DE2524721C2 - Abdichtvorrichtung fur eine Pumpe - Google Patents

Description

65

Die Erfindung betrifft eine Abdichtvoi richtung für eine Pumpe, insbesondere Speisepumpe im Kühlmittelkreislauf eines Kernreaktors, wobei der die Laufräder enthaliendc Druckr^iun eine gefährdende Flüssigkeit enthält, wobei die Pumpenwelle zwischen dem Druck· raum und einer Wellendichfung einen Bund mit radialer ebener, vom Druckraum abgewandter Ringfläche trägt, wobei dem Bund eine entsprechende Ringdichtfläche eines axial verschiebbaren Ringkolbens gegenübersteht, wobei die Welle zwischen dem Bund und der Wellendichtung von einem inneren Ringraum umschlossen ist, wobei eine von der Ringdichtfläche abgewandte Ringfläche des Ringkolbens an einen Ringdruckraum grenzt, wobei diesem Ringdruckraum bei stillstehender Pumpe über eine das Gehäuse durchquerende Druckbohrung gefähidende Flüssigkeit zugeführt wird, welche den Ringkolben in Richtung zum Druckraum gegen die Dichtfläche des Bundes preßt, um den Zufluß der gefährdenden Flüssigkeit aus dem Druckraum zum inneren Ringraum und zu der Wellendichtung zu verhindern, wogegen bei arbeitender Pumpe der Ringkoiben von de: Dichtfläche des Bundes weggedrückt wird, und wobei eine das Gehäuse durchquerende, Flüssigkeit abführende Entlastungsbohmng vorgesehen ist.

Eine derartige Abdichtvorrichtung ist in der DT-AS 20 13 963 dargestellt. Bei dieser bekannten Abdichtvorrichtung ist die gefährdende Flüssigkeit eine -"Her Druck stehende Flüssigkeit hoher Temperatur, welche von der Pumpe gefördert wird. Im Normalbetrieb wird durch eine Sperrflüssigkeit verhindert, daß diese heiße Förderflüssigkeit die Wellendichtung erreicht. Fällt die Zufuhr der Sperrflüssigkeit aus, so wird der Ringkolben gegen den Bund gedruckt, so daß heiße Förderflüssigkeit nur noch im Rahmen der unvermeidlichen Leckrate in den sich zwischen dem Bund und der Wellendichtung erstreckenden inneren Ringraum fließen kann. Mit der Zeit würde diese heiße Förderflüssigkeit den geamten inneren Ringraum ausfüllen; aus diesem Grunde wird als Ersatz für die eigentliche Sperrflüssigkeit gekühlte Förderflüssigkeit zugeführt.

Bei der Abdichtvorrichtung der DT-AS 20 13 963 baut sich im Ringraum vor der zu schützenden Wellendichtung aufgp'nd der unvermeidlichen Leckrate der gleiche Druck auf.cer im Druckraum herrscht.

Ist die gefährdende Flüssigkeit eine der Druckprüfung von Kühlkreisleitungssystemen dienende Druck flüssigkeit, so muß dieser Druckaufbau im inneren Ringraum verhindert werden. Dies ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung.

Diese Aufgabe wird bei einer Abdichtvorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst, über die radialen Bohrungen des Ringkolbens wird die Flüssigkeit abgeführt, weiche zwischen dem Ringkoiben und dem Bund in den inneren Ringraum durchleckt. Diese radialen Bohrungen haben andererseits zur Folge, daß es nicht möglich ist, gemäß der Konstruktion der DT-AS 2013 963 den Ringkolben mittels Flüssigkeitsdruckes vom Bund abzuheben. Statt dessen ist erfindungsgemäß die axial gelagerte Druckfeder vorgesehen.

Bei einer Leckprüfung eines Leitungssystems, in dem eine Pumpe vorgesehen ist, beispielsweise bei einer L.eckprüfung des Kühlwasserkreislaufes eines Kernreaktors, mußte bisher die Pumpe abgeflanscht werden, da das Pumpengehäuse, insbesondere die Wellendichtungen sowie die Gehäuse dieser Wellendichtungen, dem Prüfdruck nicht standhalten. Dieses Abflanschcn der Pumpe ist ein außerordentlich aufwendiger Arbeits-

gung. Durch die erfindungsgemaOe Konstruktion werden die D^:chtungen und ihr Gehäuse auf einfache Weise während der Druckprüfung, also bei stillstehender Pumpe, vor dem Prüfdruck geschützt.

