DE2630513A1 - Heat transfer oil pump - has cooling section with outlying shaft seal in housing cooled by surrounding axially guided air flow from fan - Google Patents

Heat transfer oil pump - has cooling section with outlying shaft seal in housing cooled by surrounding axially guided air flow from fan

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DE2630513A1 DE19762630513 DE2630513A DE2630513A1 DE 2630513 A1 DE2630513 A1 DE 2630513A1 DE 19762630513 DE19762630513 DE 19762630513 DE 2630513 A DE2630513 A DE 2630513A DE 2630513 A1 DE2630513 A1 DE 2630513A1
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Abstract

The cooling arrangement is intended for a pump handling hot fluids, particularly heat transfer oil, and driven by a motor. The shaft seal is arranged away from the pump in a housing connected with the pump chamber via a cooling and throttle section, the pump shaft carrying a cooling fan impeller. The air flow from the impeller is directed by a guide to be parallel to the shaft axis to form a narrow envelope current around the housing and the cooling section. The heat dissipating outer surfaces of this housing and the throttle section are freely exposed and not obstructed by other components.

Description

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AKTIENGESELLSCHAFTSHARED COMPANY

226 P226 P

PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION

Bezeichnung: Kühleinrichtung für ein PumpenaggregatDesignation: cooling device for a pump unit

Gegenstand der Erfindung ist eine Kühleinrichtung für ein Pumpenaggregat zu Fördern heißer Medien, insbesondere von Wärmeträgerölen, bestehend aus einer Pumpe und einem Antriebsmotor, mit einer vom Pumpenraum abgerückten in einem über eine Kühl- und Drosselstrecke mit dem Pumpenraum verbundenen Dichtungsgehäuse angeordneten Wellenabdichtung, und einem auf der Motorpumpenwelle angebrachten Lüf- The invention relates to a cooling device for a pump unit for conveying hot media, in particular from Heat transfer oils, consisting of a pump and a drive motor, with one that is removed from the pump chamber in one A shaft seal arranged via a cooling and throttle section connected to the pump chamber, and a fan mounted on the motor pump shaft.

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- Tr -- Tr -

terrad zur Erzeugung eines Luftstromes am Dichtungsgehäuse und an der Kühlstrecke.terrad for generating an air flow on the seal housing and on the cooling section.

Bei bekannten derartigen Kühleinrichtungen für Pumpenaggregate wird ein relativ großes Axiallüfterrad verwendet, das in der Verbindungslaterne zwischen Pumpe und Motor des Aggregates umläuft. Aus konstruktiven und montagetechnischen Gründen ist der freie Innendurchmesser der Verbindungslaterne durchwegs groß gehalten, und der Laternenkörper zwischen den Anschlußflanschen für Pumpe und Motor ist als Rohr ausgebildet. Das Axialgebläse fördert auf dem verbleibenden großen Querschnitt zwischen Pohrmantel der Laterne und Dichtungsgehäuse bzw. Kühlstrecke. Der durch das Lüfterrad erzeugte Luftstrom ist sehr groß, der Wirkungsgrad jedoch relativ gering, weil der Großteil des Luftstromes mit dem Kühlgehäuse und der Kühlstrecke nicht in Berührung kommt. Des weiteren hat die Anordnung den Nachteil, daß durch den nach außen geschlossenen Rohrmantel der Verbindungslaterne eine Wärmeabstrahlung am Kühlgehäuse und der Kühlstrecke weitgehend unterdrückt wird. Das große Lüfterrad verbraucht ausserdem relativ viel Energie, wodurch die Betriebskosten des Pumpenaggregates erhöht werden.In known such cooling devices for pump units, a relatively large axial fan wheel is used, that rotates in the connecting lantern between the pump and motor of the unit. From constructive and assembly-related reasons, the free inner diameter of the connecting lantern is kept large throughout, and the lantern body between the connection flanges for the pump and motor is designed as a tube. The axial fan conveys on the remaining large cross-section between the Pohr jacket of the lantern and seal housing or cooling section. The air flow generated by the fan wheel is very large, the efficiency but relatively small because the majority of the air flow with the cooling housing and the cooling section does not come into contact. Furthermore, the arrangement has the disadvantage that the closed to the outside The tubular jacket of the connecting lantern largely radiates heat on the cooling housing and the cooling section is suppressed. The large fan wheel also consumes a relatively large amount of energy, which reduces operating costs of the pump set can be increased.

