DE19613486C2

DE19613486C2 - Formation of seals for centrifugal pumps to reduce the gap leakage current in the suction mouth area of the pump impeller

Info

Publication number: DE19613486C2
Application number: DE1996113486
Authority: DE
Inventors: Niels Due Jensen; Erik Svarre
Original assignee: Grundfos AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: DE19613486A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Dichtungsausbildung für Kreiselpumpen zur Verminderung des Spaltverluststromes im Saugmundbereich des Pumpenlaufrades gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention is based on a seal design for centrifugal pumps Reduction of the gap leakage current in the suction mouth area of the pump impeller according to the preamble of claim 1.

Eine Dichtungsausbildung dieser Art ist in der US-Patentschrift 4,909,707 be schrieben. Sie betrifft eine Spaltdichtungsausbildung für Kreiselpumpen, die einen im Querschnitt L-förmigen Dichtungsring aus starrem Material aufweist, mittels einer Zapfen-Loch-Konstruktion mit viel Spiel in der Pumpengehäusewand selbst einstellend angeordnet und mit zwei zusätzlichen elastischen O-Ringen zur Berüh rungsabdichtung an der Gehäusewand versehen ist. Eine derartige Dichtungsaus bildung eignet sich nicht für mehrstufige Kreiselpumpen mit Abdeckkappe oder dergleichen vor den Laufrädern, weil sie wegen ihres komplizierten Aufbaus und aus Platzgründen nicht in den engen Bereichen am Einlauf der Laufräder an geordnet werden kann.A seal design of this type is disclosed in U.S. Patent 4,909,707 wrote. It relates to a gap seal design for centrifugal pumps, the one has in cross section L-shaped sealing ring made of rigid material, by means of a pin-hole construction with a lot of play in the pump housing wall itself adjusted and with two additional elastic O-rings to touch is provided on the housing wall. Such a seal education is not suitable for multi-stage centrifugal pumps with a cover cap or the like in front of the wheels, because of their complicated structure and due to space constraints, not in the narrow areas at the inlet of the impellers can be ordered.

In den Druckschriften EP 0 492 603 A2 und US-A-4,018,544 sind weitere Spalt dichtungen offenbart, die ähnlich aufgebaut sind wie diejenige nach der US-Patent schrift 4,909,707. Der jeweilige starre Hauptdichtungsring quadratischen Quer schnitts ist mit einer Zapfen-Loch-Verbindung bzw. mit einem separaten Haltering, der nur Befestigungsfunktion für den Dichtungsring hat, in der Pumpengehäuse wand befestigt und besitzt zum Vermeiden von Nebenundichtigkeiten einen zusätzlichen elastischen O-Ring. Die Pumpengehäusewand muß zur Aufnahme der starren Dichtungsringe entsprechend groß und genau ausgeführt werden, was neben entsprechendem Platz auch erhöhte Fertigungskosten verursacht.There are further gaps in the documents EP 0 492 603 A2 and US-A-4,018,544 discloses seals that are constructed similarly to that according to the US patent font 4,909,707. The respective rigid main sealing ring square cross section is with a pin-hole connection or with a separate retaining ring, which only has a fastening function for the sealing ring in the pump housing attached to the wall and has one to avoid secondary leaks additional elastic O-ring. The pump housing wall must accommodate the rigid sealing rings can be made accordingly large and exactly what in addition to the corresponding space, it also causes increased production costs.

