DE2034586B2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
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- F16J15/162—Special parts or details relating to lubrication or cooling of the sealing itself
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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- F04D29/10—Shaft sealings
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- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
- F04D29/588—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps cooling or heating the machine
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abdichten und Kühlen der Antriebswelle von Kreiselpumpen
zur Förderung heißer Medien wie Heißwasser, heißes öl und dergleichen, bestehend aus einer in °umpengehäuse
angeordneten Wellenabdichtung und einer der Wellenabdichtung vorgeschalteten Kühlstrecke, in
welcher das Kühlmittel in einem in sich geschlossenen Kreislauf geführt wird.
Aus der Firmenschrift KSB Umwälzpumpen NEH 1123231/2 ist eine Einrichtung dieser Art bekannt, die
ein Stopfbuchsgehäuse enthält und zwischen der Stopfbuchspackung und der Kreiselpumpe noch Kanäle
zur Kühlung der Antriebswelle. Das Stoplfbuchsgehäuse ist an seiner von der Stopfbuchse abgewandten Seite
gleichzeitig ein Teil des Deckels des Pumpengehäuses. Das Stopfbuchsgehäuse und der rechte Teil des
Spiralgehäuses werden vom Kühlmedium durchflossen, und zwar nicht nur an den der Welle zugewandten
Partien. Es entstehen hierbei erhebliche Energieverluste, da das Kühlmedium auch mit Teilen des übrigen
Pumpengehäuses in Berührung kommt die gewöhnlich aus gut wärmeleitendem Metall bestehen und so
zusätzlich zur unerwünschten Kühlung des Fördermediums beitragen.
Eine weitere Stopfbuchspackung mit gekühlter vorgeschalteter Drosselbuchse wird in der Monographie
A. de K ο ν a t s und G. D e s m u r »Pumpen, Ventilatoren und Kompressoren« Seiten 233 und 234,
Abbildung 183 vorgeschlagen. In dieser Konstruktion wird die Antriebswelle zwischen Kreiselpumpe und
Stopfbuchspackung von mehreren Elementen einer Labyrinth-Dichtung umschlossen. Diese Labyrinth-Dichtung
besteht aus mehreren abwechselnd eng an der Antriebswelle anliegenden Verengungen, welche zusammen
mit der letzteren enge Ringspalte bilden und darauf folgenden Erweiterungen. Die Erweiterungen
der Drosselbüchse bilden zur Welle hin offene Ringräume. Die Drosselbüchse besitzt eine zylindrische
glatte Außenwand, die z. B. mit Wasser gekühlt wird, aber sie ist relativ klein und erzeugt einen geringen
Kühleffekt.
In der US-PS 22 23 519 wird ebenfalls eine Kreiselpumpe mit kühlbarer Antriebswelle beschrieben. Diese
Kreiselpumpe besitzt in Schweißkonstruktion fest mit dem Pumpengehäuse verbundene großräumige Kühlkanäle,
die zum größten Teil über der Stopfbuchspackung und nur zum kleinen Teil zwischen Stopfbuchspackung
und Kreiselpumpe liegen. Eine derartige Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Antriebswelle nur relativ
gering, das Pumpengehäuse und damit das Fördermedium jedoch stark abgekühlt werden. Die Anordnung von
Kühlflächen rund um die Stopfbuchse ist wegen der schlechten Wärmeleitung der Stopfbuchspackung wie
z. B. Asbest oder andere Materialien wenig effektiv. Derartige Kreiselpumpen arbeiten bei eingeschalteter
Kühlung mit großem Energieverlust, Ein weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion besteht darin, daß
der Kühlmittelkreislauf durch Öffnungen 35 bzw. 47 mit dem Stopfbuchsraum in Verbindung steht und damit ein
Vermischen von Kühlmedium und Fördermedium möglich wird; gerade dies soll bei Heißölpumpen
unbedingt vermieden werden.
