DE1813676B2

DE1813676B2 -

Info

Publication number: DE1813676B2
Application number: DE1813676A
Authority: DE
Inventors: Alf Anders Anselm Nacka Eriksson (Schweden)
Original assignee: Aktiebolaget Svenska Precisionsverktyg, Nacka (Schweden)
Priority date: 1967-12-11
Filing date: 1968-12-10
Publication date: 1978-12-07
Also published as: SE333506B; GB1251686A; US3552888A; DE1813676C3; FR1597793A; JPS4947321B1; DE1813676A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Pumpen verunreinigter Flüssigkeiten, bei der zwischen dem pumpenseitigen Lager und dem Pumpenrad eine Wellendichtung und eine Sekuiidäreinrichtung aus elastischem Werkstoff angeordnet ist, die eine an der Pumpenradnabe anliegende, den Raum außerhalb der Wellendichtung von dem druckseitigen Radseitenraum trennende Dichtlippe aufweist.

Bei einer bekannten Kreiselpumpe für verunreinigte Flüssigkeiten (SW-PS 1 78 428) ist als Sekundärdichtung eine Membran aus elastischem Werkstoff vorgesehen, die eine an der konischen Pumpenradnabe anliegende, den Raum außerhalb der Wellendichtung von dem druckseitigen Radseitenraum trennende Dichtlippe aufweist. Die Dichtlippe der Membran besteht aus der Spitze einer dem Konus der Pumpenradnabe angepaßten zentrischen Bohrung der Membran. Zwischen der Membran und der Wellendichtung sind zusätzlich noch Dichtringe angeordnet, wobei Dichtringe und Membran an einer Hülse befestigt sind, welche die Wellendichtung « trägt und verschiebbar im Pumpengehäuse angeordnet ist. Der für die Sekundärdichtung erforderliche Bauaufwand ist deshalb recht erheblich.

Ferner ist eine Kreiselpumpe bekannt (US-PS 22 32 648), bei der ebenfalls als Sekundärdichtung eine «> Membran aus elastischem Werkstoff mit einer hervorstehenden Dichtlippe vorgesehen ist. Um den Raum zwischen der Membran und der Pumpennabe von Fremdkörpern freizuhalten, wird zum Fortspülen von Verunreinigungen reines Wasser über ein besonderes <■>'> Leitungssystem zugeführt.

Es sind auch Dichtungsarten bekannt (Maschinenbautechnik 3. Jahrgang, Heft 9, September 1954, S. 443-450), wobei sich die Dichtflächen während des Betriebs nicht berühren, um eine Abnutzung während des Betriebes zu verhindern. Hierzu werden feste Dichtungsteile durch einen Fliehkraftregler aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Pumpe der eingangs geschilderten Art das Eindringen von festen Partikeln zu der Wellendichtung zu vermeiden, ohne daß es des zusätzlichen Einsatzes von Schmutzpartikeln fernhaltendem reinen Wassers bedarf.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtlippe axial an der Nabenstirnfläche des Pumpenrades anliegt und auf der dem Radseitenraum zugekehrten Seite eine ringförmige radial nach innen hinterschnittene Ausnehmung aufweist

Bei einer solchen Sekundärdichtung kann auf eine besondere Spülung verzichtet werden. Ferner ergibt sich eine erhebliche konstruktive Vereinfachung der Sekundärdichtung. Erfindungsgemäß ist die Dichtlippe durch die hinterschnittene Ausnehmung so gestaltet, daß im Stillstand der Pumpe durch den Druck im Radseitenraum die Dichtlippe auf die Nabenstirnfläche gedrückt wird, da im Raum außerhalb der Wellendichtung noch der vom Betrieb der Pumpe herrührende Unterdruck vorhanden ist. Damit wird im Stillstand der Pumpe das Eintreten von Schmutzwasser in den Raum außerhalb Jer Wellendichtung vermieden. Durch den beim Betrieb der Pumpe im Radseitenraum herrschenden Unterdruck bzw. Minderdruck wird der Andruck der Dichtlippe verringert, die zumindest so weit von der Nabenstirnfläche des Pumpenrades abhebt, daß sich auch im Raum außerhalb der Wellendichtung der niedrigere Druck einstellen kann. So bleibt während des Pumpenbetriebs die Dichtlippe im entlasteten Zustand und ist keinem großen Verschleiß unterworfen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Dabei handelt es sich um die Ausbildung der Dichtlippe an einer ringförmigen Scheibe, weiche in einfacher Weise ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Achsenschnitt durch eine Kreiselpumpe im Bereich des pumpenseitigen Lagers,

F i g. 2 einen Querschnitt der Sekundärdichtung,

Fig.3 einen vergrößerten Schnitt des äußeren Randes der Sekundärdichtung,

Fig.4 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Sekundärdichtung.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Pumpengehäuse bezeichnet, welches in seinem unteren Abschnitt 12 Einlasse 14 für das schlammhaltige Wasser aufweist. Im Pumpenraum 16 ist ein Pumpenrad 18 mit Schaufeln 20 bekannter Art am vorstehenden Ende einer Welle 22 befestigt. Eine Diffusor-Schale 24 begrenzt den Durchgang, in welchem die Schaufeln 20 arbeiten und bildet zusammen mit einer Pumpengehäuseabdeckung 26 einen druckseitigen Förderkanal 28, welcher in einen Auslaß 30 mündet, dessen unterer Teil mit einem sog. Verschleißring 32 versehen sein kann.