Eine noch weitere Dichtungsausbildung ist in der EP-A-0 672 832 offenbart. Die in dieser Druckschrift vorgeschlagene Dichtungsausbildung zur Verminderung des Spaltverluststromes weist ein Dichtungselement in Form eines O-Ringes auf, das bzw. der sowohl an dem rotierenden Pumpenlaufrad als auch an einem stationären Wandungsteil des Pumpengehäuses anliegt. Es ist daher besonders dem Verschleiß unterworfen und hat demzufolge eine relativ geringe Lebensdauer. Im einzelnen ist diese vorbekannte Dichtungsausbildung derart aufgebaut, daß der Saugmund des Pumpenlaufrades auf seiner Umfangsfläche in einem radial inneren Rezeß einen festsitzenden Stapel aus aneinanderliegenden Verschleißringen aufweist, der eine sich radial erstreckende Umfangsfläche bildet, an der sich der O-Ring im Betrieb der Pumpe einerseits gleitend abstützt. Das Pumpengehäuse weist einen sich axial in den Saugmund erstreckenden, ringförmigen Wandungsteil auf, der auf seinem Außenumfang mit einer sich axial erstreckenden Umfangsdichtungsfläche verse hen ist, auf der der O-Ring andererseits mit radialer Vorspannung angeordnet ist. Durch diese Dichtungsausbildung wird der Spaltverluststrom durch den im Quer schnitt U-förmigen Dichtungsringspalt im Saugmundbereich des Pumpenlaufrades hindurch vor dessen Eintreten in das Laufrad im wesentlichen abgesperrt.Yet another seal design is disclosed in EP-A-0 672 832. The in this document proposed sealing training to reduce the Gap leakage current has a sealing element in the form of an O-ring, the or both on the rotating pump impeller and on a stationary one Wall part of the pump housing is present. It is therefore particularly the wear and tear subject and therefore has a relatively short life. In detail this previously known seal design constructed such that the suction mouth of the Pump impeller on its peripheral surface in a radially inner recess has a tight stack of abutting wear rings, one forms a radially extending peripheral surface on which the O-ring is in operation supports the pump on the one hand. The pump housing is axially oriented in the suction mouth extending, annular wall part on his Verse outer circumference with an axially extending circumferential sealing surface hen on which the O-ring on the other hand is arranged with radial preload. Through this seal formation, the gap leakage current through the in the cross cut U-shaped sealing ring gap in the suction mouth area of the pump impeller blocked off substantially before entering the impeller.

Die Dichtungswirkung einer Berührungsdichtung ist prinzipiell effektiver als die Dichtungswirkung einer sogenannten Spaltdichtung. Im Fall der O-Ring-Dichtung nach den vorerwähnten Druckschriften besteht, abgesehen von der verschleißbe dingt kurzen Lebensdauer des O-Ringes, ein weiterer Nachteil darin, daß die Dichtungswirkung des O-Ringes nicht in jedem Fall sichergestellt ist. Er muß zu seiner festen Dichtungsanlage an dem axialen Umfang des stationären Wandungs teiles radial vorgespannt sein und sich in seiner genauen Dichtungsstellung befin den, das heißt auch an dem Pumpenlaufrad anliegen. Diese Stellung ist jedoch bei seiner Montage in Verbindung mit der Montage des Pumpenlaufrades nicht immer gewährleistet, da letzteres bei den Montagearbeiten axiale Bewegungen ausführt. The sealing effect of a contact seal is in principle more effective than that Sealing effect of a so-called gap seal. In the case of the O-ring seal according to the aforementioned publications, apart from the wear short life of the O-ring, another disadvantage in that the Sealing effect of the O-ring is not guaranteed in every case. He has to its fixed sealing system on the axial circumference of the stationary wall part must be radially preloaded and in its exact sealing position the, that is, also abut the pump impeller. However, this position is at its assembly in connection with the assembly of the pump impeller is not always guaranteed, since the latter performs axial movements during assembly work.

Hierbei kann es vorkommen, daß der O-Ring zwar an seiner Umfangssitzfläche anliegt, nicht aber an der radialen Gleitfläche des Pumpenlaufrades. Dieser Effekt kann auch dadurch eintreten, wenn das Laufrad bei seinen Ein- und Ausschalt vorgängen Axialbewegungen in den Grenzen seines axialen Lagerspieles ausführt. Weil sich dann der O-Ring jedesmal neu einstellen muß, wozu aufgrund seiner radialen Vorspannung erhebliche Kräfte erforderlich sind, wird diese axiale Rück stellung des O-Ringes zunehmend schwergängiger, je mehr der Ring mit Ablage rungen aus dem Spaltverluststrom bedeckt ist. Die Kraft des Spaltverluststromes vermag es oft nicht, den O-Ring dann an die radiale Gleitfläche des Pumpen laufrades anzudrücken, da er axial beidseitig mit dem Druck des Spaltverlust stromes beaufschlagt wird. Dadurch ist praktisch die Dichtungswirkung einer Spaltdichtung gegeben, jedoch mit einem höheren Volumenanteil des Spaltverlust stromes im Vergleich zu einem Spaltdichtungsaufbau. Ein noch weiterer Nachteil dieses vorbekannten Dichtungsaufbaues besteht darin, daß der O-Ring in ungün stigen Fällen durch die Kraft des Spaltverluststromes in den Ringspalt zwischen Pumpenlaufrad und stationärem Wandungsteil eingedrückt werden kann, wodurch die Rotation des Pumpenlaufrades erschwert ist, was sich auch verschlechternd auf den Gesamtwirkungsgrad der Kreiselpumpe auswirkt.It can happen that the O-ring does adhere to its circumferential seating surface is present, but not on the radial sliding surface of the pump impeller. This effect can also occur if the impeller is switched on and off processes axial movements within the limits of its axial bearing play. Because then the O-ring has to readjust itself every time, for what reason because of it radial bias considerable forces are required, this axial back position of the O-ring increasingly difficult, the more the ring with storage is covered by the gap leakage current. The force of the gap leakage current Often it is not able to attach the O-ring to the radial sliding surface of the pump press the impeller because it axially on both sides with the pressure of the gap loss current is applied. This is practically the sealing effect of a Gap seal given, but with a higher volume fraction of the gap loss current compared to a gap seal construction. Another disadvantage of this known seal structure is that the O-ring in ungün cases by the force of the gap leakage current in the annular gap between Pump impeller and stationary wall part can be pressed in, which the rotation of the pump impeller is difficult, which also worsens affects the overall efficiency of the centrifugal pump.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Dichtungsausbildung für Kreiselpumpen zur Verminderung des Spaltverluststromes im Saugmundbereich des Pumpenlaufrades, bei der bei einfachem Dichtungsaufbau das durch die Dichtung strömende Volumen des Spaltverluststromes im Vergleich zu bekannten Dichtungsausbildungen erheblich herabgesetzt ist sowie eine lange Lebensdauer, eine leichte Montage, eine leichte Austauschbarkeit und eine sichere Funktion gewährleistet sind.The object of the invention is to provide a seal formation for Centrifugal pumps to reduce the gap leakage current in the suction mouth area of the pump impeller, in which with a simple seal construction by the Seal flowing volume of the gap leakage current compared to known Seal designs is significantly reduced and a long service life, easy assembly, easy interchangeability and reliable function are guaranteed.

