DE2125040B2 - Kreiselpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Kreiselpumpen sind zur Abdichtung der Welle teilweise mit Gleitringdichtungen auf der Druck- oder auf der Saugseite oder auf beiden Seiten ausgerüstet. Die Lebensdauer dieser Dichtungen hängt davon ab, daß sie zur Schmierung und Abführung der Reibungswärme ausreichend von Flüssigkeit umspült sind.

In den Räumen, in denen die Gleitringdichtungen eingebaut sind, befindet sich das Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit, in kreisender Bewegung. Schwierigkeiten treten bei normalem Betrieb oft dadurch auf, daß sich die in der Förderflüssigkeit befindlichen Gase ausscheiden und aufgrund ihres spezifischen Gewichtes im Bereich der Welle kreisen und um die Gleitringdichtung ganz oder teilweise eine Gasblase bilden.

In der Gasblase wird die Gleitringdichtung nicht mehr ausreichend gekühlt. An den Gleitflächen steigt die Temperatur rasch an und es tritt Trockenlauf ein. Das führt zu starkem Verschleiß und schließlich zur Zerstörung der Gleitringdichtung.

Besondere Schwierigkeiten treten in selbstansaugenden Kreiselpumpen auf, die während des Ansaugens ein Wasser-Luft-Gemisch fördern, wobei sich um die Gleitringdichtung sofort, wie vorstehend beschrieben, eine Gasblase bildet und die Gleitflächen der Gleitringdichtung trockenlaufen. Während des Ansaugvorgangs von einigen Minuten werden an den Gleitflächen Temperaturen von mehreren 100°C erreicht. Mit Eintreten der Wasserförderung bricht die Gasblase zusammen und die Gleitflächen werden in kurzer Zeit auf die Förderguttemperatur abgekühlt. Bei thermoschockempfindlichen Materialien wie Keramik treten dadurch schon beim ersten Ansaugvorgang Wärmespannungsrisse auf. durch die Luft in die Pumpen gelangt- Dies führt zu längeren Ansaugzeiten, unter Umständen wird die Selbstansaugung verhindert Weiter treten, wie vorstehend anhand normal saugender Kreiselpumpen beschrieben, Trockenlauf und Zerstörung der Gleitringdichtung ein.

Eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der US-PS 30 76 412 beschrieben. Bei dieser Konstruktion, mit der heiße, insbesondere überhitzte Flüssigkeiten gefördert werden sollen, wird ίο angestrebt, das Auftreten einer Gasblase um die Gleitringdichtung und eines Flüssigkeitsrings um die Gasblase zu verhindern. Hierzu wird vorgeschlagen, in der dem Laufrad gegenüberliegenden Gehäusewand einen ununterbrochenen Spaltring vorzusehen, der eine ebenfalls an der Gehäusewand angeformte Leitvorrichtung in Form erhabener Rippen umschließt und begrenzt

Nachteilig an der bekannten Konstruktion ist eine Verringerung des Wirkungsgrads der Pumpe, die dadurch zustandekommt, daß ein Teil der Antriebsenergie durch ständiges Inbewegungsetzen und Abbremsen der in der Dichtungskammer befindlichen Flüssigkeit verlorengeht. Darüber hinaus tritt bei der bekannten Pumpenkonstruktion ein erhöhter Verschleiß und eine erhöhte Störanfälligkeit infolge von Überhitzungsgefahr auf. Schließlich ist die Pumpe relativ laut.

In der US-Patentschrift 27 77 395 ist eine Kreiselpumpe beschrieben, bei der ein Kanal den druckseitigen Laufradseitenraum mit der Umgebung der Gleitringdichtung verbindet. Diese Konstruktion ist nachteilig, weil der Kanal leicht verstopfen kann und im übrigen bei schwer zu bearbeitenden Materialien, wie Keramik, Glas oder anderen zähen oder harten Werkstoffen, nur schwierig herzustellen ist. Bei Massenteilen im Metallspritz- oder Druckguß- oder Kunststopfspritzguß, die üblicherweise keine Nachbearbeitung erfahren, wird hierdurch eine zusätzliche Bearbeitung notwendig.

In der britischen Patentschrift 2 68 525 ist eine

Kreiselpumpe beschrieben, bei der zwischen der druckseitig angeordneten Stopfbüchse und dem Laufrad eine Trennwand mit Rippen angeordnet ist. Mit dieser Konstruktion soll die Erscheinung vermieden werden, daß bei saugseitig angeordneten Stopfbüchsen Luft in die Pumpe gesaugt wird. Das Problem einer ausreichenden Kühlung und Schmierung von Gleitringdichtungen ist in der Druckschrift nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß bei ausreichender Kühlung und Schmierung der Dichtflächen in jedem Betriebszustand ein verbesserter Wirkungsgrad gewährleistet ist und ein geräuscharmer Lauf bei geringem Verschleiß erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Die Ansprüche 2 bis 4 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1.