Auf der Welle 22 sitzt der Rotor 34 eines Elektromotors 38. Die Welle ist auf beiden Seiten des Motors gelagert; es ist das pumpenseitige Lager 36 in F i g. 1 zu sehen. Das Lager 36 ist durch einen Ring 42 an einer Schulter der Zwischenwand 40 gehalten.

Die Pumpengehäuseabdeckung 26 ist mit einem Deckel 44 aus Metall versehen, welcher in das Gehäuse

10 bzw. dessen Zwischenwand 40 eingesetzt und mittels Schrauben 46 befestigt ist Es wird so eine ölkammer 48 abgeteilt, in der zwischen der Welle 22 und dem Deckel 44 eine Wellendichtung 50 in Form einer Flachdichtung angeordnet ist, welche einen mit dem Deckel verbundenen stationären Dichtring 52 aufweist und einen passend aus zwei Elementen zusammengesetzten, umlaufenden Dichtring 54, der bei Drehung der Welle 22 mittels einer Schutzhülle 56 aus elastischem Material and einer Befestigungshülse 58 aus hartem Material auf der Welle verschiebbar und mittels einer Feder 60 in Dichteingriff an den stationären Dichtring 52 gedrückt ist.

Ferner ist die Pumpengehäuseabdeckung 26 mit einer Scheibe 62 aus Gummi oder ähnlichen elastischem Material versehen. Sie kann eine Ringschulter 64 aufweisen. Die Scheibe 62 ist an ihrer Rückseite, die in F i g. 1 nach oben gerichtet ist, mittels einer Metallplatte 66 verfestigt oder verstärkt, an die sie angeklebt oder aulvulkanisiert ist. Diese Platte 66 gibt der Scheibe 62 für alle auftretenden Biegebelastungen und dergleichen die erforderliche mechanische Härte. Die Scheibe 62 erstreckt sich radial über den Deckel 44 hinaus und ist mit einem ringförmigen Vorsprung 68 (F i g. 3) versehen, welcher so beschaffen ist, daß er in eine Nut an der Außenkante des Deckels 44 einschnappen kann. Außerdem kann der Vorsprung 68 durch eine Feder, z. B. eine Schraubenfeder 70, verstärkt sein, welche vorzugsweise an die Scheibe 62 anvulkanisiert ist. Die Scheibe 62 mit der Platte 66 ist am Deckel 44 mittels mehrerer Schrauben 72, die über den ganzen Umfang verteilt sind, befestigt. Diese Schrauben liegen so dicht wie möglich an der Welle 22. Durch die Platte 66 und den Eingriff über 68, 70 wird die Scheibe 62 am Deckel 44 fest gehalten, trotz der Art, wie die Schrauben 72 vorgesehen sind.

Wenn die Pumpe im Betrieb ist, bildet sich ein Überdruck auf der Druckseite des Pumpenrades aus, der mit der Förderhöhe variiert. Ein Schlitzt 74 zwischen der Rückseite des Pumpenrads 18 und der Scheibe 62 steht mit der Druckseite des Pumpenraums 16 in Verbindung und enthält daher ebenfalls Schmutzwasser. Um zu verhindern, daß das Wasser in die Wellendichtung 50 eindringt, versieht man bei bekannten Pumpen die Rückseite des Pumpenrades mit kleinen Schaufeln, so daß dann ein Unterdruck auf der Druckseite des Pumpenraumes im Radseitenraum 76, radial innerhalb des Schlitzes, erzeugt wird.

Zusätzlich ist nun bei der in den F i g. 1 — 3 gezeigten Ausführungsform die Scheibe 62 mit einer ringförmigen Dichtlippe 78 versehen, die mit ihrer Dichtfläche 80, die z. B. flach sein kann, an einer gleichen Fläche an der Nabenstirnfläche des Pumpenrades 18 anliegt. Die Dichtlippe ist so ausgebildet, daß die Dichtfläche 80 bei Ruhelage der Lippe etwas unter die flache Unterseite der Scheibe 62 reicht, wie in F i g. 2 zu sehen ist. Infolge der Hinterschneidung einer ringförmigen Ausnehmung 82 in der Scheibe 62 verringert sich die radiale Breite der Dichtlippe 78 mit wachsender Entfernung von der Fläche 80. Die Platte 66 kann unterhalb der Dichtlippe 78 einen Ring 84 aufweisen. Die Dichtlippe 78 kann auch getrennt aus elastischem Material, wie Gummi, hergestellt sein und mit der Scheibe 62 verbunden werden.