Die genannten Mängel der Kühleinrichtung werden auch nicht bei einem weiteren Pumpenaggregat vermieden, bei dem anstelle der Verbindungslaterne mit einem Rohrmantel eine Laterne mit einzelnen Verbindungsstreben verwendet wird, diese jedoch durch einen Lochblechmantel abgedeckt sind. Dieser Lochblechmantel behindert nach wie vor die Wärmeabstrahlung außerdem verbraucht das große Axiallüfterrad vielThe mentioned deficiencies of the cooling device are not avoided even with a further pump unit, where instead of the connecting lantern with a tubular jacket, a lantern with individual connecting struts is used, but these are covered by a perforated sheet metal jacket. This perforated sheet metal jacket continues to hinder heat radiation, and the large axial fan also consumes a lot

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- ir ■ - ir ■

Leistung, bei relativ geringer Wirkung, den der Luftstrom zirkuliert eigentlich nur innerhalb dem Lochblechmantel ohne definierten Zu- und Abstrom.Power, with relatively little effect, because the air flow actually only circulates within the perforated sheet metal jacket without defined inflow and outflow.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Kühleinrichtung so zu verbessern, daß mit geringstem Leistungsverbrauch und möglichst geringem Aufwand eine optimale Kühlwirkung erreicht wird.The object of the present invention is to improve the cooling device in such a way that an optimal one with the lowest possible power consumption and as little effort as possible Cooling effect is achieved.

Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Luftstrom des Lüfterrades mittels einer Leiteinrichtung paralell zur Motor - Pumpenwellenachse gerichtet und als enger Mantelstrom über das Dichtungsgehäuse und daran anschließend über die Kühlstrecke geleitet wird und die wärmeabstrahlenden Außenflächen des Dichtungsgehäuses und der Kühlstrekke, wie ansich bekannt, freiliegend ohne wesentliche Abdeckung durch andere Aggregatteile angeordnet sind.This object is achieved in the present invention in that the air flow of the fan wheel by means of a guide device parallel to the motor - pump shaft axis directed and as a narrow sheath flow over the seal housing and then passed through the cooling section and the heat radiating External surfaces of the seal housing and the cooling section, as is known per se, are exposed without substantial Cover by other assembly parts are arranged.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird der Kühlluftstrom gezielt über die zu kühlenden Teile geleitet. Hierdurch ist es möglich, die gesamte durch das Lüfterrad gelieferte Luftmenge zur Kühlung zu verwerten. Die erforderliche Luftmenge ist dabei relativ gering, insbesondere wenn weiter ein erheblicher Teil der abzuführenden Wärme, durch keine wärmestauende Umhüllung behindert, abgestrahlt wird, in dem man zusätzlich die ansich bekannte Ausführung des freiliegenden Dichtungsgehäuses und der freiliegenden Kühlstrecke anwendet.In this embodiment of the invention, the cooling air flow directed over the parts to be cooled. This makes it possible to run the entire through the fan wheel to utilize the amount of air supplied for cooling. The amount of air required is relatively small, in particular if further a considerable part of the heat to be dissipated, by no heat-accumulating cover hindered, is radiated, in which one also the per se known execution of the exposed seal housing and the exposed cooling section.

Das Lüfterrad verbraucht deshalb nur eine geringe Antriebsleistung i Diese ist nur ein Bruchteil derjenigen der geschilderten bekannten Ausführungen.The fan wheel therefore only consumes a small amount of drive power i This is only a fraction of that of the known designs described.

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- ßr -- ßr -

Vorzugsweise ist die Leiteinrichtung ein das Lüfterrad und das daran anstoßende Dichtungsgehäuseende umschliessender Ringmantel.The guide device is preferably one that surrounds the fan wheel and the end of the seal housing abutting it Ring jacket.

