DE2615743A1 - MECHANICAL SEAL FOR THE SHAFT OF CENTRIFUGAL MACHINES, IN PARTICULAR CENTRIFUGAL PUMPS - Google Patents

MECHANICAL SEAL FOR THE SHAFT OF CENTRIFUGAL MACHINES, IN PARTICULAR CENTRIFUGAL PUMPS

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DE2615743A1 DE19762615743 DE2615743A DE2615743A1 DE 2615743 A1 DE2615743 A1 DE 2615743A1 DE 19762615743 DE19762615743 DE 19762615743 DE 2615743 A DE2615743 A DE 2615743A DE 2615743 A1 DE2615743 A1 DE 2615743A1
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Description

PATENTANWÄLTE 4 D Ü S S E LD ORF, (Jen 9.4.1976PATENTANWÄLTE 4 DÜ S S E LD ORF, (Jen 9.4.1976

DIPL-ING. WALTER KUBORN " K./ra!DIPL-ING. WALTER KUBORN "K./ra!

DIPL.-PIIYS. DR. PETER PALGEN _ .' 'DIPL.-PIIYS. DR. PETER PALGEN _. ' '

DÜSSELDORF «3 £U|5743DÜSSELDORF «3 £ U | 5743

MULVANYSTRASSE 2 · TELEFON 632727 KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NR. 1014463 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919207 POSTSCHECK-KONTO: KÖLN 115211-504MULVANYSTRASSE 2 TELEPHONE 632727 KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NO. 1014463 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919207 POST CHECK ACCOUNT: COLOGNE 115211-504

Wernert- Pumpen GmbH in 4j5j5o Mülheim/Ruhr.Wernert-Pumpen GmbH in 4j5j5o Mülheim / Ruhr.

Gleitringdichtung für die Welle von Kreiselmaschinen,Mechanical seal for the shaft of centrifugal machines,

insbesondere Kreiselpumpen.especially centrifugal pumps.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung für die Welle von Kreiselmaschinen, insbesondere Kreiselpumpen, bei welcher in der von der Welle durchgriffenen Dichtungskammer des Masehinengehäuses die Welle ein elastischerBalg bzw. ein solcher Faltenbalg umgibt, der die Dichtungsringe durch Druckausübung in Achsrichtung gegeneinander drückt.The invention relates to a mechanical seal for the shaft of centrifugal machines, in particular Centrifugal pumps in which the shaft penetrates the sealing chamber of the machine housing the shaft is surrounded by an elastic bellows or such a bellows which presses against the sealing rings pushes against each other in the axial direction.

Bei bekannten Gleitringdichtungen der vorstehenden Art steht der die Welle umgebende Faltenbalg still und wird ein im Balg befindlicher Dichtungsring über diesen gegen einen mit der Welle bzw. dem Laufrad umlaufenden Dichtungsring gedrückt.In known mechanical seals of the above type, the bellows surrounding the shaft is stationary and a sealing ring located in the bellows is placed over it against one rotating with the shaft or the impeller Sealing ring pressed.

In Kreiselpumpen aus Kunststoff kann eine derartige Dichtungsanordnung problematisch sein, wenn vorgegebene Betriebsbedingungen nicht eingehalten werden, so z.B. die Pumpen ohne Flüssigkeit zeitweise trocken laufen oder über einen längeren Zeitraum im eingenen Saft gefahren werden. Die bei derartigen Betriebszuständen zwischen den Gleitringen entstehende Reibungswärme, die Temperaturen über 2oo° C zu Folge haben kann, wird auf die Kunststoffbauteile übertragen und kann zu Zerstörungen an denselben führen.In centrifugal pumps made of plastic, such a sealing arrangement can be problematic if specified Operating conditions are not complied with, e.g. the pumps run dry temporarily without liquid or be driven in its own juice for a longer period of time. The in such operating conditions between Frictional heat generated by the sliding rings, which can result in temperatures of over 2oo ° C, is transferred to the plastic components transmitted and can lead to destruction of the same.

