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Verfahren und Vorrichtung zum Spülen des Pumpen-
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plungers einer Verdrängerpumpe Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Spülen des Pumpesplungers einer Verdrängerpumpe.
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Obgleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sind das erfindungsgemäße
Verfahren und die Vorrichtung zum Spülen insbesondere geeignet für Schlamspumpen,
die Wassersuspensionen mit Abriebteilchen verarbeiten. Eine übliche Schlammpumpe
als Verdrängerpumpe umfaßt mehrere Zylinder, jeweils Pumpenplunger in jedem Zylinder
und Dichtungsringe, die die Pumpenplunger an der Stelle umgeben, an der sie in die
Zylinder eintreten. Beim Betreiben derartiger Pumpen ist es üblich, die Plunger
mit reinem Wasser oder einer anderen Spülflüssigkeit zu spülen, die unmittelbar
stirnseitig der Dichtungsringe eingeführt wird, um die Abriebteilchen wegzuwaschen
und derartige Teilchen am Einziehen in die Dichtung während der Ansaughübe der Plunger
zu verhindern.
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Bisher wurden hierzu mehrere verschiedene Typen von Spülanlagen verwendet,
die nachstehend aufgelistet sind: (a) Spülung mit niederem Druck, bei der eine geringe
Menge an reiner Spülflüssigkeit um den Plunger durch einen schmalen Ringkanal in
der Zylinderwandung nur während den Ansaughüben des Plungers strömt.
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(b) Synchronisiertes Spülen, bei dem eine kleine Spülpumpe synchron
arbeitet, um Spülflüssigkeit in einen Ringraum stirnseitig der Dichtung während
der Ansaughübe der Schlammpumpe abzugeben.
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Cc) Spülung mit Hochdruck, bei der reine Spülflüssigkeit in einen
Ringkanal um den Plunger mit einem geringfügig höheren Druck als der Pumpe eingeleitet
wird.
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Bei dieser Anlage kann ein großer Anteil der Spülflüssigkeit wahrend
der Ansaughübe um den Plunger strömen, wenn die Druckdifferenz am größten ist und
die Spülflüssigkeit wird benötigt, um die Abriebteilchen aus der Dichtung auszufiltern.
Ein geringer Strom bleibt während den Förderhüben erhalten, wodurch die Notwendigkeit
überwunden wird, Rückschlagventile oder Synchroninierungseinrichtungen vorzusehen,
und wodurch immer eine saubere Dichtung sichergestellt ist.
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Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Spülen mit Hochdruck derart weiterzubilden, daß die Teilchen von einem Pumpenplunger
wirksam weggewaschen werden und diese aus der Dichtung ausgefiltert werden, wobei
gleichzeitig eine leichte Anzeige für den Zustand der Dichtung ermöglicht werden
soll.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Verfahren zum Spülen bei einem Pumpenbetrieb,
bei dem eine Teilohensuspension in einer Verdrängerpumpe verarbeitet wird, deren
Plunger durch stirnseitige und rückseitige Sätze von Dichtung ringen geht, dadurch
aus, daß die Teilchen von dem Plunger weggespült werden, indem die Spülflüssigkeit
dem Plunger an einer Stelle stirnseitig von dem stirnseitigen Satz von Dichtungsringen
zugeführt wird, daß ein geringeres Volumen an Spülflüssigkeit an einer Stelle zwischen
den stirnseitigen und rückseitigen Sätzen von Dichtungsringen zugeführt wird und
daß zu Beginn die an den beiden Stellen zugeführte Flüssigkeit nahezu unter dem
gleichen Druck gehalten wird, und den rückwärtigen Satz von Dichtungsringen beaufschlagt,
um eine Dichtung für den Plunger zu bilden, wobei beim Verschleiß der Dichtungsringe
des rückwärtigen Satzes und zu Beginn eines Lecks eine Druckdifferenz bei der an
den beiden Stellen eingeleiteten Spülflüssigkeit erzeugt wird und wobei der stirnseitige
Satz von Dichtung ringen die Abdichtung herstellt.
