DE1904758B2

DE1904758B2 - Vorrichtung zur abdichtung des plungers einer kolbenpumpe

Info

Publication number: DE1904758B2
Application number: DE19691904758
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Schettler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-01-31
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1976-01-22
Also published as: GB1285793A; RO55418A; DE1904758A1; BE744944A; NL7000212A; AT290999B; US3655207A; CH494355A; FR2030216A1

Description

Es ist bekannt, bei Hochdruck-Kolbenpumpen den Plunger gegenüber dem Zündergehäuse und der Außenatmosphäre durch Sioplbuchspaekungen abzudichten. Dabei ist im allgemeinen eine Siopfbuchsleckagc \on einigen Litern pro Stunde zulässig und zur Schmierung und Kühlung des Plungers unbedingt erforderlieh.

Bei Verwendung denn tiger Kolbenpumpen in Kernreaktoren zur Förderung von radioaktiven Flüssigkeiten ist jedoch eine Stoplbuchsleckage von einigen |/h erheblich zu hoch. Das gilt insbesondere dann, wenn mit derartigen Pumpen Schwerwasser gefördert werden soll. Hierbei muß vielmehr eine möglii.hsi hohe Dichtheit der .Stopfbuchspackung erreicht werden, so daß Stopfbuchsleckagen von weniger als eirem Liter pro Tag nicht überschritten werden.

Mit herkömmlichen Mitteln ist eine derartige Dicht heit jedoch nicht zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Siopl'buch.^paekung zu schaffen, die eine hohe Dichtheit der Packung selbst bei Flüssigkeiten mit extrem niedriger Viskosität gewährleistet, wobei gleichzeitig aber auch die notwendige Schmierung des Plungers sichergestellt sein soll.

Aus der schweizerischen Patentschrift 2 21 38b ist ein Pumpenkolben mit kegelförmigen l.ederscheiben bekannt. Zwischen je zwei L.ederscheiben sind kreisringförmige Scheiben angeordnet, die ebenfalls kegelförmig ausgebildet sind, am Umfang eine Nut aufweisen und dazu dienen, die l.ederscheiben beim Anziehen der Stopfbüchse nach außen zu pressen. Hierdurch kann der beim Lauf der Pumpe auftretende Verschleiß ausgeglichen werden.

Aus der LJSA.-Patentschrift 24 b8 285 ist weiterhin eine Anordnung mit rechteckigen Dichtungsringen bekannt Diese Dichtungsringe bestehen aus Metall und haben am Umfang Nuten, die teilweise mit Weichstoffmaterial ausgefüllt und teilweise leer sind.

Aus der Zeitschrift »Konstruktion«. 1959, Heft 11, S. 434 und 435 sind weiterhin kegelförmige Dichtringe bekannt, die am Umfang Nuten aufweisen. Diese Nuten können mit einer Ledereinlage versehen sein. Im Unterschied zum Anmeldungsgegenstand dient der mit einer umlaufenden Nut versehene Ring der Kegelpakkting als Dichtung. Wenn die Dichtfunktion dabei auseewährleistet sein soll, muß wegen des zur Anbringung der Nut notwendigen harten Materials der Kegelpackung ein so geringer Spalt zwischen Welle und Dichtring vorhanden sein, daß ein molekularer Schmierfilm aus der von der Pumpe zu fördernden Flüssigkeit sich nicht mehr aufrecht erhalten läßt. Sieht man einen breiteren Spalt zwischen Plunger und Kegelpackung vor. so reicht die Dichtwirkung für Flüssig keiten mit extrem geringer Zähigkeit nicht mehr aus.
Auch die Anordnungen der übrigen genannten be

ίο kannten Dichtungspackungen sind nicht geeignet, den Plunger einer Kolbenpumpe bei der Förderung von Flüssigkeiten mit extrem geringer Viskosität gegen einen hohen Druck ausreichend abzudichten. Erst die Kombination von Weichstoffringen mit rechteckigem Querschnitt und Zwischenringen aus härterem Material mit einer umlaufenden Nut ist geeignet, diese Bedingung zu erfüllen.