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Bei der eingangs beschriebenen Anordnung ist der Elastomer-Faltenbalg oder Schlauch ballig rotationssymetrisch geformt. Da auf der Produktseite gegenüber der Atmosphäre immer ein Überdruck bestehen muß, wird der Vorspannung eines derartig nach außen geformten Faltenbalges (Stulpe) durch den Flüssigkeitsdruck eine weitere axiale Spannung überlagert, die mit steigendem Druck zunimmt, wodurch ein größerer Anpressdruck der auf einandergleitenden Gleitringflächen erfolgt. Der Druck der FörderflUssigkeit in der Wellendurchführung hängt wesentlich von der Förderhöhe der Pumpe und damit auch von der Antriebsdrehzahl ab. Weitere Einflüsse sind Zulauf, Art der Entlastung durch Ausgleichsborhungen oder Rückenschaufeln und der Betriebszustand der Pumpe.In the arrangement described above, the elastomer bellows or hose is spherically rotationally symmetrical shaped. Since there must always be an overpressure in relation to the atmosphere on the product side, the bias of such an outwardly shaped bellows (cuff) by the fluid pressure superimposed additional axial tension, which increases with increasing pressure, creating a greater contact pressure of the takes place on sliding ring surfaces sliding on each other. The pressure of the fluid in the shaft duct depends essentially on the delivery head of the pump and thus also on the drive speed. Further influences are Inlet, type of relief through compensating holes or back vanes and the operating status of the pump.

Die Gleitringdichtung nach der Erfindung läßt eine Kompensation eines mit der Drehzahl wachsenden Anpreßdrucks zu. Durch die im rotierenden Faltenbalg wirksam werdenden Fliehkräfte wird, bedingt durch die Balligkeit, eine Verkürzung des Faltenbalges mit nachlassendem elastischen Anpreßdruck erstrebt. Gleichzeitig nimmt jedoch der Druck im Gleitringraum mit wachsender Drehzahl zu, was einen den Fliehkräften entgegengesetzten Effekt zur Folge hat. Da beide Einflüsse im wesentlichen dem Quadrat der Drehzahl proportional sind, ergibt sich eine Kompensation der Fliehkräfte derart, daß ein möglichst gleichbleibender Anpreßdruck der aufeinander gleitenden Gleitringteile erreicht wird.The mechanical seal according to the invention allows for a compensation that increases with the speed Contact pressure to. Due to the centrifugal forces that become effective in the rotating bellows, due to the Crowning, a shortening of the bellows with decreasing elastic contact pressure strives. Simultaneously however, the pressure in the slip ring space increases with increasing speed, which opposes the centrifugal forces Effect. Since both influences are essentially proportional to the square of the speed, one results Compensation of the centrifugal forces in such a way that a contact pressure that is as constant as possible for the one on top of the other Sliding ring parts is achieved.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, die eingangs aufgeführte Gleitringdichtung so auszubilden, daß unter anderem keine Schädigungen des Laufrades aus Kunststoff durch eine übermäßige Wäremeinwirkung auf dieses bei Wahrung der Kompensationsmöglichkeit der Fliehkräfte austreten kann.The invention is essentially based on the object of the mechanical seal mentioned at the beginning to train so that, among other things, no damage to the plastic impeller by excessive Heat influence on this while maintaining the possibility of compensation the centrifugal forces can escape.

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Vornehmlich diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Balg oder Schlauch auf der dem Laufrad zugewandten Seite auf drehende Mitnahme mit der Welle und dem Laufrad festgelegt ist sowie dicht an diesem auf dessen Rückenseite anliegt und daß am anderen Balgende ein mit dem Balg umlaufender Dichtungsring vorgesehen ist, der gegen einen ortsfesten Dichtungsring am Austritt der Welle aus der Dichtungskammer des Pumpengehäuses anliegt.Primarily this object is achieved by the invention in that the bellows or hose on the one facing the impeller Side is set on rotating entrainment with the shaft and the impeller and close to this on its back side is applied and that at the other end of the bellows a circumferential sealing ring with the bellows is provided, which against a stationary sealing ring rests at the exit of the shaft from the sealing chamber of the pump housing.

Auf diese Weise ist eine durch Reibung Wärme entwickelnde Stelle auf der Laufradseite bzw. am Laufrad vermieden, so daß eine Schädigung des Laufrades aus Kunststoff durch Wärmeentwicklung nicht eintreten kann. Die aufeinandergleitenden Gleitringe liegen an dem dem Laufrad abgewandten Ende des Schlauches.In this way there is a point that generates heat due to friction on the impeller side or on the impeller avoided, so that damage to the plastic impeller due to the development of heat cannot occur. The sliding rings that slide on one another are located on the end of the hose facing away from the impeller.

