DE2909933A1 - DEVICE FOR COOLING AND RINSING THE AXIAL GASKET FOR A LEAF WHEEL OF WATER PUMPS - Google Patents
DEVICE FOR COOLING AND RINSING THE AXIAL GASKET FOR A LEAF WHEEL OF WATER PUMPSInfo
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Description
fo/krfo / kr
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AktiengesellschaftMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Corporation
Nürnberg, 6; Mara.· 1979Nuremberg, 6; Mara. 1979
Einrichtung zum Kühlen und Spülen der Axialdichtung für ein Flügelrad von WasserpumpenDevice for cooling and flushing the axial seal for an impeller of water pumps
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen und Spülen der Axialdichtung für ein Flügelrad von Wasser'-pumpen, insbesondere von Wasserpumpen für Brennkraftmaschinen, welche auf der Saugseite des Flügelrades angeordnet ist und aus wenigstens einem im Flügelrad befestigten Gegenlaufring, einem durch Federmittel an diesen andrückbaren, in einem .Dichtungsgehäuse untergebrachten Gleitring und einer zwischen den Federmitteln und der Pumpenwelle vorgesehenen balgähnlichen Dichtung besteht.The invention relates to a device for cooling and flushing the axial seal for an impeller of water pumps, in particular of water pumps for internal combustion engines, which is arranged on the suction side of the impeller and of at least one in the impeller attached mating ring, one by spring means this compressible, housed in a .Sealing housing sliding ring and one between the spring means and the pump shaft provided bellows-like seal.
Bei Wasserpumpen der vorbeschriebenen Art entsteht, um eine günstige Form des Ansaugkanals und einen strömungstechnisch günstigen Übergang in das Flügelrad zu erreichen, zwischen dem Pumpengehäuseteil für die Ansaugseite und der Nabe des Flügelrades ein verengter Spalt, der in radialer Richtung zur Pumpenwelle hin von der Axialdichtung abgeschlossen wird.With water pumps of the type described above, about a favorable shape of the intake duct and a fluidically favorable transition into the impeller to achieve between the pump housing part for the Suction side and the hub of the impeller a narrowed gap, which is in the radial direction to the pump shaft is completed by the axial seal.
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Das in diesem Spalt und im Dichtungsgehäuse befindliche Wasser nimmt praktisch nicht oder nur geringfügig an der Strömung teil, was zur Folge hat, daß die durch die Reibung zwischen dem Gegenlaufring und dem Gleitring entstehende Wärme nicht ausreichend abgeführt wird, im Gegenteil, sie staut sich sogar noch im Dichtungsgehäuse, in dem die Federmittel und die balgähnliche Dichtung untergebracht sind. Die genannten Teile werden dadurch zu heiß und es bilden sich Dampf- und Gasblasen, die nicht ausgespült werden, so daß der Verschleiß an den Gleitringen und„Verhärtung der balgähnlichen Dichtung eintreten kann. Was die Ausspülung der Dampf- und Gasblasen anbetrifft, kommt noch der Umstand hinzu, daß das spezifisch schwerere reine Wasser durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt wird, während das mit Luft angereicherte Wasser in der Mitte, also in Richtung zur Pumpenwelle und damit zur Axialdichtung gedrängt wird.The water located in this gap and in the seal housing practically does not absorb or only slightly absorbs it part of the flow, which has the consequence that the friction between the mating ring and the sliding ring the resulting heat is not sufficiently dissipated, on the contrary, it even accumulates in the Seal housing in which the spring means and the bellows-like seal are housed. The mentioned Parts become too hot as a result and vapor and gas bubbles form, which are not rinsed out, so that the wear and tear on the sliding rings and "hardening the bellows-like seal can occur. As for the purging of the vapor and gas bubbles, there is still to come the fact that the specifically heavier pure water is pushed outwards by the centrifugal force while the air-enriched water in the middle, i.e. in the direction of the pump shaft and thus towards the axial seal is pushed.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Axialdichtung der eingangs beschriebenen Art Mittel und Wege zu finden, durch welche die genannten Nachteile in einfacher Weise beseitigt werden, d.h. durch die eine ausreichende Kühlung derselben erfolgt und die unerwünschten Dampf- und Gasblasen laufend aus dem gefährdeten Bereich ausgespült werden.The object of the invention is, in an axial seal of the type described to find ways and means through which the disadvantages mentioned in a simpler Way, i.e. through which there is sufficient cooling of the same and the undesired Steam and gas bubbles are continuously flushed out of the endangered area.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Nabe des Flügelrades wenigstens eine von der Druckseite zur Saugseite führende, im Bereich des Außendurchmessers des Gegenlaufringes austretende und in Richtung zum Gleitring und zur balgähnlichen Dichtung verlaufende Kühlbohrung angebracht ist.According to the invention, the object is achieved in that in the hub of the impeller at least one of the pressure side leading to the suction side, exiting in the area of the outer diameter of the mating ring and installed in the direction of the sliding ring and the bellows-like seal running cooling bore is.