Bei Arbeiten der Pumpe ist die Entlastungsbohrung verschlossen und die Druckfeder hebt den Ringkolben vom Bund ab, damit die Welle, die den Bund trägt, sich frei drehen kann, ohne am Ringko'ben zu schleifen. In dieser Stellung herrscht im inneren Ringraum der gleiche Druck wie im benachbarten Druckraum. Dieser Druck wird von der Wellendichtung abgefangen, ohne sie zu beschädigen.

Zum Zweck der Druckprüfung (für die Leckprüfung des Leitungssystems) wird die Entlastungsbohrung geöffnet. Gegen die Kraft der Druckfeder drückt der Prüfdruck die Dichtfläche des Ringkclbens gegen die Ringfläche des Bundes. Der Dichtspalt zwischen Ringkolben und Bund wird hierdurch craktisch dicht. Etwaiges Leckwasser kann durch di~ "-.ntiastungsbohrung entweichen, so daß sich im inneren Ringraum kein Druck aufbauen kann, der die Wellendichtung und deren Gehäuse zerstören könnte..'., Tatsache des Anliegens des Ringkolbens am R na s'ört nicht, da während der Druckprüfung die Pumj,' nicht arbeitet und somit die Welle stillsteht.

Bei der in Anspruch I angegebenen Konstruktion drückt die Druckflüssigkeit (ebenso wie die heiße Flüssigkeit gemäß der AS 20 13 963) auf eine Fläche des Ringkolbens, welche dem Druckraum abgewandt ist; dieser Fläche wird die Druckflüssigkeit durch die das Gehäuse durchquerende Druckbohrung zugeführt. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß der Ringkolben gegenüber dem Gehäuse, in dem er axial geführt ist, abgedichtet sein muß. Eine technisch einfachere Konstruktion, bei welcher die Druckbohrung und die genannte Abdichtung des Ringkolbens nicht erforderlich sind, ist im Patentanspruch 2 angegeben. Auch diese Konstruktion geht von dem Stand der Technik aus, welche durch die DT-AS 20 13 963 gegeben ist, doch ist die Anzahl übereinstimmender Merkmale geringer. Bei der Konstruktion des Patentanspruches 2 hebt die Druckfeder den Ringkolben in Richtung zum Druckraum vom Bund ab. Wirf' Prüfdruck aufgegeben, so drückt der Prüfdruck im Druckraum unmittelbar ohne Leitung und Druckbohrung, auf den Ringkolben und preßt ihn dichtend auf den

η ι j ii/_ii_ 1 : ,i:_ r-v i.r ι

DUIIU UCI TTCIIC, WUUCI UIC UIUCMCUCI ZUS

drückt wird.

Die F ig. I₁ 2 und 3 zeigen schematise!*, im axialen Schnitt, Ausführungjbeispiele der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe ist über den Zulaufstutzen 2 und über den Druckstutzen 4 an ein Leitungssystem angeschlossen, das in gewissen Zeitabständen durch eine Druckprüfung auf Leckstellen untersucht werden muß. Die Welle 4 durchquert dsn Druckraum 6. Gleitringdichtungen 8 und IO sind

Zwischen diesen Gleitringdichtungen und dem Druckraum ist eine Anordnung vorgesehen, um bei Druckprüfungen die Gleitringdichtungen gegen den Prüfdruck zu schützen. Diese Anordnung ist im Maßstab der F i g. I nicht darstellbar; es wird hierzu auf die F i g. 2 und 3 verwiesen. Diese zeigen die obere Hälfte eines axialen Schnittes im Bereich einer Gleitringdichtung, die zwar bei Kühlkreisläufen von Kernreaktoren, wegen 6$ der Gefahr der radioaktiven Verseuchung, üblicherweise a!s doppeiie Gleitringdichtung ausgebildet ist, hier jedoch einfachheitshalber nur als einfache Gleitringdichtung dargestellt wurde. Zu erkennen ist in den F i g. 2 und } auch die Welle 4 und der Druckraum 6.