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Die Erfindung schafft auch eine Verdrängerpumpe zum Verarbeiten einer
Suspension von-Partikeln mit wenigstens einem Zylinder, einem in dem Zylinder hin-
und hergehend bewegbaren Plunger bzw. Kolben, einer vom Zylinder getragenen Stopfbuchse,
stirnseitigen und rückwärtigen Sätzen von Dichtungsringen in der den Plunger umgebenden
Stopfbuchse und einer Spüleinrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß eine Einrichtung,
die die Spülflüssigkeit in die Stopfbuchse an einer ersten Stelle stirnseitig von
dem stirnseitigen Satz von Dichtungnringen einleitet, um die Partikel von dem Plunger
wegzuwaschen, und um ein Einziehen der Teilchen in die Dichtungsringe zu verhindern,
und eine Einrichtung vorgesehen sind, die ein geringeres Volumen an Spülflüssigkeit
der Stopfbuchse an einer zweiten Stelle zwischen den stirnseitigen und rückseitigen
Sätzen
von Dichtungsringen zu Beginn im wesentlichen mit dem gleichen
Druck wie die an der ersten Stelle eingeleitete Flüssigkeit zufuhrt, wobei der rückwärtige
Satz von Dichtungsringen zu Beginn eine Abdichtung für den Plunger bildet, und wobei
der stirnseitige Satz von Dichtung ringen eine Abdichtung für den Plunger bildet,
nachdem die Dichtungsringa des rückwärtigen Satzes verschlissen sind und zu lecken
beginnen, und hierdurch eine Druckdifferenz bei der an den beiden Stellen eingeleiteten
Spülflüssigkeit erzeugt.
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Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem Verfahren und
einer Vorrichtung zum Spülen des. Kolbens bzw.
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Plungers einer Verdrängerpumpe, die eine Suspension aus Abriebteilchen
verarbeitet. Die Spülflüssigkeit wird an zwei oder mehreren Stellen der den Pumpenplunger
umgeben- -den Dichtung zugeführt. Das größere Volumen der Spülflüssigkeit wird stirnseitig
von der Dichtung zugeführt, um die Abriebteilchen von dem Plunger auf an sich bekannte
Art und Weise wegzuspülen. Ein geringeres Volumen wird zwischen dem stirnseitigen
und rückwärtigen Satz von Dichtungsringen eingeleitet. Zu Beginn bilden die rückwärtigen
Dichtungsringe die Abdichtung des Kolbens und beim Verschleiß derselben jedoch tritt
Spülflüssigkeit zwischen den beiden Sätzen von Dichtungsringen hinter den rückwärtigen
Dithtungsringen aus, so daß man eine Anzeige für den Verschleiß erhält. Nunmehr
bilden die stirnseitigen Dichtungsringe die Abdichtung und man weiß, daß man die
rückwärtigen Dichtungsringe ersetzen sollte.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Figur 1 ist eine Vertikalschnittansicht durch einen Zylinder einer
Verdrängerpumpe mit einer erfindungsgemäßen Spülvorrichtung, und
Figur
2 ist eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Einrichtung
zum Zuführten von Spülflüssigkeit zu der Pumpe.
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In Figur 1 ist ein Zylinder 10 einer Verdrängerpumpe gezeigt, die
beispielsweise zum Pumpen von Schlamm aus im Wasser suspendierten Abriebteilchen
verwendet werden kann.
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Die Pumpe weist einen Plunger bzw. Kolben auf, der hin-und hergehend
beweglich in dem Zylinder angeordnet ist, sowie Ansaug- und Auslaßleitungen 13 und
14 und Ansaug-und Auslaßventile 15 und 16. Eine Stopfbuchse 17 umgibt den Plunger
und enthält stirnseitige und rückseitige Sätze von Dichtungsringen 18 und 19, einen
zwischen den beiden Sätzen von Dichtungsringen liegenden und eine Zwischenlage bildenden
Käfig 20, einen stirnseitigen Käfigring 21 und Verteilerringe 22 stirnseitig des.Käfigringes
21. Eine ent- * sprechende Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) ist mit dem Plunger
12 verbunden, um diesen hin- und hergehend in den Zylinder 10 hinein oder aus dem
Zylinder 10 heraus während Ansaug- und Förderhüben zu bewegen. Die dargestellte
Pumpe ist außer der Spüleinrichtung und einigen Details der Dichtung üblich ausgebildet
und wird deshalb nicht naher beschrieben.
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Die Spülvorrichtung nach der Erfindung umfaßt eine Spülleitung 26,
von der aus sich ein Rohr 27 erstreckt, das vorzugsweise ein Rückschlagventil 28
enthält. Zwei Zweigrohre bzw. zwei Zweigleitungen 29 und 30 verlaufen von dem Rohr
27 hinter dem Rückschlagventil weg. Die größere Zweigleitung 29 führt in die Stopfbuchse
17, bildet eine Verbindung mit dem stirnseitigen Käfigring 21 und enthält ein relativ
groß bemessenes Organ 31 und ein Rückschlagventil 32. Die kleinere- Zweigleitung
30 führt in die Stopfbuchse, bildet eine Verbindung mit dem dazwischen liegenden
Käfigring
20 und enthält ein relativ klein bemessenes Organ 33. Vorzugsweise ist eine Druckmeßeinrichtung
34 mit der Stopfbuchse 17 verbunden, die ebenfalls mit dem dazwischen liegenden
IIafigring in Verbindung steht, wobei die Meßeinrichtung 34 bei der dargestellten
Ausführungsform von einem Druckmesser gebildet wird. Die Spülleitung 26 ist mit
einer entsprechenden Quelle für Spülflüssigkeit verbunden, die die Spülflüssigkeit
mit einem höheren Druck als der Förderdruck der Pumpe abgibt.