Die Lösung der Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angege ben. The solution to the problem is specified in the characterizing part of patent claim 1 ben.

Mit dieser Lösung ist eine sehr wirksame, zuverlässige und leicht austauschbare Dichtungsausbildung geschaffen, die nur einen äußerst minimalen Volumendurch strom des Spaltverluststromes im Vergleich zu bekannten Dichtungsausbildungen erlaubt, da das formsteife Dichtungselement mit ausgeprägten Dichtungs- und Anlageflächen einerseits axial genau dichtend anliegt und sich andererseits radial innen mit geringer Spielpassung, die nur einen äußerst engen Durchströmungsspalt ergibt, abstützt, und die eine sehr lange Lebensdauer aufweist, die diejenige von Berührungsdichtungen weit übertrifft. Diese Dichtungsausbildung ist ferner einfach auf gebaut sowie schnell und einfach zu montieren, da sie nur aus einfachen Dichtungs- und Anlageflächen und dem im wesentlichen formsteifen Dichtungsring mit seinen Halterungsfortsätzen besteht und keine zusätzlichen, besonderen Halterungsmittel für den Dich tungsring benötigt. Der Dichtungsring der erfindungsgemäßen Dichtungsausbildung wird allein durch den Druck des Spaltverlust stromes sicher und zuverlässig in seine Dichtungsstellung gedrückt, was durch seine bewegliche Montage und seine günstige Lage am Eingang des Dichtungsringspaltes zwischen dem Pumpenlaufrad und dem stationären Wandungsteil der Kreiselpumpe erreicht ist. Weiterhin ist auch ausgeschlossen, daß der Dichtungsring durch seine Dimensionierung und seine Formsteifigkeit durch den Druck des Spaltverluststromes in den Dichtungsringspalt hineingedrückt werden kann, wodurch ein Einklemmeffekt des Dichtungsringes vermieden ist, was sonst eine sich negativ auf den Gesamtwir kungsgrad der Kreiselpumpe auswirkende, erschwerte Rotation des Pumpenlaufrades zur Folge hätte.With this solution is a very effective, reliable and easily replaceable Seal formation created that only an extremely minimal volume current of the gap leakage current in comparison to known seal designs allowed because the dimensionally stable sealing element with pronounced sealing and Contact surfaces on the one hand rests exactly sealingly and on the other hand radially inside with little clearance, which is only an extremely tight Flow gap results, supports, and a very long Has lifespan that of contact seals far exceeds. This seal design is also simple built as well as quick and easy to assemble as they are only made of simple sealing and contact surfaces and that essentially dimensionally stable sealing ring with its mounting extensions and no additional, special holder for you ring required. The sealing ring of the invention Gasket formation is caused solely by the pressure of the gap loss current safely and reliably pressed into its sealing position, which due to its flexible assembly and its convenient location Entry of the sealing ring gap between the pump impeller and the stationary wall part of the centrifugal pump is reached. Furthermore, it is also excluded that the sealing ring through its dimensioning and its stiffness due to the pressure of the gap leakage current is pressed into the sealing ring gap can be, causing a pinching effect of the sealing ring What is otherwise avoided negatively affects the overall we degree of efficiency of the centrifugal pump, making rotation of the Impeller would result.