Die Erfindung betrifft damit eine Vorrichtung zur Abdichtung und Schirierung des Plungers einer KoI-benpumpe, insbesondere zur Förderung hochreiner und/oder giftiger Flüssigkeiten geringer Vi.skosiiäi. unter Verwendung einer Stopfbuchspackung, bei der Nuten an der dem Plunger zugewandten Oberfläche vorhanden sind. Das Neue besteht dabei darin, daß die Packung;·''inge rechteckigen Querschnitt aufweisen und daß zwischen je zwei Packungsringen aus weichem, leicht verformbarem Material zur Schmierung der Reibflächen ,wischen Packungsring und Plunger ein Zwischen-ing mit einer umlaufenden, mit der zu lördernden Flüssigkeit gefüllten Nut an der dem Plunger zugewandten Oberfläche angeordnet ist.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Λ11Ι-bau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Plunger mit einer entsprechenden .Stopfbuchspackung und

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Dichtring mit Nut.

Nach F i g. 1 pulsiert der Plunger 1 innerhalb der im Zylindergehäuse 2 gehaltenen Stoplbuchspackung 3. Das linke Ende des Plungers ist über einen Kreuzkopf 4 mit dem Antrieb 5 verbunden. Durch das rechte Plungerende 6 wird die zu fördernde Flüssigkeit über nicht näher dargestellte Ventile von unten nach oben durch das Pumpengehäuse 7 gefördert.

Die Stopfbuchspackung 3 besteht aus einzelnen Pnkkungsringen 8. der sogenannten Weichpackung. Zwischen diesen Packungsringen 8 sind jeweils Zwischenringe 9 nach der Erfindung angeordnet. Die Packungs-

S⁰ und Zwischenringe werden an beiden Enden von den Gleitringen 10 und den letztere umschließenden, meist aus Kunststoff gefertigten Abschlußringen 11 im Z>lindergehäuse 2 gehalten und von einer auf das freie Ende des Zylindergehäuses geschraubten Spannhülse 12 zusammengepreßt.

Die Zwischenringe 9 bestehen aus einem festeren Material als die Packungsringe 8 und weisen, wie insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen ist. auf der der Plungeioberfläche zugewandten Innenfläche 13 eine Nut 14 auf, die sich nach dem Anlaufen der Pumpen selbsttätig mit Flüssigkeit füllt.

Im Bereich von etwa zwei Drittel der Stoplbuchspackung, von der Hochdruckseite aus gesehen, ist im Zylindergehäuse 2 eine Bohrung 15 vorgese-

⁶S hen, die als Sperrwasseranschluß für die Stopfbuchspackung dient. Wenn beispielsweise auf der Hochdruckseiie ein Druck von 100 atü aufrechterhalten werden soll, so kann sich der Druck in dem rechten Teil der

Stopfbuehspaekung bis /um SperrwasseranschlulJ 15 »uf etua 3,5 aiii abbauen, so daß dann in der restlichen Stopfbuchse bis /um linken Ende gegen den Atmosphafendruck nur noch ein Druck von 3.5 atü zu beherrschen ist.

Da die Abstände der Zwischenringe in axialer Richtung relativ gering sind, wird wegen der mit Flüssigkeit gefüllten Nuten ein Trockenlaufen des Plungers innerhalb der Packung vermieden. Somit kommt es auch nicht /u einer unzulässig hohen Wärmeentwicklung mit Verbrennen der Packung sowie einem dadurch verur- * a eh ten Flüssigkeiisdurehbrueh durch die Packung, sondern es wird stets eine ausreichende Kühlung des Plungers sowie eine hohe Dichtheit der Packung gegen etwa austretende Flüssigkeit gewährleistet.

Die beschriebene Stopfbuchspackung ist besonders zur Abdichtung des Plungers einer Kolbenpumpe oder anderer oszillierender Bauteile geeignet, kann aVr auch zur Abdichtung rotierender Wellen, beispielsweise für Kreiselpumpen, verwendet werden: letzteres insbesondere dann, wenn die zu fördernde Flüssigkeit

ίο Verunreinigungen enthalt, so daß die bei Kreiselpumpen üblichen Gleitringdichlungen leicht zerstört wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Abdichtung und Schmierung des Plungers einer Kolbenpumpe, insbesondere zur Förderung hochreiner und/oder giftiger Flüssigkeiten geringer Viskosität, unter Verwendung einer Stopfbuchspackung, bei der Nuten an der dem Plunger zugewandten Oberfläche vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Pnckungsringe rechteckigen Querschnitt aufweisen und daß /wischen je zwei Packungsringen (8) aus weichem. leicht verformbarem Material zur Schmierung der Reibflächen zwischen Packungsring (8) und Plunger (6) ein Zwischenring (9) mit einer umlaufenden, mit der zu fordernden Flüssigkeit gefüllten Nut (14) an der dem Plunger (6) zugewandten Oberfläche angeordnet ist.