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Dieser Einrichtung liegt ein an sich bei einem Ventilator zur Förderung von Gasen in Kühltürmen (DE-Gm 75 26 72H) bekanntes Prinzip zugrunde, indem das zwischen Druckseite und Saugseite vorhandene Druckgefälle ausgenützt wird. Die Kühlbohrung bzw. die Kühlbohrungen wirken jedoch erfindungsgemäß wie Düsen und erzeugen einen gezielten Wasserstrahl genau in dem gefährdeten Bereich, wodurch der Gegenlauf ring, der Gleitring und die balgartige Dichtung intensiv gekühlt und etwaige Dampf- und Gasblasen laufend zwangsweise ausgespült werden.This device is based on a principle known per se in a fan for conveying gases in cooling towers (DE-Gm 75 26 7 2 H), in that the pressure gradient present between the pressure side and the suction side is used. The cooling bore or the cooling bores, however, according to the invention act like nozzles and generate a targeted water jet precisely in the endangered area, whereby the counter-rotating ring, the sliding ring and the bellows-like seal are intensively cooled and any steam and gas bubbles are continuously forcibly flushed out.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Kühlbohrung bzw. die Kühlbohrungen zum Teil noch im Bereich der Stirnfläche des Gegenlauf ringes liegt bzw. liegen und am Außendurchmesser des Gegenlaufringes eine Erweiterung aufweisen. Durch diese Maßnahme wird eine bessere Kühlung aller Teile, insbesondere jedoch des Gegenlaufringes erreicht.In a further embodiment of the invention it is proposed that the cooling bore or the cooling bores partly still in the area of the end face of the counter-rotating ring is or are and on the outer diameter of the mating ring have an extension. By this measure achieves better cooling of all parts, but in particular of the mating ring.
Um Unwuchten im Flügelrad zu vermeiden, wird schließlich noch vorgeschlagen, wenigstens zwei gleiche, am Umfang der Nabe des Flügelrades einander gegenüberHe-* gend angeordnete Kühlbohrungen vorzusehen. Es versteht sich von selbst, daß auch drei oder vier am Umfang gleichmäßig verteilte Kühlbohrungen angebracht werden können.In order to avoid imbalances in the impeller, it is finally suggested that at least two identical, am Circumference of the hub of the impeller opposite each otherHe- * Provide arranged cooling holes. It understands by itself that three or four cooling holes evenly distributed around the circumference are attached can.
Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeiepieles zu entnehmen.Details of the invention are the following description an exemplary embodiment shown in the drawing refer to.
Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer halben Wasserpumpe mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.The figure shows a longitudinal section through part of a half water pump with the one according to the invention Furnishings.