Auch die Vorrichtung nach der GB-PS 5 33 623 stellt
Auch die Vorrichtung nach der GB-PS 5 33 623 stellt
eine Kreiselpumpe mit fest eingebauten großen Kühlkanälcn rund um die Antriebswelle dar, welche
gleichzeitig mit der Welle das Pumpengehäuse und damit das Fördermedium stark abkühlen. Derartige
Pumpen besitzen bei eingeschalteter Kühlung einen erheblichen Energieverlust Diese Vorrichtung hat
weiter den Nachteil, daß der Wärmeübergang von der Kühlbuchse auf der Weile durch das in die Stopfbuchspackung
eingepreßte Schmieröl erfolgt Ein Teil dieses Schmieröls gelangt auf diesem Wege in das Fördermedium
und verunreinigt es.
Ferner ist aus der Zeitschrift Mitteilungen der Vereinigung der Großkesselbesitzer Heft 21,1952, Seite
249, Abb. 21 eine Kühlanordnung für eine Gleitringdichtung
bekannt die jedoch die erfindüngsgemäßen Merkmale nicht aufweist
Auf dem obengenannten Stand der Technik geht hervor, daß eine Einrichtung zum Nachrüsten von
einfachen serienmäßigen Kreiselpumpen bisher nicht bekanntgeworden ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art durch Nachrüsten
serienmäßiger Kreiselpumpen bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß du.-ch die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst
Weiter kann erfindungsgemäß die flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der Kühlbuchse und dem
Pumpengehäuse durch an sich bekannte, in Ringräumen oder -kammern eingelegte, elastische Rundringe mit
rundem oder anderem Profil bewerkstelligt werden. Es kann aber auch die Kühlbuchse auf ihrer zum
Pumpeninnenraum gelegenen Seite mittels an sich bekannter Ring-Spannelemente im Pumpengehäuse
dichtend gehaltert sein, wobei auf der anderen Seite ein is
Rundring, wie oben beschrieben, die Abdichtung übernimmt
Eine besondere Ausführungsform sieht vor, daß die Kühlbuchse an sich bekannte schraubenartig ausgebildete
Ripnen zur besseren Kühlmittelführung und Oberflächenvergrößerung zwischen dem Kühlmittelein-
und -austritt aufweist
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Kühlbuchse an sich bekannte Längsrippen
zur mäanderartigen Kühlmittelführung aufweist.
Erfindungsgemäß kann man auch so verfahren, daß die Kühlbuchse flanschartig ausgeführt und entsprechend
im Pumpengehäuse befestigt ist wobei der zylindrische Teil der Buchse gegen das Wellenlager
bzw. die Atmosphäre weist
Eine weitere Ausführungsform sieht noch vor, daß die Kühlbuchse zylindrisch ausgeführt, von außen in das
Pumpengehäuse eingeschoben und durch die Stopfbuchsbrille unter Zwischenschaltung von Druckring und
Stopfbuchspacknng gegen einen Bund des Pumpenge- « häuses oder einen in das Pumpengehäuse eingelegten
Sicherungsring, Sprengring oder dergleichen verspannt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt Es zeigt
F i g, 1 einen Längsschnitt einer Kreiselpumpe mit Anordnung der Kühlbuchse,
Die F i g. 1 zeigt eine Pumpenwelle 1 mit Wellenschutzhülse 16 und Laufrad 2. Im stationären Pumpengehäuse
3, hier z. B. im Gehäusedeckel, wird die erfindungsgemäße K.ühlbuchse 4 vom Pumpeninnenraum
aus in eine Bohrung, die dem Packungsaußendurchmesser entspricht, mit ihrem zylindrischen Teil
eingeschoben und mittels nicht näher bezeichneter Schrauben flanschähnlich am Gehäuse befestigt An
beiden Enden des zylindrischen Teils der Kühlbuchse 4 sind von außen Ringräume 5 eingedreht in denen
elastische Rundringe z.B. aus Perbunan, Viton bzw. ähnlichen oder anderen Werkstoffen zusammen mit der
Gehäusebohrung ein sicheres Abdichten des Kühlmediums in der Kühlbuchse 4 gegenüber dem Fördermedium
gewährleisten. Weiter zeigt die Kühlbuchse 4 innerhalb ihrer Abdichtungen 5 Ringräume 6 und 7 sowie eine,
diese verbindenden, schraubenartig um die Kühlbuchseninnenwand geführte Rippe 8, die bewirkt daß das
Kühlmedium zwangsweise auf relativ langen Wegen zwischen den beiden Ringräumen geführt wird und die
Buchse großflächig berührt Außerdem liegen in der Höhe der beiden Ringräume 6 und 7 der Kühlbuchse 4
im Gehäuse 3 Bohrungen 9 und 10, welche das Kühlmedium von außen zur Kühlbuchse 4 zu- bzw. von
dieser wieder abführen.