Durch die möglich gewordene kleine Bauweise des Lüfterrades kann der Ringmantel weiter so ausgeführt werden, daß er die sich drehenden Wellen und Kupplungsteile abdeckt und die öffnungen zu den Räumen innerhalb des Ringmantels enge Querschnitte aufweisen. Der Ringmantel kann dadurch gleichzeitig als Berührungsschutz dienen, wie er in der DIN - Norm 31 oo1 für sich drehende Teile gefordert wird.Due to the small design of the fan wheel that has become possible, the ring jacket can continue to be designed that it covers the rotating shafts and coupling parts and the openings to the spaces within the Ring jacket have narrow cross-sections. As a result, the ring jacket can also act as protection against accidental contact serve as required in DIN standard 31 oo1 for rotating parts.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Eine Kreiselpumpe 1 mit dem Pumpengehäuse 2 und dem Laufrad 3 ist mittels einer Laterne 4 mit dem Antriebsmotor 5 verbunden. Die Pumpenwelle 6 ist auf das Wellenende 7 des Antriebsmotors gesteckt und mittels einer Schraube am motorseitigem Bereich festgeklemmt. Die Drehmomentübertragung erfolgt über eine Paßfeder 9, die in eine entsprechende Nut 1o der Pumpenwelle 6 eingreift. Die Pumpe ist zum Fördern von Wärmeträgeröl - derzeit werden öltemperaturen von ca. 32o 0C erreicht - bestimmt. Die Abdichtung der Pumpenwelle erfolgt mittels einer Gleitringdichtung 11, die in einem vom Pumpeninneren abgesetzten Dichtungsgehäuse 12 angeordnet ist. Das Dicht-ungsgehäuse ist unter Zwischenschaltung einer Kühlstrecke 13 an dem motorseitigen Pumpendeckel 14 ausgebildet. Das Innere des Dichtungsgehäuses ist über den Spalt 15 mit dem Pumpeninneren verbunden. Die Packungsringe 16 sind als VordichtungA centrifugal pump 1 with the pump housing 2 and the impeller 3 is connected to the drive motor 5 by means of a lantern 4. The pump shaft 6 is placed on the shaft end 7 of the drive motor and clamped on the motor-side area by means of a screw. The torque is transmitted via a feather key 9 which engages in a corresponding groove 1o in the pump shaft 6. The pump is designed for pumping heat transfer oil - currently oil temperatures of approx. 32o 0 C are reached. The pump shaft is sealed by means of a mechanical seal 11, which is arranged in a seal housing 12 that is offset from the interior of the pump. The sealing housing is formed with the interposition of a cooling section 13 on the pump cover 14 on the motor side. The interior of the seal housing is connected to the interior of the pump via the gap 15. The packing rings 16 are used as a pre-seal

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-If--If-

eingelegt und sollen bei großer Undichtigkeit der Gleitringdichtung 11 einen größeren Flüssigkeitsaustritt verhindern, sowie größere Schmutzteile von der Gleitringdichtung fernhalten. An dem Verschlußdeckel 17 des Dichtungsgehäuses ist noch eine Drosselstrecke 18 ausgebildet, die ebenfalls bei Undichtigkeiten einen größeren Flüssigkeitsaustritt verhindern soll. Die Pumpenwelle ist mittels einem Lager pumpenseitig geführt.inserted and should prevent a large leakage of liquid in the event of a large leak in the mechanical seal 11, as well as larger dirt particles from Keep away from the mechanical seal. There is still a throttle section on the closure cover 17 of the seal housing 18 formed, which also prevent a larger leakage of liquid in the event of leaks target. The pump shaft is guided on the pump side by means of a bearing.

Erfindungsgemäß ist auf der Pumpenwelle im Bereich der Kupplung ein Lüfterrad 19 mit axialer Beschaufelung aufgesetzt. Das Lüfterrad sowie das Ende des Dichtungsgehäuses wird von einem Ringmantel 2o umschlossen, der als Leiteinrichtung des Luftstromes paralell zur Motor Pumpenwellenachse 21 richtet. Um eine optimale Wirkung zu erzielen, sind an dem Dichtungsgehäusedeckel 17 Leitschaufeln 22 ausgebildet. Der Ringmantel 2o deckt die drehenden Wellen- und Kupplungsteile nach außen ab und dient gleichzeitig als Berührungsschutz. Die Abstände 23 zu dem Dichtungsgehäuse und24zu dem motorseitigen Flansch 25 der Verbindungslaterne sind entsprechend den Bestimmungen von DIN 31 oo1 gewählt und vorzugsweise kleiner als 8 mm ausgeführt.According to the invention, a fan wheel 19 with axial blading is placed on the pump shaft in the area of the coupling. The fan wheel and the end of the sealing housing are enclosed by an annular jacket 2o which, as a guide device for the air flow, directs the pump shaft axis 21 parallel to the motor. In order to achieve an optimal effect, guide vanes 22 are formed on the seal housing cover 17. The ring jacket 2o covers the rotating shaft and coupling parts from the outside and at the same time serves as protection against accidental contact. The distances 23 to the sealing housing and 24 to the motor-side flange 25 of the connecting lantern are selected in accordance with the provisions of DIN 3100 and are preferably less than 8 mm.

