager beim Fördern von Verschleiß- und Korro- 60 herrschenden Sperrdruckes auftreten, da dieser aus sionserscheinungen hervorrufenden Flüssigkeiten bald dem gekapselten Motor nicht entweichen kann und der Beschädigung oder Zerstörung ausgesetzt ist. der Schmieröldruck, der vor der Dichtung wirksam

Darüber hinaus sind Dichtungsanordnungen be- wird, einem solchen Entweichen ebenfalls entgegenkannt, die dem Oberbegriff des vorstehenden An- wirkt.

spruchs 1 entsprechen (französische Patentschrift 65 Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 138 519). Derartige Anordnungen leiden unter dem der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden Mangel, daß bei der Verwendung der Pumpe oder näher beschrieben. Es zeigen
des Rührers für das Fördern bzw. Bewegen toxischer, Fig. 1 und 2 Längsschnitte durch eine Pumpe

* 3 4

bzw, ein Rührwerk, die je mit einem Asynchron- des Gnskammergehäuses 21 angebrachtes ^Verbin~

motor mit axialem Luftspalt versehen sind, und dungsstück, mittels dessen über eine HochdrucK-

Fig, 3 und 4 Längsschnitte durch eine Pumpe Gasleitung 32, ein normalerweise geschlossenes, von

bzw. ein Rührwerk, die je mit einem Asynchron- Hand öder elektrisch betätigtes Ventil JJ und e ne

motor mit radialem Luftspalt versehen sind 5 Hochdruck-Gasleitung 34 eine Verbindung zwischen

Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe ist mit einem der Gaskammer46 und einer Hochdruck-Gasquelle Asynchronmotor mit axialem Luftspalt versehen. 35 unterhalten wird. Zum Kuhlen und !schmieren ues 1 ist ein Gehäuse für Elektromotoren, in welchem Lagerteiles wird über eine in der teststenenaen die je mit einer Statorwicklung 2 versehenen Eisen- Welle 7 ausgebildete Bohrung 40 ein Kutu- una kerne 3 des Stators untergebracht sind. 4 ist eine io Schmiermittel zugeführt und über eine ebentaus in Zwischenplatte aus rostfreiem Metallblech zum Ab- der Welle 7 ausgebildete Bohrung 41 ab- und zu aer trennen eines Statorgehäuses 45 des Motors von einer Kühl- und Schmierrruttelquelle zuruckgetunrt. uie Gaskammer 46, die mit den Dichtungen 5 und 6 eine Bohrungen 40 und 41 sind über AnscnluUstucke <t_ luftdichte Abdichtung bewirkt. Die Dichtung 6 ist an die Leitung 43 bzw. 44 angeschlossen Jo ist em zwischen einem Flansch 8 einer feststehenden Welle 7 15 Anschlußkasten zum Anschließen des Motors an und der Zwischenplatte 4 angeordnet. Die fest- eine Energiequelle mittels elektrischer Leitungen,
stehende, nicht drehbare Welle ist mit dem Flansch 8 Beim Betrieb, wenn in das Gehäuse 25 eine 1-lusaus einem Stück gefertigt und bildet ein Widerlager. sigkeit eingebracht wird, versucht die Flüssigkeit Ein nach rückwärts aus dem Flansch 8 herausragen- hochzusteigen und durch den Zwischenraum oder der Teil 9 der Welle 7 erstreckt sich durch eine zen- 2c Spalt g., in die ursprünglich mit Gas gefüllte Uastrale öffnung in der Zwischenplatte 4 und wird von kammer 46 einzusickern. Wenn JiR Flüssigkeit den einer Nabe 10 aufgenommen, die in der Mitte des Pegelstand H., erreicht, ist das oas in der Gas-Elektromotors angeordnet und mit Hilfe d^· Dich- kammer 46 so verdichtet worden, dau es der Hustung 6 abgedichtet ist. Der hintere Teil 9 der Welle 7 sigkeit das Gleichgewicht hält. Wenn nun die Pumpe ist durch Aufschrauben einer Mutter 11 auf einen 25 an die elektrische Energiequelle angescniossen wird äußeren Gewindeabschnitt am Ende des hinteren und zu arbeiten beginnt, wird der Druck der in die Teiles 9 am Mittelteil des Elektromotors befestigt. Gaskammer 46 einsickernden Flüssigkeit mit dem