In bevorzugter Ausgestaltung der Dichtungsausbildung weist der Dichtungsring an seinem Außenumfang mehrere, nach auswärts gerichtete Fortsätze zu seiner drehfesten Lagerung auf und ist aus PTFE hergestellt. Hierdurch läßt sich der Dichtungsring auf ein fache Weise in seiner Dichtungsposition mit ausreichend Bewe gungsfreiheit für die Einnahme seiner Dichtungslage haltern. Mit dem Werkstoff PTFE werden die ausreichende Formstabilität und die Gleiteigenschaften des Dichtungsringes gewährleistet.In a preferred embodiment of the seal formation, the Sealing ring on its outer circumference several, outwards directed extensions to its rotationally fixed storage and is off PTFE manufactured. This allows the sealing ring on fold in its sealing position with sufficient movement hold freedom for the taking of its sealing layer. With the material PTFE has sufficient dimensional stability and ensures the sliding properties of the sealing ring.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Dichtungsring aus zwei zu einer Einheit fest miteinander verbundenen Einzelringen aus verschiedenen Kunststoffmaterialien, wobei der eine, im we sentlichen die Dichtungsfunktion erfüllende, radial außen vorgese hene Einzelring eine hohe Festigkeit und der andere, die Gleit funktion erfüllende und radial innen vorgesehene Einzelring gute Verschleiß- und Gleiteigenschaften besitzt. Ein solcher Dichtungs ring ist besonders kostengünstig herzustellen.In a further embodiment, the sealing ring consists of two single rings firmly connected to one another made of different plastic materials, the one, in the we considerably fulfilling the sealing function, radially outside hene single ring high strength and the other, the sliding functionally fulfilling and radially internal single ring good Has wear and sliding properties. Such a seal ring is particularly inexpensive to manufacture.

In noch weiterer Ausgestaltung kann der Dichtungsring in Nähe seiner zylindrischen Gleitfläche zur Ausbildung einer radial nach giebigen Dichtungslippe mit einer zuströmseitigen Ringnut ver sehen sein. Bei Beaufschlagung des Dichtungsringes mit dem Druck des Spaltverluststromes wird sich die radial nachgiebige Dichtungslippe radial einwärts auslenken, wobei sie an der Stütz fläche des Pumpenlaufrades zur Anlage kommen kann. Hierdurch wird auch nach längerem Betrieb der Kreiselpumpe eine sehr gute Dichtungsfunktion der erfindungsgemäßen Dichtungsausbildung mit hohem Wirkungsgrad sichergestellt.In yet another embodiment, the sealing ring can be in the vicinity its cylindrical sliding surface to form a radial after common sealing lip with an upstream ring groove ver to be seen. When the sealing ring is loaded with the Pressure of the gap leakage current becomes the radially compliant Deflect the sealing lip radially inwards, keeping it on the support surface of the pump impeller can come into contact. Hereby becomes a very good one even after the centrifugal pump has been in operation for a long time Sealing function of the seal design according to the invention high efficiency ensured.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one of the following Drawings illustrated embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen teilweisen Axialschnitt durch eine mehrstufige Kreiselpumpe, Fig. 1 is a partial axial section of a multistage centrifugal pump,

Fig. 2 ein Einzelteil mit Dichtungsring im Axialschnitt, Fig. 2 is a single part with the sealing ring, in axial section,

Fig. 3 einen Dichtungsring in perspektivischer Ansicht, Fig. 3 shows a sealing ring in perspective view;

Fig. 4, 5 und 6 Profilquerschnitte durch den Dichtungsring nach der Schnittangabe nach Fig. 3, Fig. 4, 5 and 6 profile cross-sections through the sealing ring along the section specified in Fig. 3,

