DE2125529A1

DE2125529A1 - Wellenabdichtung

Info

Publication number: DE2125529A1
Application number: DE19712125529
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-lng. Sävedalen; Hillgren Erik Göteborg; Blinge (Schweden). F16j 15-46
Original assignee: SONESSON PUMPIND AB
Current assignee: SONESSON PUMPIND AB
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1971-05-22
Publication date: 1971-12-30
Also published as: NO131619B; SE334271B; NO131619C; GB1312585A

Description

PATENTANWÄLTE
Dr. V. S'JCSE · Dipi.-Ir.o. D. EUSSH
OsKübröcU · ;Λ£*&!*:;·αββ 20-24

Sonesson Pumpindustri AB
Krokslätts Parkgata
Mölndal Schweden

Wellenabdichtung

Die Erfindung betrifft eine Wellenabdichtung mit Gliedern zum Herbeiführen eines Wärmeaustausche zwischen einer Stopfbüchsenbrille und einer duch eine Bohrung in der Stopfbüchsenbrille hindurchgehenden umlaufende Welle.

Bei Wellenabdichtungen für beispielsweise Stopfbüchsen einer

heisse Flüssigkeit pumpenden Pumpe hat man bisher versucht, die Welle dadurch zu kühlen, dass man über die Stopfbüchsenbrille direkt Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, auf die Welle spült. Falls hierbei Heissflüssigkeit, d.h. eine Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck, mit dem Kühlmittel in unmittelbare Berührung kommt, wird eine heftige Dampfbildung ausgelöst. In vielen Fällen ist es auch ausgeschlossen, durch eine Stopfbüchse ausleckendes Mittel in unmittelbare Berührung mit dem Kühlmittel kommen zu lassen.

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Dies hat zur Folge gehabt, dass man in der Regel in der Stopfbüchsenbrille eine beschlossene, von der Welle und damit von ausleckendem Mittel isolierte Kühlschlinge oder in dem Fall, wo eine Erwärmung der Welle und angrenzender Packungen gewünscht wird, eine Heilzschlinge vorsieht, durch die das kühlende oder das erwärmende Mittel umgewälzt wird.

Eine derartige Kühlung oder Erwärmung der Welle und angrenzender Packungen, Dichtungsringe oder Gleitringe wird jedoch weniger wirkungsvoll, weil stets ein isolierender Luftspalt zwischen den Lagerflächen der Stopfbüchsenbrille und der Welle vorhanden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen Welle und Stopfbüchsenbrille zustande zu bringen, und sie wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, dass in der Bohrung der Packbüchsenbrille, durch welche die Welle hindurchgeht, eine die Welle umgebende Ausnehmung mit einem Einlass für Zufuhr eines flüssigen, wärmeübertragenden Mittels und einem Auslass zum Wegleiten zugeführten Mittels vorgesehen ist und dass der Einlass und der Auslass so gegenüber der Ausnehmung angeordnet sind, dass diese vollständig mit dem wärmeübertragenden Mittel gefüllt gehalten wird.

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INSPECTED

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Auslass eine Ausströmöffnung, die oberhalb der Ausnehmung liegt. Vorzugsweise ist hierbei der Einlass ein Spalt zwischen der Stopfbüchsenbrille und der Welle, der einer Büchsendichtung zugekehrt ist, durch die das wärmeübertragende Mittel in die Ausnehmung einleckt. Bei einer anderen zweckmässigen Ausführungsform ist die Ausnehmung mit einem Einlass versehen, der an eine äussere Quelle für das wärmeübertragende Mittel angeschlossen ist. Hierbei liegt vorteilhaft der Einlass dem Auslass im wesentlichen diametral gegenüber.

Gemäss einer anderen Fortbildung des Erfindungsgedankens ist die Stopfbüchsenbrxlle mit einem geschlossenen, die Welle umgebenden und von der Ausnehmung isolierten Kanal zum Durchleiten eines kühlenden oder erwärmenden Mittels umgeben. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Wand der die Welle umgebenden Ausnehmung gewellt oder mit wenigstens einer, den Flüssigkeitsstrom lenkenden, schraubenlinienförmigen Rinne versehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegende, eine als Beispiel gewählte Wellenabdichtung für eine Pumpe zeigende Zeichnung beschrieben, auf der die Fig. einen Schnitt durch eine mit der Wellenabdichtung gemäss der Erfindung versehene Pumpe und die Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 zeigt.