Im einzelnen ist nach der Erfindung auf dem das Laufrad tragenden Wellenende eine iflitdrehende Büchse vorgesehen und die Büchse auf der dem Laufrad zugewandten Seite zur Bildung eines Spaltes zwischen der Welle und der Büchse auf eine Streckt im Durchmesser vergrößert. Das laufradseitige Balgende ist zur Bildung einer Innentasche nach innen umgelegt. Die Innentasche nimmt das ihr zugewandte Büchsenende auf. Hierbei liegt das Schlauchbzw. Balgende auf der Laufradseite unter Druck gegen die Rückseite der Laufradnabe an.In detail, according to the invention, on the shaft end carrying the impeller there is an iflit-rotating bush provided and the sleeve on the side facing the impeller to form a gap between the shaft and the rifle enlarged to a stretch in diameter. The end of the bellows on the impeller side is used to form an inner pocket turned inside. The inside pocket holds the barrel end facing it. Here is the hose or. Bellows end on the impeller side under pressure against the rear of the impeller hub.

Das dem Laufrad abgewandte Balgende (Ende des Faltenbalges) ist mit einem Dichtungsring bestückt. Hierbei greift das Balgende in eine ringförmige Nut zweckmäßig von nach außen konischem Querschnitt in der dem Laufrad zugewandten Stirnfläche des Dichtungsringes ein . Der Dichtungsring liegt gegen einen an der Gehäusekammer bzw. am Deckel der Gehäusekammer ortsfest vorgesehenen Dichtungsring an.The end of the bellows facing away from the impeller (end of the bellows) is fitted with a sealing ring. Here the end of the bellows engages in an annular groove expediently from an outwardly conical cross section in the impeller facing end face of the sealing ring. The sealing ring rests against one on the housing chamber or on the cover of the housing chamber fixed sealing ring.

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Die Zeichnung veranschaulicht ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung durch die Wisdergabe des für die Erfindung wesentlichen Teils einer Kreiselpumpe im Schnitt.The drawing illustrates an exemplary embodiment of the invention through the Wisdergabe of the essential part of the invention in a centrifugal pump Cut.

An der Welle 1 befindet sich im Pumpengehäuse 2 das Laufrad 3, welches aus thermoplastischem Kunststoff besteht. Die Welle 1 durchgreift die Dichtungskammer K des Pumpengehäuses 2.The impeller 3, which is made of thermoplastic material, is located in the pump housing 2 on the shaft 1. The shaft 1 extends through the sealing chamber K of the pump housing 2.

Zwischen dem Deckel 16 der Dichtungskammer 4 und dem Laufrad J5 ist in der Gehäusekammer 4 die Gleitringdichtung angeordnet. Hierbei ist auf der Welle 1 eine Büchse 5 vorgesehen, welche sich mit der Welle 1 dreht. Das dem Laufrad 3 zugewandte Ende 6 der Büchse 5 ist im Durchmesser aufgeweitet, wodurch sich zwischen dem Wellenende und dem Büchsenende ein Spalt 7 ergibt. Der Schlauch bzw. Balg 8, v/elcher die Welle umgibt, ist auf der dem Laufrad 3 zugewandten Seite nach innen umgelegt und bildet so eine Tasche, in welche das Büchsenende eingreift. Der Ausßenrücken Io der Tasche liegt dicht an dem Nabenrücken desLaufrades an. Der Schlauch bzw. Balg dreht sich mit der Welle 1 und dem Laufrad 3>·The mechanical seal is located in the housing chamber 4 between the cover 16 of the sealing chamber 4 and the impeller J5 arranged. Here, a sleeve 5 is provided on the shaft 1, which rotates with the shaft 1. The end 6 of the sleeve 5 facing the impeller 3 is expanded in diameter, resulting in a gap 7 between the shaft end and the bushing end. Of the The hose or bellows 8, which surrounds the shaft, is folded inwards on the side facing the impeller 3 thus forming a pocket into which the barrel end engages. The outside back Io of the bag lies close to the back of the hub of the impeller. The hose or bellows rotates with shaft 1 and impeller 3>

Das andere Ende 11 des Schlauches 8 ist mit einem Dichtungsring 12 bestückt. Hierzu greift das Ende 11 des Schlauches in eine Ringnut von sich nach außen konisch erweiterndem Querschnitt in der Stirnfläche \J> des Dichtungsringes ein. Die andere Stirnfläche leides Dichtungsringes 1?. liegt gegen den Gleitring 15 an, der sich ortsfest am Kammerdeckel 16 der Dichtungskammer 4 befindet. The other end 11 of the hose 8 is equipped with a sealing ring 12. 11 To this end, engages the end of the tube into an annular groove of outwardly conically widening cross section in the end face \ J> of the sealing ring a. The other end face of the sealing ring 1? rests against the sliding ring 15, which is stationary on the chamber cover 16 of the sealing chamber 4.

