DE19519322A1 - Seal between impeller and casing wall of centrifugal pump - Google Patents
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist eine zwischen der Gehäusewand und der Deckscheibe des Laufrades einer Kreiselpumpe angeordnete Dichtung, bei der die Dichtungspartner Gehäusewand und Deckscheibe mit im wesentlichen ringförmigen, gegebenenfalls durch separate Bauteile gebildeten Oberflächen ausgestattet sind, welche aufgrund einer gegenseitigen Anpassung eine Dichtfunktion ausüben.The invention relates to a between the housing wall and the Cover disc of the impeller of a centrifugal pump arranged seal, in which the Sealing partner housing wall and cover plate with essentially ring-shaped, are optionally equipped with surfaces formed by separate components, which perform a sealing function due to mutual adaptation.
Mit Hilfe einer solchen Dichtung soll ein Rückstrom von geförderter Flüssigkeit aus dem Druckbereich einer Kreiselpumpe in deren Saugbereich auf ein Mindestmaß begrenzt werden. Eine in diesem Bereich häufig angewendete Dichtung ist die Spaltdichtung. Der zwischen den Oberflächen der beiden Dichtungspartner verbleibende Spalt ist dabei so zu bemessen, daß ein vertretbarer Kompromiß zwischen Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit der Kreiselpumpe entsteht. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die minimal erreichbare Spaltweite von verschiedenen Einflüssen abhängig ist. So können z. B. Wellendurchbiegungen und Schwingungen dafür verantwortlich sein, daß nur ein relativ weiter Spalt mit entsprechend hohen Leckverlusten zu verwirklichen ist. Bei verschmutzter Flüssigkeit muß überdies mit einer durch die abrasive Wirkung der Schmutzteile verursachten Spalterweiterung gerechnet werden. Es ist also vor allem bei Schmutzwasserkreiselpumpen mit einem ansteigenden Spaltverlust zu rechnen.With the help of such a seal, a backflow of conveyed liquid is intended the pressure range of a centrifugal pump in its suction range to a minimum be limited. A seal that is frequently used in this area is Gap seal. The one between the surfaces of the two sealing partners The remaining gap is to be dimensioned so that an acceptable compromise between economy and operational safety of the centrifugal pump. It must be taken into account here that the minimum achievable gap width of is dependent on various influences. So z. B. shaft deflections and Vibrations are responsible for having only a relatively wide gap correspondingly high leakage losses can be realized. When dirty Liquid must also with an abrasive effect of the dirt parts caused gap expansion can be expected. So it's mostly at Dirty water centrifugal pumps can expect an increasing gap loss.
Um einem stetigen Verschleiß der Spaltdichtung an Kreiselpumpen zur Förderung abrassiver Medien Rechnung zu tragen, wurde bereits vorgeschlagen, eine Nachstellmöglichkeit des Spaltes über einstellbare Dichtungselemente vorzusehen. Die DE-35 13 116 A1 beschreibt eine derartige Spaltdichtung. Es versteht sich von selbst, daß eine mit einstellbaren Spaltdichtungen versehene Kreiselpumpe vergleichsweise aufwendig ist. Wenn eine derartige Pumpe auch längere Standzeiten besitzt als eine vergleichbare Pumpe ohne nachstellbare Dichtungen, so muß dennoch der für das Einstellen, die Kontrolle und das zeitige Nachstellen der Dichtungselemente notwendige Arbeitsaufwand als Nachteil gewertet werden.To promote constant wear of the gap seal on centrifugal pumps Abrasive media have already been proposed, one The gap can be adjusted using adjustable sealing elements. DE-35 13 116 A1 describes such a gap seal. It goes without saying even that a centrifugal pump provided with adjustable gap seals is comparatively complex. If such a pump also longer Has a service life as a comparable pump without adjustable seals, so it still has to be used for adjustment, control and timely adjustment of the sealing elements necessary work can be considered a disadvantage.
Ziel der Erfindung ist eine Abdichtung, die im Neuzustand keiner Einstellung bedarf, die nur in einem sehr geringen Maße verschleißt und die selbst im verschlissenen Zustand noch eine ausreichende Dichtwirkung aufweist.The aim of the invention is a seal that requires no adjustment when new, which wears out only to a very small extent and which even wears out Condition still has a sufficient sealing effect.
Ausgehend von einer Dichtung der eingangs genannten Art wird dies erfindungs gemäß dadurch erreicht, daß einer der beiden Dichtungspartner eine als Bürste ausgebildete Oberfläche besitzt, welche auf einer glatten Gegenfläche des anderen Dichtungspartners aufliegt.Based on a seal of the type mentioned this is fiction achieved in accordance with that one of the two sealing partners one as a brush trained surface, which on a smooth counter surface of the other Sealing partner rests.