Die Dichtlippe 78 wird normalerweise mit einem vorbestimmten Druck an die ebene Flache 80 des Pumpenrades 18 gepreßt Der Kompressionsgrad der Dichtlippe kann groß sein, so daß sich große Toleranzen für den einstellenden Verschleiß an der Dichtlippe bzw. dem Pumpenrad ergeben. Wenn das Pumpenrad rotiert, entsteht im Radseitenraum 76 neben der Dichtlippe 78 ein Unterdruck. Infolge ihrer Gestaltung greift dann eine Kraft an der Dichtlippe an, die die Dichtlippe vom Pumpenrad 18 während des Betriebes abzuheben sucht

ίο Durch Bemessung der Dichtfläche und des Andruckes der Dichtlippe bei Stillstand der Pumpe ist es möglich, daß die Dichtung entweder ganz öffnet und damit der Raum 86 außerhalb der Wellendichtung auf den gleichen Druck, der außen herrscht, gebracht und gehalten wird oder daß ein Unterdruck im Raum 86 geschaffen wird, wobei der Unterdruck einen etwas höheren Wert als der Unterdruck im Radseitenraum 76 hat, um zu verhindern, daß die Wellendichtung 50 einer ungewöhnlich hohen Druckdifferenz ausgesetzt ist die

zu einem erhöhten Ölverbrauch in der Kammer 48 führen würde.

Wenn die Pumpe anhält, verschwindet der Unterdruck im Radseitenraum 76, indem sich nun ein höherer Druck einstellt, der die Dichtlippe 78 an die Nabenstirnfläche des Pumpenrades 18 als Folge der Hinterschneidung der Ausnehmung 82 andrückt, so daß der Unterdruck im Raum 86 aufrechterhalten wird.

Wenn es nicht möglich ist, während des Arbeitens der Pumpe einen ausreichenden Unterdruck im Radseitenraum 76 aufrechtzuerhalten, so wird die gleiche Wirkung auch durch die an die Nabenstirnfläche des Pumpenrades 18 gepreßte Dichtlippe erreicht, die wieder abhebt, sobald sich ein neuer Unterdruck einstellt. Unter normalen Arbeitsbedingungen herrscht ein solcher Unterdruck, so daß die Dichtlippe dynamisch gegen hohe Andruckkräfte und somit gegen Verschleiß geschützt ist. Die Sekundärdichtung ist somit als hydrodynamische Dichtung ausgebildet und ermöglicht eine Druckverminderung im Raum 86, aber keinen

4» Überdruck. Ferner ist der Andruck der Dichtlippe an das Pumpenrad 18 selbstregulierend. Dadurch wird verhindert, daß Schmutz in den Raum 86 eindringt und zur Wellendichtung 50 gelangt. Zusätzlich erhält man günstige Druckbedingungen auf beiden Seiten der

■»') Wellendichtung und damit die Zufuhr der richtigen Schmiermittelmenge an die Dichtflächen.

Das Pumpenrad 18 und die Scheibe 62 sind einem ständigen Verschleiß infolge des dauernden Kontaktes mit den Verunreinigungen im Wasser unterworfen. Dies

"i'i ist auch der Fall, wenn das Gummimaterial, aus dem die Scheibe 62 hergestellt ist, einen hohen Abtriebwiderstand hat Die Dichtung kann jedoch auf einfache Weise entfernt und ersetzt werden, ohne daß die Welle 22 bzw. die Wellendichtung 50 ausgebaut wird. Nach Entfernen

■>") des Pumpenrades 18 bei 88 ist die Scheibe 62 zum Auswechseln zugänglich.

Die Fig.4 zeigt eine Ausführungsform mit einer inneren Dichtlippe 104 und eine Dichtlippe 106, die hinterschnitten ist, die der DichMippe 78 der Fig. 1—3

''» entspricht. Die Wirkung dieser Sekundärdichtung ist die gleiche wie die der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kreiselpumpe zum Pumpen verunreinigter Flüssigkeiten, bei der zwischen dem pumpenseitigen Lager und dem Pumpenrad eine Wellendichtung und eine Sekundäreinrichtung aus elastischem Werkstoff angeordnet ist, die eine an der Pumpenradnabe anliegende, den Raum außerhalb der Wellendichtung von dem druckseitigen Radseitenraum trennende Dichtlippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (78; 106) axial an der Nabenstirnfläche des Pumpenrades (i8) anliegt und auf der dem Radseitenraum (76) zugekehrten Seite eine ringförmige, radial nach innen hinterschnittene Ausnehmung (82) aufweist

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (78; 106) an einer Scheibe (62) angeformt ist, die den Radseitenraum (76) begrenzt und an einem der Wellendichtung (50) zugekehrten Deckel (44) des Pumpengehäuses befestigt ist

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (62) auf ihrer dem Radseitenraum (76) abgekehrten Seitenraum (76) abgekehrten Seite mit einer metallischen Platte (66) versehen ist.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Bereich der Scheibe (62) an dem Deckel (44) mittels Schrauben (72) und der Außenrand der Scheibe am Deckel durch Rastenmittel (68,70) befestigt ist.