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Bei der in Figur 2 abgewandelten Ausführungsform ist das groß bemessene
Organ 31 in dem Rohr 27 stromaufwärts der Abzweigleitungen 29 und 30 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform wird sichergestellt, daß der Strom durch das kleine Organ
32 relativ niedrig ist, ohne daß die Notwendigkeit für das kleine Organ besteht,
daß es sehr klein bemessen ist und hierdurch schnell verstopft.
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Nach dem Spülverfahren nach der Erfindung führt das größere Zweigrohr
29 und das größere Organ 31 ein relativ großes Volumen an Waschflüssigkeit von der
Leitung 26 zu der Stopfbuchse 17. Diese Flüssigkeit dien-t zum Wegwaschen der Partikel
von dem Plunger 12 während seiner Ansaughübe, und die Flüssigkeit bewirkt somit
wie an sich üblich, daß die Teilchen daran gehindert sind, in den stirnseitigen
Satz von Dichtungsringen 18 eingezogen zu werden. Das kleinere Zweigrohr 30 und
das Organ 33 führen ein relativ kleines Volumen an Waschflüssigkeit zu dem dazwischenliegenden
Käfigring 20.
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Die Druckanzeigeeinrichtung 34 zeigt den Druck an diesem Ring an.
Die Rückschlagventile 28 und 32 verhindern, daß die Spülflüssigkeit während der
Förderhübe des Plungers zurückweicht. Das Rückschlagventil 32 verhindert ebenfalls,
daß Schlamm in den rückwärtigen Abschnitt der Spülanlage eindringt, wenn die Dichtung
nicht mehr arbeitet oder wenn die Spülanlage gestört ist.
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Zu Beginn ist ein ungefähr gleicher Druck an den gegenüberliegenden
Seiten des stirnseitigen Satzes von Dichtungsringen 18 vorhanden, während eine Druckdifferenz
an den gegenüberliegenden Seiten des rückwärtigen Satzes von Dichtungsringen 19
vorhanden ist, da die letzteren Dichtungen nur an ihrem ruckseitigen Ende Atmosphärendruck
ausgesetzt sind. Unter diesen Bedingungen bilden die rückwärtigen Dichtungsringe
die Abdichtung um den Plunger. Demzufolge verschleißen sie zuerst und beginnen eventuell
leck zu werden. Trotzdem halten sie die Abdichtung aufrecht, bis sie stärker lecken
als der dem dazwischen liegenden Käfigring 20 zugeführte Spülflüssigkeitsstrom.
In diesem Betriebszustand fällt der Druck an dem dazwischen liegenden Eäfigring
ab und es bildet sich eine Druckdifferenz an den gegenüberliegenden Seiten des stirnseitigen
Satzes von Dichtungsringen 18. Nunmehr bilden die stirnseitigen Dichtungsringe eine
Abdichtung für den Plunger 12.
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Hierbei w.rd ermöglicht, die Stelle zu ermitteln, an der die rücwärtigen
Dichtungsringe 19 auf die verschiedensten Weisen aufhoren, eine Abdichtung zu bilden.
Man kann es dadurch ermitteln, daß man einen gesteigerten DurchfluB durch die Zweigleitung
30 beobachtet, über die Spülflüssigkeit dem dazwischen liegenden Käfigring 20 zugeführt
wird.
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Man kann es auch dadurch ermitteln, daß man einen Druckabfall an dem
dazwischen liegenden Ring feststellt, der beispielsweise von der Druckmeßeinrichtung
34 angezeigt wird.
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Ferner kann man es auch dadurch ermitteln, daß man das Flüssigkeitsvolumen
beobachtet, das hinter den rückwärtigen Dichtungsringen austritt. Wenn man die Verschlechterung
der rückwärtigen Dichtungsringe feststellt und beobachtet, kann man die Arbeiten
zum Ersetzen der Dichtung planen, währenddem die stirnseitigen Dichtungsringe eine
Abdichtung herstellen,
bevor die Dichtungen verschlissen sind.
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Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß das Verfahren und die Vorrichtung
zum Spülen nach der Erfindung die Teilchen von dem Plunger einer Verdrängerpumpe
wirksam wegspülen und daß man gleichzeitig den Verschleißzustand der Dichtung des
Plungers einfacher ermitteln kann. Die Erfindung ermöglicht somit, daß die zu ersetzende
Dichtung nur, wenn erforderlich, ausgetauscht wird, ohne daß man einen gesamten
Ausfall der Anlage abwarten muß.
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L e e r s e i t e