Die als Bürste ausgebildete Oberfläche kann dabei am drehenden Teil, also am Laufrad, oder am stehenden Teil, dem Gehäuse, angeordnet sein. Die durch die Bürste und die glatte Gegenfläche, die gegebenenfalls mit Eindrehungen versehen sein kann, gebildete Dichtstrecke kann dabei axial oder radial verlaufen. So kann also beispielsweise eine im Gehäuse angeordnete Bürste, deren Borsten zur Achsmitte weisen, auf einer Umfangsfläche des Laufrades aufliegen oder es kann eine am Saugmund des Gehäuses angeordnete Bürste, deren Borsten achsparallel verlaufen, mit einer als glatte Gegenfläche ausgebildeten Stirnwand des Laufrades zusammenarbeiten.The surface designed as a brush can on the rotating part, that is Impeller, or on the standing part, the housing. The through the Brush and the smooth counter surface, which may have indentations can be formed sealing section can run axially or radially. So can So for example a brush arranged in the housing, the bristles for Point axis center, rest on a peripheral surface of the impeller or it can a brush arranged on the suction mouth of the housing, the bristles of which are axially parallel run, with an end wall of the impeller designed as a smooth counter surface work together.
Waren bei den bisher geschilderten Ausführungen die Borsten senkrecht oder in etwa senkrecht zur glatten Gegenfläche angeordnet, so besteht auch die Möglichkeit, die Borsten schräg zur Gegenfläche anzuordnen oder diese parallel zur Gegenfläche verlaufen zu lassen.In the previously described designs, the bristles were vertical or in arranged approximately perpendicular to the smooth counter surface, there is also Possibility to arrange the bristles at an angle to the counter surface or parallel to the Let the counter surface run.
Zweckmäßigerweise werden die Borsten in einem ringförmigen Träger, insbesondere aus Kunststoff, angeordnet, wobei der Träger in eine Ausnehmung des Laufrades oder des Gehäuses eingesetzt ist. Die Borsten können aus Metall, aus Kunststoff oder einem beliebigen anderen Material bestehen. Je nach Anbringungsort der Bürste kann es dabei zweckmäßig sein, auf der druck abgewandten Seite des Trägers einen Stützring für die Borsten vorzusehen. The bristles are expediently in an annular carrier, in particular made of plastic, with the carrier in a recess the impeller or the housing is inserted. The bristles can be made of metal, made of plastic or any other material. Depending on The location of the brush can be convenient on the pressure away from the side of the carrier to provide a support ring for the bristles.
Aufgrund ihrer Elastizität legen sich die Borsten an die glatte Gegenfläche an. Hierdurch wird eine wirkungsvolle Abdichtung mit minimaler Reibung und minimalem Verschleiß gewährleistet. Selbst größere Fertigungstoleranzen können ohne Nachjustieren ausgeglichen werden.Due to their elasticity, the bristles rest on the smooth counter surface. This creates an effective seal with minimal friction and minimal Wear guaranteed. Even larger manufacturing tolerances can be avoided Readjustments can be compensated.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung liegt in deren Fähigkeit, faser- oder streifenförmige Bestandteile ohne schädliche Auswirkungen für das Laufverhalten der Kreiselpumpe aufzufangen. Solche vor allem in kommunalem Abwasser enthaltene Beimengungen können bei Kreiselpumpen mit einem herkömmlichen Dichtspalt zu einem Blockieren der Pumpe führen, wenn sie zwischen die unnachgiebigen Dichtungspartner geraten, sich dort verkeilen und das Laufrad abbremsen.A major advantage of the seal according to the invention lies in its ability to fibrous or striped components without harmful effects for the Catch the running behavior of the centrifugal pump. Such especially in municipal Waste water contained in centrifugal pumps with a conventional sealing gap lead to a blockage of the pump if it get between the relentless seal partners, get stuck there and that Brake the impeller.
Tatsächlich erhöhen die sich an der Bürste anlagernden Beimengungen noch die Dichtheit der Bürste. Eine solche Steigerung der Dichtheit kann auch gezielt herbeigeführt werden durch eine rundum verlaufende, durch die Borsten gestützte Dichtfolie, die etwa die gleiche Höhe besitzt wie die Borsten.In fact, the additions to the brush increase the Tightness of the brush. Such an increase in tightness can also be targeted are brought about by an all-round, supported by the bristles Sealing film that is about the same height as the bristles.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. The Drawing shows in
Fig. 1 eine mit einem Einschaufel-Laufrad und einer erfindungsgemäßen Dichtung ausgestattete Abwasser-Kreiselpumpe in Schnittdarstellung, in Fig. 1 is equipped with a single-bladed impeller and a seal according to the invention sewage centrifugal pump in a sectional view, in
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus einer der Fig. 1 entsprechenden Kreiselpumpe mit einer leicht abgewandelten Dichtung, in Fig. 2 shows an enlarged section of a centrifugal pump corresponding to FIG. 1 with a slightly modified seal, in
Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt mit einer alternativ ausgeführten Dichtung, und in Fig. 3 a of Fig. 2 corresponding cutout with an alternatively executed seal, and in
Fig. 4 einen Ausschnitt mit einer weiteren Alternative der erfindungsgemäßen Dichtung. Fig. 4 shows a detail with a further alternative of the seal according to the invention.