Die Leitvorrichtungen sind vertieft als offene Nuten

oder Kanäle ausgebildet, gerade, radial oder tangential an einem zur Pumpenachse konzentrischen Kreis, dessen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Laufrades ist, oder sind in Strömungsrichtung von außen nach innen gekrümmt angeordnet und/oder können sich über den Laufraddurchmesser hinaus erstrecken.

Bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe sind Kühlung und Schmierung unabhängig von einem vorhandenen Druckgefälle, so daß bei Selbstansaugung

die Ansaugzeiten nicht langer werden und keinerlei Verstopfungsgefahr besteht Ferner besitzt die erfindungsgemäße Kreiselpumpe gegenüber den bekannten Pumpen einen besseren Wirkungsgrad, während gleichzeitig in jedem Betriebszustand eine ausreichende Kühlung und/oder Schmierung der Gleitringdichtung durch kreisendes Fluid gewährleistet ist Darüber hinaus ist die Kreiselpumpe im Betrieb geräuscharm, konstruktiv einfach, was geringe Gestehungskosten bedingt und im übrigen störunanfällig.

Anhand der Zeichnung werden beispielsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher veranschaulicht

F i g. 1 zeigt schematisch eine Kreiselpumpe mit einer Leitvorrichtung in der Gehäusewand.

F i g. 2 zeigt eine ebenfalls mit einer Leitvorrichtung versehene Kreiselpumpe, die einen druckseitigen Spaltring aufweist

Das im Saugkanal 8 angesaugte Fluid wi. d durch das Laufrad 4 in den Druckkanal 9 gefördert. Das Laufrad 4 wird über einen nicht gezeigten Motor durch eine Welle 10 angetrieben. Die Gehäusewand 3 der Pumpe sitzt über einen Gegenring 2 auf der Welle 10. Die Gleitringdichtung 1 wird zwischen dem Gegenring 2 und beispielsweise einer Schraubenfeder 11, die sich mit ihrem einen Ende am Laufrad abstützt, dichtend auf der Welle 10 sitzend lagefixiert gehalten. In der glatten Innenseite der Gehäusewand 3 ist gegenüber dem Laufrad 4 eine Nut 5 als Leitvorrichtung vorgesehen.
In Fig.2 hat die Kreiselpump« einen druckseitigen Spahring 6. Der ringförmige Ansatz 7 der Gehäusewandung 3, der den Spaltring 6 aufnimmt, ist dabei von der Nut 5 durchbrochen. Ober die Nuten 5 werden die Gleitflächen der Gleitringdichtung 1 mit zu förderndem Fluid versorgt, auch wenn noch kein Druckgefäll'e

ίο vorhanden ist, was bei selbstansaugenden Kreiselpumpen eintritt Die Nuten 5 sind so angeordnet, daß sie von dem kreisenden Fluid einen Teilstrom ablenken und an die Gleitflächen der Gleitringdichtung 1 führen. Dafür ist nur eine geringe radiale Erstreckung notwendig. Es

is genügt, wenn sich die Nut 5 geradlinig von innen nach außen zur Gleitringdichtung 1 geneigt oder senkrecht dazu erstreckt Es ist auch möglich, die Nuten 5 kreisbogenförmig oder als Spiralen ähnlich einer Rückführschaufel von außen im Sinne der Drehrichtung nach innen führend so auszubilden, daß das Fluid zur Gleitringdichtung 1 geschleppt wird.

Die Leitvorrichtung kann mit eingespritzt, eingegossen oder eingepreßt werden, so daß eine teure Nachbearbeitung entfällt

Zweckmäßigerweise stellt man das Gehäuse und das Laufrad aus Metall und/oder Kunststoff her.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kreiselpumpe, insbesondere selbstansaugende Kreiselpumpe mit wenigstens einer auf der Pumpenwelle angeordneten Gleitringdichtung und einer oder mehreren Leitvorrichtungen an der dem Laufrad gegenüberliegenden Gehäusewand, die einen Teil des kreisenden Fluids an die Gleitflächen der Gleitringdichtung führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (5) vertieft als offene Nuten oder Kanäle ausgebildet sind.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (5) gerade, radial oder tangential an einem zur Pumpenachse konzentrischen Kreis, dessen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Laufrades (4) ist, oder in Strömungsrichtung von außen nach innen gekrümmt angeordnet sind.

3. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitvorrichtung (5) bis über den Laufraddurchmesser hinaus erstreckt.

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite des Laufrades in der Gehäusewandung (3) ein ringförmiger Ansatz ausgebildet ist, der von den Leitvorrichtungen (5) durchbrochen ist und zur Aufnahme eines Spaltringes (6) dient