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In dem Pumpengehäuseteil I für die Ansaugseite ist mittels eines bekannten, nur zum Teil dargestellten Pumpenwellenlagers 2 eine Pumpenwelle 3 drehbar gelagert, an der ein Flügelrad 4 befestigt ist. Im Pumpengehäuseteil 1 befindet sich ferner ein Ansaugkanal 5* aus dem das Wasser durch das Flügelrad in Richtung des Pfeiles 6 in einen Druckkanal bzw. eine Druckspirale 7 geschoben wird. Zwischen der Nabe 4a des Flügelrades 4 und dem Pumpengehäuseteil I ist eine Axialdichtung angeordnet, welche aus einem im Pumpengehäuseteil I eingesetzten, im wesentlichen als U-förmiger Ring ausgebildeten Dichtungsgehäuse 8, einer Feder 9* einer balgähnlichen Dichtung 10, einem Gleitring 11 und einem in der Nabe 4a eingesetzten Gegenlaufring 12 besteht. Die Feder 9 stützt sich am Dichtungsgehäuse 8 ab und drückt den Gleitring Il in axialer Richtung an die Stirnfläche des Gegenlaufringes 12. Die balgähnliche Dichtung 10 macht die Bewegungen der Feder 9 mit und verhindert den Durchtritt von Wasser aus dem Ansaugkanal 5 zur Pumpenwelle 3. Schließlich ist zwischen dem Gegenlaufring 12 und der Pumpenwelle 3 noch ein Radialdichtung 13 vorgesehen. In der Nabe 4a des Flügelrades 4 ist von der Druckseite her eine Kühlbohrung 14 eingearbeitet, die auf der Saugseite im Bereich des Außendurchmessers des Gegenlaufringes 12 austritt. Da die Kühlbohrung 14 zum Teil im Bereich der Stirnfläche des Gegenlaufringes 12 endet, weist sie über die Breite desselben gesehen eine Erweiterung 15 auf, die in Richtung zu den übrigen Teilen der Axialdichtung verläuft.In the pump housing part I for the suction side is by means of a known, only partially shown Pump shaft bearing 2 rotatably mounted a pump shaft 3 to which an impeller 4 is attached. in the Pump housing part 1 is also a suction channel 5 * from which the water through the impeller is pushed in the direction of arrow 6 into a pressure channel or a pressure spiral 7. Between the Hub 4a of the impeller 4 and the pump housing part I an axial seal is arranged, which from one used in the pump housing part I, essentially designed as a U-shaped ring seal housing 8, a spring 9 * a bellows-like Seal 10, a sliding ring 11 and a mating ring 12 inserted in the hub 4a. the Spring 9 is supported on the seal housing 8 and presses the sliding ring II in the axial direction against the Front face of the mating ring 12. The bellows-like Seal 10 follows the movements of spring 9 and prevents the passage of water from the suction channel 5 to the pump shaft 3. Finally, is A radial seal 13 is also provided between the mating ring 12 and the pump shaft 3. In the Hub 4a of the impeller 4 is incorporated from the pressure side, a cooling hole 14, which on the Suction side emerges in the area of the outer diameter of the mating ring 12. Because the cooling hole 14 partially ends in the area of the end face of the counter-rotating ring 12, it has the same over the width seen an extension 15 on that in Direction to the remaining parts of the axial seal.
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Da im Ansaugkanal 5 ein Unterdruck herrscht, strömt das Wasser wie durch eine Düse von der Druckseite aus in Richtung des Pfeiles 16 durch die Kühlbohrung 14 teilweise an die Stirnfläche des Gegeniaufringes 12 und dann an dessen Außenfläche vorbei, dann kühlt sie den Gleitring 11 und balgähnliche Dichtung 10. Da der Strahl direkt in das U-förmige Dichtungsgehäuse 8 gerichtet ist, erfolgt nicht nur eine laufende Kühlung, sondern gleichzeitig eine Spülung des gesamten Dichtungsbereiches, so daß sich keine Dampf- und Gasblasen ansammeln können. Lediglich der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß zwischen der Axialdichtung und dem Pumpenwellenlager 2 im Pumpengehäuseteil 1 eine Bohrung 17 zur Be- und Entlüftung sowie zur Abfuhr etwaiger Leckagen vorgesehen ist.Since there is a negative pressure in the intake channel 5, there is a flow the water like through a nozzle from the pressure side in the direction of arrow 16 through the cooling bore 14 partially to the end face of the counter ring 12 and then past its outer surface, then cools they the sliding ring 11 and bellows-like seal 10. Since the jet directly into the U-shaped seal housing 8 is directed, there is not only ongoing cooling, but also flushing of the whole at the same time Sealing area so that no vapor and gas bubbles can collect. Only for completeness sake it should be mentioned that between the axial seal and the pump shaft bearing 2 in the pump housing part 1 a hole 17 for ventilation as well as for the removal of any leaks.
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