12 ist ein von einem rostfreien Metallblech einae- weiteren Betrieb der Pumpe gesenkt, so daß sich der kapselter Rotor, der an einem Rotorgestel' 13 be- Pegelstand der Flüssigkeit in der Gaskammer von festigt ist, das so angeordnet ist. daß es von der 30 //., auf H₁ senkt, so daß wiederum dem Druck des Zwischenplatte 4 durch einen Magnetspalt (Luft- Abdichtungsgases das Gleichgewicht gehalten wird, spalt) £, eetrennt ist. In der Mitte des Rotoreestells Um das Fließen der einsickernden Flüssigkeit in

13 ist ein Lager 14 untergebracht, das auf einem einem kreisförmigen Strom zu verhindern, sind aut vorderen Teil der feststehenden Welle 7 drehbar an- der Innenseite der Gaskammer 46 mehrere Maugeordnet ist. Das Lager kann ein Kugelwälzlager 35 platten 47 in radialer Richtung angeordnet, damit oder ein Gleit- oder Zapfenlager sein. 15 ist ein die einsickernde Flüssigkeit durch die Drehbewegung das Lager abdichtender Teil, beispielsweise eine der Antriebswelle 17 nicht zum Bilden eines Wirbelmechanische Dichtung, die eine Abdichtung zu der stromes angeregt wird, der ein Auslecken des Gases Lagerkammer hin bewirkt. 16 ist ein am vorderen durch den Spalts, bewirken wurde. Das GehäuseZl Ende des vorderen Teiles der feststehenden Welle 7 4° der Gaskammer 46 ist so konstruiert und gebaut, befestigter Sicherungsring zum Begrenzen der Axial- daß beim Einströmen einer Flüssigkeit in das Geverstellung des Lagers 14. 17 ist eine Antriebswelle häuse 25 der Flüssigkeitsspiegel unter dem dem mit einem mit ihr aus einem Stück gefertigten Niveau des Flansches der Antriebswelle entsprechen-Flansch 17'. der zum Zwecke der gemeinsamen Dre- den Pegelstand Η._Λ liegt und der Flüssigkeitsspiegel hung mit dem Rotor 12 mittels mindestens einer Be- 45 bis über den mit dem Niveau der Innenseite des Gasfcstigungsschraube 18 an dem zentralen Endteil des kammergehäuses 21 übereinstimmenden Pegelstand Rotorgestells 13 befestigt ist, so daß auf diese Weise H₁ gesenkt wird. Bei dieser Ausfuhrung kann der ein Flügelrad 24 der Pumpe angetrieben wird. Der Betrieb der Pumpe eingeleitet und angehalten wer-Rotor 12, das Rotorgestell 13 und die Antriebswelle den, ohne daß der Rotor 12 und das Rotorgestell 13 17 sind zum Teil in einer Gaskammer 46 angeordnet, so in die gepumpte Flüssigkeit eingetaucht werden.