Weiter dient die außenlieger/..·; Stirnfläche 17 der
Kühibuchse 4 ais Anlage- oder äntzfiäche für den ersten Packungsring der Stopfbuchspackung IZ Die
Stopfbuchspackung selbst wird zum Teil durch die Bohrung im Teil 3 und einem zusätzlichen Packungsführunpsring
13 von außen geführt und mittels der Brille 15 und deren nicht näher bezeichneten Spannteilen, z. B.
Schrauben, unter Zwischenschaltung eines Druckringes 14, wie an sich bekannt gepreßt
Die Kühlbuchse 4 bildet zusammen mit der Pumpenwelle 1 bzw. ihrer Wellenschutzhülse 16 einen
längeren, relativ engen Ringsspalt 11, der immer vom Pumpenfördermedium ausgefüllt ist
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig.2 dargestellt Sie zeigt wie die Kühibuchse 4 auf ihrer zum
Pumpeninnenraum gelegenen Seite von einem Ring-Spannelement 19 und einem Druckflansch 18 im
Pumpengehäuse 3 dichtend gehaltert wird, wobei nicht
näher bezeichnete Schrauben die Anpreßkrüft erzeugen.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen V/ellenabdichtungs- und -kühleinrichtung besteht darin,
daß deren Kühlwirkung auf die Welle erheblich ist und man dies durch eine relativ kleine Kühlmittelmenge
erreichen kann. Das wird dadurch erreicht, daß die Kühlbuchse sehr dünnwandig ausgeführt und an der
zweckmäßigen Stelle der Pumpe angeordnet ist, so daß eine gute Dämmung eintritt und dem Hauptförderstrom
der Pumpe keine Wärme entzogen wird. Der dünnwandige Innenteil der Kühibuchse bildet zusammen mit der
Pumpenwelle bzw. der Wellenschutzhülse einen längeren, engen Ringspak, in welchem das Fördermedium vor
der Stopfbuchspackung mit etwa der halben Winkelgeschwindigkeit der Pumpenwelle rotiert und hier als
vorgekühlter Teil des Fördermediums erhalten bleibt, wenn man von dem kleinen Leckstrom, welcher durch
die Packung abwandert, absieht. Dadurch werden besonders günstige Wärmeübergangsverhältnisse geschaffen.
Außerdem besitzt dieser Leckstrom eine wesentlich tiefere Temperatur, so daß innerhalb der
Packung kein Verdampfen eintreten kann und damit der Stopfbuchspackung gute Gleit- und Schmtercigenschaften
erhalten bleiben und lange Standzeiten für die Packung und die Wellenschutzhülse erreicht werden.
Auch sind die Bauteile der erfindungsgemäßen Einrichtung von einfacher Gestaltung und damit
fertigungsgünstig. Weiter kann beispielsweise auch eine einfache Kreiselpumpe, welche mit einer normalen
Packungsstopfbuchse geliefert wurde, nachträglich, z. B. auch beim Betreiber, mit der erfindungsgemäDen
Einrichtung nachgerüsft werden, ohne daß wesentliche
Nacharbeiten und entsprechende Zusatzkosten entstehen.
Außerdem bietet die erfindungsgemäße Ausführung für den Hersteller große Vorteile bezüglich der Lagerhaltung, weil jede normale Serienpumpe bereits entsprechend hergestellt werden kann und diese durch die Ergänzung der wenigen Zusatzteile bei der Endmontage auch als Heißwasser- oder -ölpumpe geliefert werden kann.