Fig. 7 einen stark vergrößerten Axialschnitt des Pumpenbe reiches in dem Kreis nach Fig. 1. Fig. 7 is a greatly enlarged axial section of the Pumpenbe rich in the circuit of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt einen Teilbereich einer mehrstufigen Kreiselpumpe 1, die mit der vorgeschlagenen Dichtungsausbildung 2 ausgerüstet ist. Im dargestellten Fall umfaßt die Pumpe eine erste Pumpenstufe 3 mit einem Pumpenlaufrad 4 und einem sich daran anschließenden Leitapparat 5. Vor dem Einlauf in das Pumpenlaufrad 4 befindet sich ein Gehäusewandteil 6, in dem eine ringscheibenförmige Abdeckung 7 für das Pumpenlaufrad 4 drehfest montiert ist. Die Abdeckung 7 weist im Saugmundbereich 8 des Laufrades 4 einen Dichtungsring 9 auf, wie es in Fig. 7 am deutlichsten zu erkennen ist. Fig. 1 shows a portion of a multi-stage centrifugal pump 1 , which is equipped with the proposed seal design 2 . In the case shown, the pump comprises a first pump stage 3 with a pump impeller 4 and an adjuster 5 . Before the inlet into the pump impeller 4 there is a housing wall part 6 in which an annular disk-shaped cover 7 for the pump impeller 4 is mounted in a rotationally fixed manner. The cover 7 has a sealing ring 9 in the suction mouth region 8 of the impeller 4 , as can be seen most clearly in FIG. 7.

Das Pumpenlaufrad 4 ist mittels einer Nabenkonstruktion 10 auf der Welle 11 der Kreiselpumpe 1 drehfest montiert und fördert im Betrieb der Pumpe die Förderflüssigkeit in den Leitapparat 5. Die Dichtungsausbildung 2 sorgt dafür, daß der zwischen der vorderen Deckscheibe 4a des Pumpenlaufrades 4 und der Abdeckung 7 zu dem Saugmundbereich 8 zurückströmende, sogenannte Spaltver luststrom auf einem Minimum gehalten wird, das heißt genauer gesagt, daß der im gezeigten Fall im Querschnitt U-förmig ausge bildete, bekannte Dichtungsringspalt 12 möglichst vollständig abgesperrt wird. In Fig. 7 ist die U-Form des Dichtungsringspaltes genau zu erkennen.The pump impeller 4 is mounted in a rotationally fixed manner on the shaft 11 of the centrifugal pump 1 by means of a hub construction 10 and, during operation of the pump, conveys the delivery liquid into the guide apparatus 5 . The seal formation 2 ensures that the so-called gap flow flowing back between the front cover disk 4 a of the pump impeller 4 and the cover 7 to the suction mouth area 8 is kept to a minimum, that is to say more precisely that the cross section in the case shown in the U- formed out known sealing ring gap 12 is shut off as completely as possible. In Fig. 7, the U-shape can be seen of the sealing ring gap precisely.

Die Dichtungsausbildung 2 kann jedoch auch an anderen Kreisel pumpen, zum Beispiel an üblichen einstufigen Kreiselpumpen, vorgesehen sein. In diesen Fällen befindet sich ein Teil des Pum pengehäuses direkt gegenüber der vorderen Deckscheibe 4a des Pumpenlaufrades 4, so daß die stationäre Abdeckung 7 entfällt und das entsprechende Gehäusewandteil des Pumpengehäuses deren Funktion übernimmt, das heißt, daß der Spaltverluststrom mengenmäßig gering gehalten wird.However, the seal formation 2 can also pump on other centrifuges, for example on conventional single-stage centrifugal pumps. In these cases, part of the pump housing is located directly opposite the front cover plate 4 a of the pump impeller 4 , so that the stationary cover 7 is omitted and the corresponding housing wall part of the pump housing takes on its function, that is to say that the gap leakage current is kept small in quantity.

Der Dichtungsring 9 besitzt an seinem Außenumfang drei gleich mäßig verteilte, nach auswärts gerichtete Fortsätze 13, mit denen er in der Abdeckung 7 unverlierbar befestigt ist und somit mit der Abdeckung eine Baueinheit bildet. Im Defektfall des Dichtungs ringes 9 kann diese Baueinheit schnell und problemlos gegen eine andere Baueinheit mit neuem Dichtungsring ausgetauscht werden. Die Abdeckung 7 besitzt entsprechend den mehreren Fortsätzen 13 entsprechende Löcher 14, in welche die Fortsätze hineinragen. Der Dichtungsring 9 ist einerseits formstabil, andererseits aber so nachgiebig, daß die Fortsätze 13 ohne Beschädigung des Dich tungsringes in die Löcher 14 eingesetzt werden können. Die Lö cher 14 sind so ausgeführt, daß die Fortsätze 13 darin mit gewis sem Spiel sitzen, so daß der Dichtungsring im Betrieb der Pumpe eine sichere Dichtungsstellung einnehmen kann.The sealing ring 9 has on its outer circumference three evenly distributed, outwardly directed extensions 13 with which it is captively fastened in the cover 7 and thus forms a structural unit with the cover. In the event of a defect in the sealing ring 9 , this unit can be quickly and easily replaced with another unit with a new sealing ring. Corresponding to the plurality of extensions 13, the cover 7 has corresponding holes 14 into which the extensions protrude. The sealing ring 9 is dimensionally stable on the one hand, but on the other hand so resilient that the extensions 13 can be used in the holes 14 without damaging the device ring. The Lö cher 14 are designed so that the extensions 13 sit therein with certain game, so that the sealing ring can assume a safe sealing position during operation of the pump.