die aus einem Gaskammergehäuse gebildet ist, das F i g. 2 zeigt ein mit einem Asynchronmotor mit mittels eines Bolzens 22 an dem Gestell 1 des Elek- axialem Luftspalt versehenes und die Merkmale der tromotors befestigt ist. Die Dichtungen 5 und 6 be- Erfindung aufweisendes, völlig lecksicheres gckapwirken eine luftdichte Abdichtung" zwischen dem seiles Motorrührwerk. In F i g. 2 sind die Teile des Gestell 1 des Elektromotors und efem Gaskammer- 55 Rührwerks mit der gleichen Aufgabe wie die Teile gehäuse 21. Die Antriebswelle 17 durchragt den der Pumpe nach F i g. 1 mit den gleichen Bezugs-Mittelteil einer Seitenwand des Gaskammergehäuses zeichen versehen. In Fig. 2 bedeutet 24 ein Kreisel-21 in der Weise, daß zwischen der Antriebswelle 17 rad für das Rührwerk an Stelle des Flügelrades fi.i und dem Gaskammergehäuse ein kleiner Spalt oder die Pumpe nach Fig. 1. 55 ist eine Seitenwand eines Zwischenraum g₂ besteht. Das durch eine Mutter 30 60 Rührtanks, 56 ein Flüssigkeitsspiegel in dem Rührmit Hilfe eines Keiles 23 an der Antriebswelle 17 tank und 53 eine Flüssigkeitsrückflußleiturig.
befestigte Flügelrad 24 der Pumpe ist in einem Im Betrieb, wenn das Rührwerk an eine Strom-Pumpengehäuse 25 untergebracht, an welchem eine quelle angeschlossen ist, beginnt das Kreiselrad sich Ansaugöfinung 26 und eine Abgabe- oder Förder- zu drehen und setzt der Rührbetrieb ein. Dabei öffnung 27 ausgebildet sind. Das Pumpengehäuse 25 65 sickert die Flüssigkeit durch den Spalt oder Zwiist unter Einlegung einer Dichtung 28 mit Hilfe von schenraum g₂ in die Gaskammer ein und bewegt sie Bolzen 29 an einer Seitenwand des Gaskammer- sich über die Innenwände des Gaskammergehäuse« gehäuses 21 befestigt. 3f ist ein an der Außenwand 21, so daß sie sich am Boden der Gaskammer an-

sammelt. Die angesammelte Flüssigkeit wird über das Gas aus der Hochdruckgasquelle der Gaskammer

die Hüssigkeitsrückflußleitung abgeführt, wobei sie zugeführt wurde, tritt das" Hochdruckgas aus der

sich zur Mitte des Kreiselrades bewegt, die den Gaskammer durch den Spalt g₂ in den Tank, bis der

Bereich mit dem niedrigsten Druck darstellt. Druck in der Gaskammer gleich P₂ wird, und

Die Pegslstände H₁, H₂ und H₃' haben bei dieser 5 dann ist

Ausführung die gleiche Bedeutung und Arbeitsweise P₃ = P₁ + yZi₂ + h₂l wie die Pegelstände in der Pumpe nach Fig. 1. Bei

dieser Bauweise steigt der Flüssigkeitsspiegel, wenn (H₂I ist ein in der durch die Rückflußleitung 53 zu-

das Rührwerk nicht in Betrieb ist, bis zu einer Höhe rückfüeßenden Flüssigkeit auftretender Druckabfall),

nahe dem Spalt g₂ an, so daß der Gaskammer aus io Die Werte von Zi₂ und dessen inneren Durchmessers

der Hochdruck-Gasquelle Gas zugeführt werden der Rückflußleitung 53 sind so bemessen, daß muß, um den Flüssigkeitsspiegel vor Beginn des

Betriebes des Rührwerks bis auf den PegelstandΗ_Λ' Κ>^ρά ^{= ρ}ι + vK + h₂ ^l>^p\

zu senken. ist.