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In der folgenden Beschreibung ist angenommen, dass die gezeigte Pumpe eine heisse Flüssigkeit pumpt und daher eine Kühlung der Welle erforderlich ist; wie aber bereits erwähnt, kommt eine warme Flüssigkeit zur Anwendung, wenn das gepumpte Mittel so kalt ist, dass eine Erwärmung der Welle erfolgen muss.

Die in der Zeichnung teilweise dargestellte Pumpe hat ein · Schaufelrad 1, das auf einer angetriebenen Welle 2 gelagert ist. Die Pumpenwelle 2 ist in einer Stopfbüchse in einem Pumpengehäusedeckel 3 gelagert, der an das hier nicht gezeigte Pumpengehäuse angeschlossen ist. Die Stopfbüchse hat nächst dem Pumpengehäuse einen Stopfbüchsenboden 4, der eine dem Durchmesser der Welle 2 im wesentlichen entsprechende Bohrung aufweist. An die von dem Pumpengehäuse abgekehrte, ebene Endfläche 2 6 des Bodens 4 sind mehrere ringförmige Büchsendichtungen 6 an sich bekannter Art angeschlossen. Die Büchsendichtungen werden gegeneinander und gegen die Endfläche 26 durch eine Stopfbüchsenbrille 7 angepresst gehalten, die mit ihrer einen, ringförmigen und ebenen Endfläche 8 gegen die äusserste Büchsendichtung 6 anliegt. Die Brille 7 wird gegen die Dichtungen 6 mittels eines Brillendeckels 14 angepresst gehalten, und dieser ist, wie aus der Fig. 2 hervorgeht, mit Ösen 15, 16 versehen, durch deren Löcher 17 resp. 18 hier nicht gezeigte Bolzen in den Pumpengehäusedeckel 3 eingeschraubt sind. Die Packbüchsenbrille 7 hat eine innere, ringförmige

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Ausnehmung 19 i in die ein gegen die Welle 2 und die Packbüchsenbrille 7 abdichtender Dichtungsring 20 eingelegt ist. Der Dichtungsring 20 wird gegen die radiale Anliegefläche 21 durch einen Flanschen 22 auf dem Brillendeckel 14 angedrückt gehalten. Der ringförmige Flansch 2 2 hat einen mit dem Durchmesser der Ausnehmung 19 übereinstimmenden Aussendurchmesser. Die Brille 7 ist ferner mit einem ringförmigen Kanal 9 mit rechteckigem Querschnitt ausgestaltet, der die Welle 2 umgibt, von ihr jedoch durch die Brillenwand 10 isoliert ist. An den kanal 9 sind ein unterhalb der Welle 2 liegender Einlass 11 und ein oberhalb der Welle liegender Auslass 12 angeschlossen. Der Einlass 11 steht in Verbindung mit einer hier nicht gezeigten Quelle für ein Kühlmittel oder ein wärmeabgebendes Mittel, das durch den Kanal 9 gepumpt wird und durch den Auslass 12 austritt.

Ein entsprechender Kanal 13 ist in dem Pumpengehäusedeckel 3 vorhanden.

Bei herkömmlicher Ausführung der Wellenabdichtung umschliesst die Innenfläche der Stopfbüchsenbrille 7 die Welle so dicht wie möglich; dennoch lässt sich ein die Welle ganz oder teilweise umgebender isolierender Spalt aus Luft oder Schmierfett nicht vermeiden, und dieser Spalt verhindert einen wirksamen

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Wärmeaustausch zwischen der Welle und der Stopfbüchsenbrille.

Auch in dem Fall, wo eine Stopfbüchse der oben beschriebenen Bauart verwendet wird, füllt die aus dem Pumpengehäuse durch die Stopfbüchse und an der Welle entlang ausleckende Flüssigkeit den Spalt nicht ganz aus und kann daher nicht vollwertig als wärmeübertragendes Mittel dienen.

Gemäss der Erfindung ist daher in der Innenfläche der Stopfbüchsenbrille 7 eine Ausnehmung oder Tasche 23 ausgebildet, die die Welle 2 ringförmig umschliesst und deren eine radiale Wand durch den Dichtungsring 20 und deren andere radiale Wand durch die Dichtungen 6 gebildet wird. Den Einlass für Leckflüssigkeit durch die Dichtungen 6 bildet der ringförmige Spalt 2M-, und an die Ausnehmung 2 3 ist ausserdem ein Auslass 25 angeschlossen. Dieser Auslass 25 ist so angeordnet, dass W seine Mündung 27 oberhalb des höchsten Punktes der Ausnehmung 2 3 liegt, und hierdurch ist sichergestellt, dass die Ausnehmung vollständig mit dem wärmeübertragenden Mittel gefüllt gehalten wird, derart, dass der bestmögliche Wärmeaustausch zwischen der Welle 2 und der Stopfbüchsenbrille 7 erzielt wird,