Gemäß F i j. 2 trägt die Welle einen Bund 12, der auf seiner dem Druckraum benachbarten Seite eine radiale ebene Ringfläche 14 trägt. Dieser Ringfläche 14 des Bundes 12 steht eine entsprechende Dichtfläche 16 des Dichtringes 18 gegenüber. Vom Bund 12 ist dieser Dichtring durch einen Spalt 20 getrennt. Er gleitet im Gehäuse 22 der Gleitringdichtung 8 und ist dieser gegenüber mit einem Schnurring 24 abgedichtet. Von einer Druckfeder 26 wird er in Richtung /um Druckraum 6 gedrückt.

Der zwischen dem Bund 12 und der Gleitringdichtung 8 befindliche Ringraum 28 ist mit einer verschließbaren Entlastungsbohrung 30 verbunden, weiche das Gehäuse 22 der Gleitringdichtung 8 durchquert.

In der in Fig.2 dargestellten Stellung ist angenommen, daß ein Prüfdruck 6 den Dichtring 18 durch Druck auf die große, den Druckraum 6 begrenzende Fläche 32 gegen die Kraft der Druckfeder 26 gegen den Bund 12 gedrückt hat. Die Flächen 14 und 16 sind so eben ausgebildet, daß sie möglichst gut abdichten. Etwaiges durch den Spalt 20 in dem inneren Ringraum 28 eindringendes Leckwasscr kann über die Entlastungsbohrung 30 abgeführt wc Jen, ohne daß Gefahr bestände, daß sich dort ein Dru'k aufbaut, welcher die Gleitringdichtung 8 und das Gehäuse 22 zerstören könnte. Ist die Druckprüfung beendet und herrscht im Druckraum 6 nicht mehr der hohe Prüfdruck, so drückt d.o Druckfeder 26 den Dichtring 32 in Richtu ■■· /um Druckraum 6, so daß sich die Dichtfläche 16 des Dichtringes 18 von der Ringfläche 14 des Rundes 12 abhebt. Man verschließt dann die Entlastungsbohrung, beispielsweise durch eine Verschlußschraube. Da nun der Dichtring 18 nicht mehr gegen den Bund 12 drückt, ist die Welle 4 in der Drehung nicht behindert.

Gemäß F i g. 3 ist das Gehäuse 22 der Gleitringdichtung 8 bis auf einen geringen Spalt 40 an den Bund 12 herangezogen. Der Dichtring 19 liegt mit seiner Dichtfläche 16 der radialen ebenen Ringfläche 14 des Bundes 12 an. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist diese Ringfläche 24 des Bundes ^derG.citringdichtung 8 zugewandt, wogegen im Allsführungsbeispiel der Fi g. 2 die Ringtläche 14 dem Druckraum 6 zugewandt war.

Gemäß Fig.3 befindet sich die Anordnung in der Stellung, in der im Druckrauni S ein Prüfdruck herrscht. Über die Druckbohrung 42 ist der äußere Ringraum 44 mit dem Prüfdruck, der im Druckraum 6 herrscht, verbunden. Der Prüfdruck drückt gegen die radiale Fläche 46 des Fortsatzes 19a des Dichtringes 19. Dieser Fortsatz 19a ist im äußeren Ringraum 44 axial verschiebbar geführt und radial außen und innen durch je einen Schnurring 48 und 50 abgedichtet. Da diese radiale Fläche 46 des Fortsatzes 19a erheblich größer ist a:s die den Spalt 40 begrenzende Fläche des Dichtringes 19 HriirUt Her PriifHriirk üher die Druckhohrunsr 42 und den äußeren Ringraum44den Dichtsing gegen die Kraft der Druckfeder 26 nach rechts, ohne daß der durch den Spalt 40 auf den Dichtring 19 in entgegengesetzter Richtung einwirkende Prüfdruck hierauf einen Einfluß hätte.