Zur weiteren Erläuterung der Ausführungsform 15 Infolge dieser Anordnung tritt Flüssigkeit ständig mit horizontaler Achse ist auf das Vorhandensein durch den Spalt g, in die Gaskammer und bewegt der Rückflußleitung 53 (Fig. 2 und 4) hinzuweisen. sich längs der Innenwand derselben, um an ihrem Angenommen, der Druck an dem vorderen Aus- Boden gesammelt zu werden. Die auf diese Weise gangsteil (nahe der Flügelrad-Nabe) der Rückfluß- in der Gaskammer gesammelte Flüssigkeit wird leitung 53 sei in Betrieb P₁, der Druck an einem Ab- ao durch die Rückflußleitung in den Tank zurückschnitt zwischen der Rückenfläche des Flügelrad- geführt.

kranzes und der Wandoberfläche des Gaskammer- Es ist also ersichtlich, daß während des Betriebs die

Gehäuses 21 nahe dem Spalt g₂ sei P₂ und der Druck Flüssigkeit, die an dem Lager Schaden verursachen

in der Gaskammer sei P₃. könnte, daran gehindert wird, mit dem Dichtungs-

Wenn der Motor außer Betrieb bleibt, ist der 25 abschnitt 15, geschweige denn mit dem Lager-Flüssigkeitsstand in der Gaskammer H_v der durch abschnitt, in Berührung zu kommen, den Druck P₀ und den Flüssigkeitsstand Zi₁ in dem Aus obigem geht hervor, daß die Drücke im Vcr-Rührtank bestimmt wird. In diesem Zeitpunkt wird hältnis P₂ > P₃ > P₁ stehen, wenn der Motor bei ein Zutritt der Flüssigkeit zu dem Lagerabschnitt, der Ausführungsform mit horizontaler Welle in Beder eine Beschädigung des Lagers verursachen 30 trieb ist. Die Drücke stehen abc im wesentlichen könnte, durch die Dichtung 15 verhütet. Diese Dich- im Verhältnis P₁ = P₂ = p_{v we}nn der Motor stiiltung erleidet keinen Schaden, da der Motor still- steht,
steht. Wenn der Motor läuft, während die Zufuhr von

Vor Beginn des Betriebs muß das Ventil 33 be- Gas durch Offenhalten des Ventils 33 fortgcse'./t

tätigt werden, um Hochdruck-Gas aus der Hoch- 35 wird, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Änorti-

druckgas-Quelle 35 in die Gaskammer einzuführen nung ausgezeichnete Ergebnisse beim Rühren \;üi

und den Flüssigkeitsstand von W₄ auf H₃ abzusenken. Flüssigkeit erzielen.

Dabei strömt Gas durch den Spalt g₂. Da dieser je- F i g. 3 zeigt eine mit einem Asynchronmotor mit

doch sehr kleine Abmessungen aufweist, hat der radialem Luftspalt versehene und die Merkmale eier

Gasdurchgang durch den Spalt g₂ keine ernstliche 40 Erfindung aufweisende gekapselte Motorpumpe. In

Wirkung, wenn Hochdruckgas der Gaskammer in Fig. 3 sind die Teile der Pumpe mit der gleich.η

einer Menge zugeführt wird, die erheblich größer Aufgabe wie die Teile der Pumpe nach Fig. 1 mit

als der genannte Gasverlust ist, was sich leicht be- den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Pumpe

werkstelligen läßt. nach Fig. 3 ist die Zwischenplatte 4 von z\lin-

Der Wert von P₂ läßt sich durch Abziehen eines 45 drischer Form. Der Rotor 12 überträgt die Enersie

Druckabfalls Zi₁/, der durch den Umlauf des Flügel- auf die wie bei üblichen gekapselten Motorpumpen

rads verursacht wird, von dem maximalen Druck durch feststehende Lager 14 und 66 gehaltene

P₀+ γ Zi₁ bestimmen, der durch den Druck P₀ in dem Flügelradantriebswelle 17. Die Pumpe nach Fig. 3

Tank, den Flüssigkeitsstand Zi₁ in dem Tank und das unterscheidet sich von der Pumpe nach F i _c. I

spezifische Gewicht γ festgelegt ist, oder: 50 durch die Tatsache, daß der Rotor 12 in dem Durchlaßkanal für ein Schmier- und Kühlmittel angeord-