Wenn es gewünscht wird, können die Löcher 14 in der Abdeckung 7 auch so ausgebildet sein, daß der Dichtungsring 9, in axialer Richtung betrachtet, vorgespannt an einer radialen Umfangsdich tungsfläche anliegt, die im vorliegenden Fall gemäß den Fig. 1, 2 und 7 an der Abdeckung 7 als stationärem Wandungsteil ausgebildet ist.If desired, the holes 14 in the cover 7 can also be formed so that the sealing ring 9 , viewed in the axial direction, bears against a radial peripheral sealing surface, which in the present case according to FIGS. 1, 2 and 7 the cover 7 is designed as a stationary wall part.

Der Dichtungsring 9 mit vorzugsweise rechteckigem Profilquer schnitt besteht aus einem im wesentlichen formstabilen, gleitfähi gen und verschleißfesten Kunststoffmaterial. Ein solches Material ist im Stand der Technik bekannt und kann vom Fachmann ohne großen Aufwand aus den bekannten Kunststoffmaterialien ausge wählt werden. Ein bevorzugtes Kunststoffmaterial ist Polytetraflu oräthylen (PTFE). The sealing ring 9 , preferably with a rectangular profile cross section, consists of a substantially dimensionally stable, slidable and wear-resistant plastic material. Such a material is known in the prior art and can be selected by the person skilled in the art from the known plastic materials without great effort. A preferred plastic material is polytetrafluoroethylene (PTFE).

Mit Ausnahme der Fig. 5 und 6 besteht der Dichtungsring 9 insgesamt nur aus einem einzigen Kunststoffmaterial. Der Ring 9 kann jedoch auch ein Zweikomponentenring sein, wie es die Fig. 5 und 6 zeigen. In diesen Fällen besteht der Ring 9 aus einem äußeren Einzelring 15, der im wesentlichen die Formstabili tät des Ringes 9 gewährleistet, und aus einem inneren Einzelring 16, dessen Material gute Verschleiß- und Gleiteigenschaften auf weist.With the exception of FIGS. 5 and 6, the sealing ring 9 consists only of a single plastic material. However, the ring 9 can also be a two-component ring, as shown in FIGS. 5 and 6. In these cases, the ring 9 consists of an outer single ring 15 , which essentially ensures the form stability of the ring 9 , and of an inner single ring 16 , the material of which has good wear and sliding properties.

Die Dichtungsringe 9 nach den Fig. 4, 5 und 6 weisen auf ihrer Seite, die der Zuströmung des Spaltverluststromes abgekehrt ist, nahe ihres Innendurchmessers eine axiale Dichtungsfläche 17 auf, die im wesentlichen durch das Material mit der höheren Festigkeit des Ringes 9 gebildet ist. Ferner weist jeder Dichtungs ring eine innere, zylindrische Gleitfläche 18 auf, die im Fall der Fig. 5 und 6 am inneren Einzelring 16 ausgebildet sind.The sealing rings 9 according to FIGS. 4, 5 and 6 have on their side, which faces away from the inflow of the gap leakage current, near their inner diameter, an axial sealing surface 17 , which is essentially formed by the material with the higher strength of the ring 9 . Furthermore, each sealing ring has an inner, cylindrical sliding surface 18 , which in the case of FIGS. 5 and 6 are formed on the inner single ring 16 .