Das Lüfterrad 19 saugt, wie durch den Pfeil 26 dargestellt, über den Spalt zwischen dem motorseitigen Flansch der Verbindungslaterne und dem Ringmantel Kühlluft an und fördert diese entsprechend dem Pfeil 27 in einem engen Mantelstrom entlang dem Dichtungsgehäuse und der Kühlstrecke. Die gesamte durch das The fan wheel 19 sucks, as shown by the arrow 26, through the gap between the motor-side Flange of the connecting lantern and the ring jacket to cool air and convey it according to the arrow 27 in a narrow sheath flow along the seal housing and the cooling section. The entire through the

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Lüfterrad geförderte Luft wird dabei zur Kühlung ausgenutzt, so daß trotz relativ kleiner Förderleistung eine optimale Wirkung erreicht wird. Die Verbindungsstreben 28 der Laterne besitzen einen geringen Ouerschnitt und behindern somit die Wärmeabstrahlung von der Oberfläche des Dichtungsgehäuses und der Kühlstrecke nur wenig. Um die Wärmeabstrahlung zu intensivieren ist das Dichtungsgehäuse mit relativ großem Durchmesser ausgeführt. Es hat sich gezeigt, daß gerade durch Wärmeabstrahlung eine sehr große Wärmemenge abgeführt wird, und daß durch die erfindungsgemäße Verbindung der Wärmeabstrahlung und gezielter Belüftung eine optimale Kühlwirkung erreicht wird. So wird die Temperatur auf der Strecke zwischen Pumpe
und Wellenabdichtung von ca. 32o 0C auf unter 1oo 0C bei einer Raumtemperatur von 5o 0C gesenkt. Diese Temperatur ist bei der heutigen Dichtungstechnik auch für die abrasive Bestandteile enthaltenden, chemisch aggressiven und übel riechenden Wärmeträgerölen beherrschbar.Air conveyed by the fan wheel is used for cooling, so that an optimal effect is achieved in spite of the relatively small conveying capacity. The connecting struts 28 of the lantern have a small cross-section and thus only slightly impede the radiation of heat from the surface of the seal housing and the cooling section. In order to intensify the heat radiation, the seal housing is designed with a relatively large diameter. It has been shown that a very large amount of heat is dissipated precisely through heat radiation, and that an optimal cooling effect is achieved through the inventive combination of heat radiation and targeted ventilation. So the temperature on the line between pump
and shaft seal of about 32o C to below 0 0 C 1oo lowered at a room temperature of 5o C 0. With today's sealing technology, this temperature can also be controlled for the chemically aggressive and foul-smelling heat transfer oils containing abrasive components.

- PATENTANSPRÜCHE -- PATENT CLAIMS -

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Claims (3)

PATH NTANME L DU NGPATH NTANME L DU NG Kühleinrichtung für ein Pumpenaggregat zum Fördern heißer Medien, insbesondere von Wärmeträgerölen, bestehend aus einer Pumpe und einem Antriebsmotor, mit einer vom Pumpenraum abgerückten, in einem über eine Kühl- und Drosselstrecke mit dem Pumpenraum verbundenen Dichtungsgehäuse angeordneten Wellenabdichtung, mit einem auf der Motor - Pumpenwelle angebrachtem Lüfterrad, zur Erzeugnung eines Luftstromes am Dichtungsgehäuse und der Kühlstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom des Lüfterrades (19") mittels einer Leiteinrichtung paralell zur Motor - Pumpenwellenachse (21) gerichtet und als enger Mantelstrom über das Dichtungsgehäuse (12) und daran anschliessend über die Kühlstrecke (13) geleitet wird und die wärmeabstrahlenden Außenflächen des Dichtungsgehäuses (12) und der Kühlstrecke (13), wie ansich bekannt, freiliegend ohne wesentliche Abdeckung durch andere Aggregatteile angeordnet sind.Cooling device for a pump unit for pumping hot media, in particular heat transfer oils, consisting of from a pump and a drive motor, with one removed from the pump chamber, in one via one Cooling and throttle section with the seal housing connected to the pump chamber, arranged shaft seal, with a fan wheel attached to the motor-pump shaft to generate an air flow on the seal housing and the cooling section, characterized in that the air flow of the fan wheel (19 ") by means of a guide device parallel to the motor - pump shaft axis (21) directed and as a narrow sheath flow is passed over the seal housing (12) and then over the cooling section (13) and the heat-radiating outer surfaces of the seal housing (12) and the cooling section (13), as is known per se, are arranged exposed without substantial coverage by other assembly parts. 2.) Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung ein das Lüfterrad (19) und das daran anstoßende Dichtungsgehäuse umschliessender Ringmantel (2o) ist.2.) Cooling device according to claim 1, characterized in that the guide device is a fan wheel (19) and the sealing housing adjoining it is an annular jacket (2o). 3.) Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fingmantel (2o) die sich drehenden Wellen- und Kupplungsteile abdeckt und die Öffnungen zu den Räumen innerhalb des Ringmantels enge Querschnitte aufweisen.3.) Cooling device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Fingmantel (2o) covers the rotating shaft and coupling parts and the openings to the Spaces within the ring jacket have narrow cross-sections. 709882/0366709882/0366
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