P₂ = P_a + J-Zi₁ — Ztji. net ist, das, wie in Fig. 3 gezeigt, über die Leitung

43 zu- und über die leitung 44 abfließt. Bei der

Der Wert von P₂ läßt sich also beliebig steuern, bis Pumpe nach Fig. 3 verwendet man Wasser oder

er einen maximalen Wert erreicht, indem man den 55 sonstige Flüssigkeiten mit niedrigem spezifischem

Spalt zwischen dem Flügelradkranz und der Wand Gewicht, um die durch die Drehbewegung des

der Gaskammer einstellt. Flügelrades bzw. der Scheibe m der Flüssigkeit be-

P₁ ist der Druck an der Saugseite des Flügelrads. wirkten Reibungsverluste auf ein Mindestmaß her-

Der Spalt zwischen dem Flügelrad-Kranz und der abzusetzen.

Wand der Gaskammer wird so eingestellt, daß P₂ 60 Fig. 4 zeigt ein Rührwerk mit einer Pumpe der

höher als P₁ sein kann. Bauart nach F i g. 3. Das in F i g. 4 veranschaulichte

Wenn das Ventil 33 geschlossen wird, um die Gas- Rührwerk arbeitet in gleicher Weise wie das Rührzufuhr abzustellen, nachdem der Motor lief, während werk nach F i g. 2.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ■Λ

   korrodierender oder Abrieb begünstigender Sub-

   PatemansDrttche· stanzen die Funktionsfähigkeit der Dichtung des

   mentanspruüie. flUssigkeilssetligen Lagers des Rotors des Antriebs-

   1. Dichtungsanordnung für das flüssigkeit*- motors für die Pumpe bzw..Jm,Rührer ,₀ gefäh_rseitige Lager des Rotors eines Antriebsmotors 5 licher Weise in Mitleidenschaft gezogen werden für eine Pumpe oder einen Rührer, die eine die kann. A„r„_ah„ „,„_π1ι1η» α· Rotonvelle umgebende, zwischen dem flüssig- Der Erfindung hegt die Aufgabe»zugrunde die keitsseitigen Rotorlage und der Pumpe oder vorerwähnte bekannte Dichtungsanordnung dahindem Rührer vorgesehene, unter einem überdruck gehend zu verbessern, daß em Vordringen des Forstehende, an eine Gaszuleitung angeschlossene, io derguts von der Pumpe bzw. von dem Rührer über nur ein begrenztes Eindringen dir von der Pumpe den Bereich des flussigkeitsseitigen Rotorlagers des oder dem Rührer zu bewegenden Flüssigkeit zu- Motors hinaus bis in ciesen unter allen Umstanden !assende Gaskammer aufweist, dadurch ge- verhindert wird, und zwar selbst dann wenn die kennzeichnet, daß der Antriebsmotor (2 hinter dem erwähnten Lager angeordnete Dichtung bis 4, 12, 13) als gekapselter Motor ausgebildet 15 *twa infolge von Verschleißerscheinungen nicht mehr und das Lager (14) an ein mit einem den Druck voll funktionsfähig sein sollte.

   in der Gaskammer (46) übersteigenden Druck Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gearbeitendes Druckumlaufschmiersystem (43, 44) löst, daß der Antriebsmotor als gekapselter Motor angeschlossen ist. ausgebildet und das Lager an ein mit einem den

   2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, da- 20 Druck in der Gaskammer übersteigenden Druck ardurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der bettendes Druckumlaufschmiersystem angeschlossen die Gaskammer (46) gegenüber der Pumpe (24, ist.

   25) oder dem Rührer abgrenzenden Wand zahl- Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn auf der

   reiche Stauplatten (47) radial in der Weise an- Innenseite der die Gaskammer gegenüber der Pumpe

   geordnet sind, daß sie die Ausbildung einer 25 oder dem Rührer abgrenzenden Wand zahlreiche

   Kreisströmung der einsickernden Flüssigkeit ver- Stauplatten radial in der Weise angeordnet sind, daß

   hindern. sie die Ausbildung einer Kreisströmung der ein-