Die Flächen 14 und 16 sind derart glatt, daß sie möglichst gut abdichten. Etwdges zwischen ihnen durchtretendes und in den inneren Ringraum 28 eindringendes Leckwasser kann dort keinen Druck aufbauen, da es über die Entlastungsbohn-ng 30 abgeführt wird. Mit der Entlastungsbohrung 30 steht der

innere Ringraum 28 über radiale Bohrungen 45 des Dichtringes 19 in Verbindung.

lsi die Druckprüfung beendet, so drückt die Druckfeder 26 den Dichtring 19 in Richtung zur Gleitringdichtung 8 und hebt die Flächen 14 und 16

voneinander ab. Man verschließt dann die Entlastungsbohrung 30 und die Druckbohrung 42. Der Inbetriebnahme der Pumpe steht dann nichts mehr im Wege, da der Dichtring 19 die Drehung des Bundes 12 nun nicht mehr behindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

25 24 72! Patentansprüche:

1. Abdichtvorrichtung für eine Pumpe, insbe:,
dere Speisepumpe im Kühlmittelkreislauf eines Kernreak'ors, wobei der die Laufräder enthaltende Druckraum eine gefährdende Flüssigkeit enthält, wobei die Pumpenwelle zwischen dem Druckraum und einer Wellendichtung einen Bund mit radialer ebener, vom Druckraam abgewandter Ringfläche trägt, wobei dem Bund eine entsprechende Ringdichtfläche eines axial verschiebbaren Ringkolbens gegenübersteht, wobei die Welle zwischen dem Bund und der Wellendichtung von einem inneren Ringraum umschlossen ist, wobei eine von der Ringdichtfläche abgewandte Ringfläche des Ringkolbens an einen Ringdruckraum grenzt, wobei diesem Ringdruckraum bei stillstehender Pumpe über eine das Gehäuse durchquerende Druckbohrung gefährdende Flüssigkeit zugeführt wird, weiche den Ringkolben in Richtung zum Druckraum gegen die Dichtfläche des Bundes preßt, um den Zufluß der gefährdenden Flüssigkeit aus dem Druckraum zum inneren Ringraum und zu der Wellendichtuung zu verändern, wogegen bei arbeitender Pumpe der Ringkolben von der Dichtfläche des Bundes weggedrückt wird, und wobei eine das Gehäuse durchquerende. Flüssigkeit abführende Entlastungsbohrung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß über radiale Bohrungen (45) des Ringkolbens (19, 19a) der innere Ringraum (28) mit der Entlastungsbohrung (30) verbunden ist und daß eine axial gelagerte Druckfeder (26) den Ringkoiben (19, 19a) bei arbeitender Pumpe vom Bund wegdrückt (F i g. 3).

2. Abdichtvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere Speisepumpe im Kühlmittelkreislauf eines Kernreakiors, woKe. der die Laufräder enthaltende Druckraum eine gefährdende Flüssigkeit enthält, wobei die Pumpenweüe zwischen dem Druckraum und einer Wellendichtung einen Bund mit radialer ebener Ringfläche trägt, wobei dem Bund eine entsprechende Ringdichtfläche eines axial verschiebbaren Ringkolbens gegenübersteht, wobei die Welle zwischen der Wellendichtung und dem Bund »in einem inneren Ringraum umschlossen ist, wobei die gefährdende Flüssigkeit den Ringkoiben gegen die Dichtfläche des Bundes preßt, um den Zufluß der gefährdenden Flüssigkeit aus dem Druckraum zum inneren Ringraum und zu der Wellendichtung zu verhindern, wogegen bei arbeitender Pumpe der Ringkolben von der Dicht/lache des Bundes ^ugcrcTAHrM^Ift u/irvj JJHC- WOwCi €ΐΠ€ uuS OchäüSC durchquerende. Flüssigkeit abführende Entla^ctungs- bohrung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ringraum (28) mit der Entlastungsbohrung (30) verbunden ist, daß die Ringfläche (14) des Bundes (12) dem Druckraum (6) zugewandt ist, so daß die Druckflüssigkeit im Druckraum (6) den Ringkolben (13) unmittelbar gegen die Ringfläche des Bundes drückt, und daß eine axial gelagerte Druckfeder (26) den Ringkolben (J8) bei arbeilender Pumpe vom Bund (12) wegdrückt (F i g. 2).