Wie die Fig. 4, 5 und 6 zeigen, ist die Umfangsdichtungs fläche 17 der Dichtungsringe 9 radial verlaufend ausgebildet und liegt im Betrieb der Kreiselpumpe an einer axialen Umfangs dichtungsfläche 19 des stationären Wandungsteiles des Pumpenge häuses, im vorliegenden Fall ist dies die Abdeckung 7, an. Diese Umfangsdichtungsfläche 19 ist im Einströmbereich des Dichtungs ringspaltes 12 vorgesehen, wie Fig. 7 zeigt. Hierdurch ist gewähr leistet, daß der gemäß dem Pfeil 20 in Fig. 7 gegen den Dichtungsring 9 drückende Spaltverluststrom eine große Andrückkraft auf den Dichtungsring 9 ausübt, weil dieser Ring zuströmseitig eine relativ große Anströmfläche zur Verfügung stellt.As shown in FIGS. 4, 5 and 6, the peripheral sealing surface 17 of the seal rings 9 is formed extending radially and lies in the operation of the centrifugal pump at an axial circumferential sealing surface 19 of the stationary wall part of the pump housing häuses, in the present case this is the cover 7, on. This peripheral sealing surface 19 is provided in the inflow area of the sealing ring gap 12 , as shown in FIG. 7. This ensures that the exercise according to the arrow 20 in Fig. 7 against the sealing ring 9 pressing gap leakage current a large pressing force on the sealing ring 9, because this ring on the inflow side is a relatively large inflow surface available.

Die Umfangsstützfläche 21 am Saugmund 8 des Pumpenlaufrades 4 ist auf der Außenseite des Saugmundes vorgesehen und erstreckt sich darauf in axialer Richtung, wie es aus Fig. 7 am besten zu erkennen ist. Weiterhin ist diese Umfangsstützfläche 21 gegenüber der übrigen Oberfläche der vorderen Deckscheibe 4a des Laufra des 4 radial nach außen vorspringend ausgebildet, so daß der Dichtungsring 9 eine definierte Anlagefläche vorfindet. An dieser Fläche gleitet der Dichtungsring mit seiner inneren, zylindrischen Gleitfläche 18.The peripheral support surface 21 on the suction mouth 8 of the pump impeller 4 is provided on the outside of the suction mouth and extends thereon in the axial direction, as can best be seen from FIG. 7. Furthermore, this circumferential support surface 21 is formed so as to protrude radially outward from the remaining surface of the front cover disk 4 a of the race 4 , so that the sealing ring 9 finds a defined contact surface. The sealing ring with its inner, cylindrical sliding surface 18 slides on this surface.

Das Laufspiel zwischen den umfangsmäßigen Gleit- und Stütz flächen 18 und 21 ist sehr eng gewählt. Es besteht aus einer geringen Spielpassung etwa im Zehntel-mm-Bereich. Hierdurch wird erreicht, daß der zwischen den Flächen 18 und 21 gegebene Strömungsspalt äußerst gering ist, mit der Folge, daß praktisch eine Absperrung des Spaltverluststromes wenigstens in der ersten Hälfte der Lebensdauer des vorgeschlagenen Dichtungsaufbaues gegeben ist.The running game between the circumferential sliding and support surfaces 18 and 21 is chosen very closely. It consists of a small clearance fit in the tenths of a mm range. This ensures that the flow gap between the surfaces 18 and 21 is extremely small, with the result that the gap leakage flow is practically blocked at least in the first half of the life of the proposed seal structure.

Um eine solche Minimierung bis hin zur praktisch vollständigen Absperrung des Spaltverluststromes durch die vorgeschlagene Dichtungsausbildung auf lange Betriebszeit zu gewährleisten, kann der Dichtungsring in Nähe seiner inneren Gleitfläche 18 mit einer zuströmseitigen Ringnut 22 ausgestattet sein. Hierdurch wird bewirkt, daß an dem Dichtungsring 9 eine innere, radial nachgie bige Dichtungslippe 23 ausgebildet ist, die eine sehr gute Dich tungswirkung entfaltet, da sie mit dem Druck des Spaltverluststro mes baufschlagt wird und somit radial nach innen federt. Im Fall eines Dichtungsringes aus zwei Einzelringen 15 und 16 ist die Ringnut 22 zwischen den beiden Einzelringen ausgebildet, wie Fig. 6 zeigt.In order to ensure such a minimization up to a practically complete shut-off of the gap leakage current through the proposed sealing formation for a long operating time, the sealing ring in the vicinity of its inner sliding surface 18 can be equipped with an upstream annular groove 22 . This has the effect that at the sealing ring 9 has an inner radial nachgie bige sealing lip 23 is formed, exhibiting a very good like tung effective because it is baufschlagt mes with the pressure of Spaltverluststro and thus radially inwardly springs. In the case of a sealing ring made of two individual rings 15 and 16 , the annular groove 22 is formed between the two individual rings, as shown in FIG. 6.