Außerdem bietet die erfindungsgemäße Ausführung für den Hersteller große Vorteile bezüglich der Lagerhaltung, weil jede normale Serienpumpe bereits entsprechend hergestellt werden kann und diese durch die Ergänzung der wenigen Zusatzteile bei der Endmontage auch als Heißwasser- oder -ölpumpe geliefert werden kann.
Claims (7)
1. Einrichtung zum Abdichten und Kühlen der
Antriebswelle von serienmäßigen Kreiselungen zum Fördern heißer Medien, wie Heißwasser oder heißes
öl, bestehend aus einer im Pumpengehäuse angeordneten Wellenabdichtung und einer der Wellenabdichtung
vorgeschalteten Kühlstrecke, in welcher das Kühlmittel in einem in sich geschlossenen ι ο
Kreislauf geführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Packungsbohrung des Pumpengehäuses (3) eine längere Kühlbuchse (4) eingeschoben ist, die zur Welle hin dünnwandig
ausgeführt ist und zusammen mit der WdIe einen >s
engen Ringspalt (11) bildet und dort flüssigkeitsdicht gehaltert ist, die Buchse (4) an ihren Enden
Dichtungen (5) aufweist und zwischen diesen liegend noch Ringräume (6 u. 7), welche miteinander durch
eine relative lange und großflächige Kühlraittelführung verbunden sind, die Stirnseite (17) der Buchse
mit entsprechender Formgebung gemeinsam mit der Gehäusebohrung den ersten Packungsring aufnimmt
und die weiteren Packungsringe teils in der Gehäusebohrung und teils in einem Packungsführungsring
(13) angeordnet sind und das Pumpengehäuse (3) auf Höhe der Ringräume (6 u. 7) Bohrungen
(9 u. 10) aufweist, so daß die Einrichtung zum einfachen Nachrüsten von Serien-Kreiselpumpen
mit normaler Packungsstopfbuchse für das Fördern μ heißer Medien geeignet ist
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die flüssifheitsdichte Verbindung zwischen der Kühlbuihse (4) und dem Pumpengehäuse
(3) durch an sic!> bekannte, in Ringräumen oder -kammern (5) eingelegte, elastische Rundringe
mit rundem oder anderem Profil bewerkstelligt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur fliissigkeitsdichten Verbindung von Kühlbuchse (4) und Gehäuse (3) die Kühlbuchse auf «o
ihrer zum Pumpeninnenraum gelegenen Seite mittels an sich bekannter Ring-Spannelemi;nte (19)
im Pumpengehäuse (3) dichtend gehalten sind, wobei auf der anderen Seite ein in einem Ringraum
(5) eingelegter, elastischer Rundring abdichtet
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbuchse (4) an sich
bekannte schraubenartig ausgebildete Rippen (8) zur besseren Kühlmittelführung und Oberflächenvergrößerung
zwischen dem Kühlmittelein- (9) und -austritt (10) aufweist
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbuchse (4) an sich
bekannte Längsrippen zur mäanderartigen Kühlmittelführung aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbuchse (4) flanschartig
ausgeführt und entsprechend im Pumpengehäuse (3) befestigt ist, wobei der zylindrische Teil der Buchse
(4) gegen das Wellenlager bzw. die Atmosphäre weist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbuchse (4) zylindrisch
ausgeführt, von außen in das Pumpengehäuse (3) eingeschoben und durch die Stopfbuchsbrille (15)
unter Zwischenschaltung von Druckring (14) und Stopfbuchspackung (12) gegen einen Bund des
Pumpengehäuses oder einen in das Pumpengehäuse eingelegten Sicherungsring, Sperring oder dergleichen
verspannt ist
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19702034586 DE2034586C3 (de) | 1970-07-11 | 1970-07-11 | Einrichtung zum Abdichten und Kühlen der Antriebswelle von Kreiselpumpen zur Förderung heißer Medien |
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Also Published As
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