Die Erfindung ist im Vorstehenden in Verbindung mit einer Packbüchse mit Dichtungsringen 6 beschrieben worden, aber es

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ist offensichtlich, dass sie sich auch auf solche Fälle anwenden lässt, wo überhaupt kein oder nur sehr unbedeutendes Auslecken entlang der Welle vorkommt, wie beispielsweise bei .Verwendung von Gleitringdichtungen. In solchen Fällen ist die Brille 7 mit einem gesonderten Einlass zu der Ausnehmung 2 3 hin versehen, und dieser Einlass steht in Verbindung mit einer äusseren Quelle für das wärmeübertragende Mittel, das z.B. mittels einer Pumpe zur Umwälzung durch die Ausnehmung 2 gebracht wird.

Wegen der besonders guten Wärmeübertragung, die erzielt wird, lässt sich die Erfindung, wenn die von der Welle wegzuleitende Wärmemenge verhältnismässig klein ist, auch bei einer Stopfbüchsenbrille ohne Kühlkanal 9 anwenden, wobei Wärme von der Brille ausstrahlen gelassen wird.

Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit einer Pumpe mit waagerechter Welle dargestellt und beschrieben worden ist, so versteht sich ohne weiteres, dass sie sich auch auf lotrecht stehende Wellen anwenden lässt, wobei der gezeigte Auslass so abgewandelt wird, dass seine Mündung oberhalb des höchsten Punktes der Ausnehmung gelegen ist, wodurch die Ausnehmung ständig mit wärmeübertragendem Mittel gefüllt bleibt. Es ist jedoch auch möglich, den Einlass und den Auslass so abzuwandeln,

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dass ein gewisser Ueberdruck aufrechterhalten wird, derart, dass die Ausnehmung stets, unabhängig von der Lage des Auslasses, gefüllt gehalten wird. Die gezeigte Oberfläche 10 kann zwecks Vergrösserung der wärmeübertragenden Fläche gewellt ausgeführt sein» Die Wellung kann durch nebeneinander liegende parallele, sich rund um die Welle erstreckende Rinnen in der der Ausnehmung 2 3 zugekehrten Oberfläche der Wand 10 gestaltet sein und derartige Rinnen können auch in der dem Kühlkanal 9 zugekehrten Wand ausgebildet sein. Anstelle ringförmiger Rinnen können eine oder mehrere schraubenlinienförmige Rinnen in der der Ausnehmung zugekehrten Oberfläche ausgebildet sein, wodurch der Flüssigkeitsstrom in eine bestimmten Bahn gelenkt werden kann.

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Claims

— Q _ * Patentansprüche

1. _f Wellenabdichtung mit Gliedern zum Herbeiführen eines

Wärmeaustausche zwischen einer Stopfbüchsenbrille (7) und einer durch eine Bohrung in der Brille hindurchgehenden, umlaufenden Welle, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung eine die Welle umgebende Ausnehmung (23) mit einem Einlass (24) für Zufuhr eines flüssigen, wärmeübertragenden Mittels und einem Auslass (25) zum Wegleiten zugeführten Mittels vorgesehen ist und dass Einlass und Auslass so gegenüber der Ausnehmung angeordnet sind, dass diese vollständig mit dem wärmeübertragenden Mittel gefüllt gehalten wird.

2. Wellenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (25) eine Ausströmöffnung (27) hat, die oberhalb der Ausnehmung (23) liegt.

3. Wellenabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass der Spalt (24) zwischen der StopfbUchsenbrille (7) und der Welle (2) ist, der einer Büchsendichtung (8) zugekehrt ist, durch die das wärme-

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übertragende Mittel in die Ausnehmung (23) einleckt.

4. Wellenabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (23) mit einem an eine äussere Quelle für das wärmeübertragende Mittel angeschlossenen Einlass -versehen ist.

5. Wellenabdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass dem Auslass im wesentlichen diametral gegenüber liegt.

6. Wellenabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass die Brille mit einem geschlossenen, die Welle umgebenden und von der Ausnehmung isolierten Kanal (9) zum Durchleiten eines kühlenden oder eines erwärmenden Mittels versehen ist.

7. Wellenabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Welle umgebende Wand der Ausnehmung (23) gewellt ist.

8. Wellenabdichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Welle umgebende Wand der Ausnehmung mit wenigstens einer, den Flüssigkeitsstrom lenkenden, schraubenlinienförmigen Rinne versehen ist.

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