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Dichtungsringes 9 besteht darin, daß der Durchmesser Di der zylindrischen Gleitfläche 18 des Dichtungsringes 9 gleich oder größer ist als der äußere Durch messer Da des Dichtungsringspaltes 12 im Saugmundbereich 8 des Pumpenlaufrades 4. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Dich tungsring 9 nicht in den Dichtungsringspalt 12 hineingedrückt werden kann.Another important feature of the sealing ring 9 is that the diameter Di of the cylindrical sliding surface 18 of the sealing ring 9 is equal to or larger than the outer diameter Da of the sealing ring gap 12 in the suction mouth area 8 of the pump impeller 4th This ensures that the sealing ring 9 cannot be pressed into the sealing ring gap 12 .

Zur Ausbildung der radial auswärts vorspringenden Umfangsstütz fläche 21 des Pumpenlaufrades 4 kann auch so vorgegangen sein, daß der Saugmund 8 mit einer Versteifungshülse 24 versehen ist. Diese Hülse 24 besitzt an ihrem axial inneren Ende eine radial auswärts vorspringende Kröpfung 25, die auf ihrer Außenseite mit der Umfangsstützfläche 21 für die Gleitfläche 18 des Dichtungs ringes 9 versehen ist. Versteifungshülsen werden vorgesehen, wenn das Pumpenlaufrad während seiner Fertigung im Saugmundbereich 8 gewisse, nicht erwünschte Verformungen erfahren hat.To form the radially outwardly projecting circumferential support surface 21 of the pump impeller 4 can also be done so that the suction mouth 8 is provided with a stiffening sleeve 24 . This sleeve 24 has at its axially inner end a radially outwardly projecting crank 25 , which is provided on its outside with the circumferential support surface 21 for the sliding surface 18 of the sealing ring 9 . Stiffening sleeves are provided if the pump impeller has undergone certain undesirable deformations during its manufacture in the suction mouth area 8 .

Claims

1.Seal training for centrifugal pumps to reduce the gap leakage current through the sealing ring gap in the suction mouth area of the pump impeller, comprising a floating, on a stationary wall part of the pump positively rotatably mounted, essentially dimensionally stable sealing ring with an axial sealing surface and an inner cylindrical sliding surface, a circumferential support surface on Suction mouth of the pump impeller and an axial sealing surface located behind the circumferential support surface on the stationary wall part for the axial sealing surface of the sealing ring, the sealing ring pressed by the gap pressure in the sealing position essentially reducing the gap loss flow between the pump impeller and the stationary wall part before it enters the pump impeller cordoned off, characterized by

1. that one in close proximity to a front cover plate ( 4 a) of the pump impeller ( 4 ) arranged, annular disc-shaped cover cap ( 7 ) is provided as a stationary wall part,
2. that the cover cap ( 7 ), which has the axial sealing surface ( 19 ), carries the sealing ring ( 9 ) consisting of wear-resistant plastic material and forms an exchangeable structural unit together with it,
3. that the circumferential support surface ( 21 ) on the suction mouth ( 8 ) of the pump impeller ( 4 ) is radially projecting
4. and that the diameter Di of the inner cylindrical sliding surface ( 18 ) of the sealing ring ( 9 ) is equal to or larger than the outer diameter Da of the sealing ring gap ( 12 ) in the suction mouth region ( 8 ) of the pump rotor ( 4 ).

2. Formation of seal according to claim 1, characterized in that the cover cap ( 7 ) has a plurality of circumferentially spaced holes ( 14 ) in which outwardly directed extensions ( 13 ) of the sealing ring ( 9 ) engage.

3. Sealing ring according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing ring ( 9 ) biased against the axial sealing surface ( 19 ) of the cover cap ( 7 ).

4. Sealing design according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing ring ( 9 ) consists of two individual rings ( 15 , 16 ) firmly connected to one another from different plastic materials, the one, essentially fulfilling the sealing function, radially outer single ring ( 15 ) has high strength and the other, the sliding function fulfilling and radially inner single ring ( 16 ) has good wear and sliding properties.

5. Formation of seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing ring ( 9 ) in the vicinity of its inner cylindrical sliding surface ( 18 ) is provided to form a radially flexible sealing lip ( 23 ) with an inflow-side annular groove ( 22 ).

6. Seal formation according to claim 5, characterized in that the inflow-side annular groove ( 22 ) between the two individual rings ( 15 , 16 ) is formed out.

7. Seal formation according to one of claims 1 to 6, in which the suction mouth region of the pump impeller is provided with an outer stiffening sleeve, characterized in that the stiffening sleeve ( 24 ) has a radially outwardly projecting crank ( 25 ) at its axially inner end and in that this crank ( 25 ) is provided on the outside with the peripheral support surface ( 21 ) for the inner cylindrical sliding surface ( 18 ) of the sealing ring ( 9 ).