Die in der Fig. 1 dargestellte Kreiselpumpe besitzt ein Gehäuse 1, das über einen Einlauf 2 und einen Auslaß 3 verfügt. Am Gehäuse 1 ist ein Lagerträger 4 befestigt, der eine Welle 5 trägt. An der Welle 5 ist ein Laufrad 6 angeordnet, dessen vordere Deckscheibe 7 zur Einlaufseite des Gehäuses 1 weist.The centrifugal pump shown in FIG. 1 has a housing 1 which has an inlet 2 and an outlet 3 . On the housing 1 , a bearing bracket 4 is attached, which carries a shaft 5 . An impeller 6 is arranged on the shaft 5 , the front cover disk 7 of which faces the inlet side of the housing 1 .
Im Einlauf 2 ist ein aus einem Kunststoff bestehender ringförmiger Träger 8 vorgesehen, in dem mehrere Reihen Borsten einer rundum verlaufenden Bürste 9 eingebettet sind. Die Bürste 9 steht senkrecht auf einer glatten Gegenfläche 10, die von einer kreisringförmigen Stirnfläche am Saugmund des Laufrades 6 gebildet wird.In the inlet 2 , an annular carrier 8 consisting of a plastic is provided, in which several rows of bristles of an all-round brush 9 are embedded. The brush 9 is perpendicular to a smooth counter surface 10 which is formed by an annular end face on the suction mouth of the impeller 6 .
Die Fig. 2 zeigt eine grundsätzlich in gleicher Weise aufgebaute Dichtung. Zusätzlich ist bei dieser Dichtung ein Stützring 11 vorgesehen, der, auf der Saugseite des Laufrades 6 angeordnet, die Bürste 9 gegen den auf der anderen Seite anstehenden Differenzdruck abstützt. Fig. 2 shows a seal constructed basically in the same way. In addition, a support ring 11 is provided in this seal, which, arranged on the suction side of the impeller 6 , supports the brush 9 against the differential pressure present on the other side.
Bei der Ausführung der Fig. 3 findet ein Träger 12 Verwendung, der radial nach innen gerichtete Borsten einer Bürste 13 trägt. Die mit der Bürste 13 zusammen wirkende glatte Gegenfläche 14 ist auf der Umfangsfläche des Laufrades 6 angeordnet. Auch hier stehen die Borsten senkrecht auf der Gegenfläche 14.In the embodiment of FIG. 3, a carrier 12 is used which carries bristles of a brush 13 directed radially inwards. The smooth counter surface 14 which cooperates with the brush 13 is arranged on the peripheral surface of the impeller 6 . Here, too, the bristles are perpendicular to the counter surface 14 .
Eine andere Stellung der Borsten zur Gegenfläche 14 ergibt sich bei der in Fig. 4 dargestellten Variante der erfindungsgemäßen Dichtung. Die in einem Träger 15 befestigten Borsten einer Bürste 16 verlaufen in etwa parallel zur Gegenfläche 14; durch den auf der Druckseite des Laufrades 6 entstehenden Differenzdruck werden sie auf die Gegenfläche 14 gepreßt.Another position of the bristles relative to the counter surface 14 results in the variant of the seal according to the invention shown in FIG. 4. The bristles of a brush 16 fastened in a carrier 15 run approximately parallel to the counter surface 14 ; by the differential pressure arising on the pressure side of the impeller 6 , they are pressed onto the counter surface 14 .
Neben den in der Zeichnung dargestellten Varianten sind noch weitere der Erfindung folgende Ausführungen möglich. So kann beispielsweise die als Bürste ausgebildete Oberfläche am Laufrad und die glatte Gegenfläche im Pumpen gehäuse angeordnet sein. Für alle Ausführungen gilt gleichermaßen: Selbst nach einem - erst nach langem Einsatz zu erwartenden - Verschleiß der Borsten bleibt noch eine relativ gute Abdichtung, die vergleichbar ist mit einer engen Spaltdichtung, erhalten.In addition to the variants shown in the drawing, there are also other variants Invention following designs possible. For example, as a brush trained surface on the impeller and the smooth counter surface in the pump be arranged housing. The same applies to all versions: Even after a wear of the bristles - which is only to be expected after long use - remains still a relatively good seal that is comparable to a tight one Gap seal, preserved.
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