Der Schlauch bzw. Balg 8 ist nach außen ausgebaucht und steht unter dem Druck der Förderflüssigkeit, die durch den Kanal VJ in die Kammer h gleitet ist.The hose or bellows 8 bulges outwards and is under the pressure of the conveying liquid which slides through the channel VJ into the chamber h.

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Claims (2)

Wernert- Pumpen GmbH in 4j5]5o Mülheim/Ruhr Patentansprifc he.Wernert-Pumpen GmbH in 4j5] 50 Mülheim / Ruhr patent claims. 1. Gleitringdichtung für die Welle von Kreiselmaschineri, insbesondere Kreiselpumpen, bei welcher in der von der Welle durchgriffenen Dichtungskammer des Pumpengehäuses die Welle ein elastischer Balg1. Mechanical seal for the shaft of centrifugal machinery, in particular centrifugal pumps, in which in the sealing chamber penetrated by the shaft of the pump housing, the shaft is an elastic bellows bzw. Faltenbalg oder Schlauch umgibt, der die Dichtungsringe durch axiale Druckausübung gegeneinander drückt, dadurch gekennzeichnet, daß -der Balg (8) auf der dem Laufrad (3) zugewandten Seite auf drehende Mitnahme mit der Welle (l) und dem Laufrad (3) festgelegt gegen dieses dicht anliegt und daß am anderen Schlauchende bzw. Balgende ein mit dem Balg (8) umlaufender Dichtungsring (12) vorgesehen ist, der gegen einen ortsfesten Dichtungsring (155 am Austritt der Welle aus der Dichtungskammer (4) des Gehäuses (2) anliegt. or bellows or hose which presses the sealing rings against one another by exerting axial pressure, characterized in that -the bellows (8) on the side facing the impeller (3) to rotate with the shaft (1) and the impeller (3) fixed against this and that at the other end of the hose or the end of the bellows a sealing ring (12) is provided which runs around the bellows (8) and which rests against a stationary sealing ring (155 at the exit of the shaft from the sealing chamber (4) of the housing (2)) is present. 2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem das Laufrad (3) tragenden Wellenende eine mitdrehende Büchse (5) vorgesehen und auf der dem Laufrad (3) zugewandten Seite zur Bildung eines Spaltes (7) zwischen Welle und Büchse auf eine Strecke im Durchmesser vergrößert ist, und daß das laufradseitige Balgende zur Bildung einer Innentasche nach innen umgelegt und das Büchsenende (6) von dieser Innentasche aufgenommen ist bzw. in diese Innentasche eingreift,2. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that on which the impeller (3) supporting Shaft end a rotating sleeve (5) is provided and on the side facing the impeller (3) for formation a gap (7) between the shaft and the sleeve is enlarged to a certain extent in diameter, and that the impeller-side The end of the bellows is folded inwards to form an inner pocket and the barrel end (6) from this inner pocket is received or engages in this inner pocket, 709842/0380709842/0380 wobei der Rücken der Tasche (lo) auf cbr Laufradseite unter Druck gegen die Rückenseite der Laufradnabe anliegt. with the back of the bag (lo) on the cbr wheel side rests under pressure against the back of the impeller hub. 3- Gleitringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Laufrad (^) abgewandte Balgbzw. Schlauchende (11) mit einem Dichtungsring (12) bestückt ist, wozu das Balgende (11) in eine vorzugsweise nach außen konischen Querschnitt aufweisende Ringnut in der dem Laufrad (^) zugewandten Sitrnfläche (13) des Dichtungsringes (12) eingereift und die andere Stirnfläche (l4) gegen den Dichtungsring (15) am Kammerdeckel (18) der Dichtungskammer (4) angliegt.3- mechanical seal according to claim 2, characterized in that the bellows or bellows facing away from the impeller (^). Hose end (11) is equipped with a sealing ring (12), for which purpose the bellows end (11) engages in an annular groove, preferably having an outwardly conical cross section, in the side surface (13) of the sealing ring (12) facing the impeller (^) and the other end face (l4) rests against the sealing ring (15) on the chamber cover (18) of the sealing chamber (4). 709842/0380709842/0380
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