DE2946787A1

DE2946787A1 - Liq. pump with low wear sealing - has first slide ring drawn rigidly on to pump shaft and second operating in unison with slide piece

Info

Publication number: DE2946787A1
Application number: DE19792946787
Authority: DE
Inventors: Erich 5432 Wirges Munsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1981-05-27

Abstract

The pump shaft is located in the pump housing. An effective sealing of the pump shaft is provided commensurate with low wear of the seal and shaft arrangement. One slide ring is drawn rigidly onto the pump shaft and the other slide ring operates in unison with a sliding piece that embraces the pump shaft unit which is capable of axial displacement. A pressure member is located between the slide piece and the pump housing and acts on both slide rings. An electromagnet is provided for displacing the sliding piece against the force of the pressure member.

Description

description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Pumpenwelle, welche an ihrem vorderen Abschnitt ein Pumpenlaufrad trägt und mit ihrem hinteren Abschnitt gegen das Pumpengehäuse mittels zweier gegeneinander anpreßbarer Gleitringe abgedichtet ist.The invention relates to a liquid pump with a pump shaft mounted in a pump housing, which carries a pump impeller at its front section and with its rear section against the Pump housing is sealed by means of two slip rings that can be pressed against one another.

Eine wirksame Abdichtung der Pumpenwelle ist für Flüssigkeitspumpen besonders wichtig, und zwar nicht nur bei der Förderung aggressiver, sondern selbst neutraler Medien. Schließlich gilt es, empfindliche Lagerteile und dergl. vor dem Eindringen von Fremdstoffen zu schützen.Effective sealing of the pump shaft is particularly important for liquid pumps, and indeed not only when pumping aggressive, but even neutral media. After all, it is important to be sensitive To protect bearing parts and the like. Against the ingress of foreign matter.

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Bei bekannten Ausführungsformen einer solchen Förderpumpe bleiben die Gleitringe ständig, d.h. im Stillstand wie im Betriebszustand gegeneinander gepreßt. Das bedeutet, daß während der Rotation des Pumpenlaufrades eine starke Reibung zwischen den Gleitringen stattfindet.In known embodiments of such a feed pump, the sliding rings remain constant, i.e. at a standstill as in the operating state pressed against each other. This means that during the rotation of the pump impeller there is strong friction between the sliding rings.

Man hat zwar versucht, diese Reibung durch Wahl geeigneter Werkstoffe (z.B. Kohlekeramik) zu verringern, oder durch Einsatz von Sperrflüssigkeiten zur Erzeugung eines Gegendruckes und zur dauernden Schmierung der Reibflächen herabzusetzen oder aber die Reibflächen durch Einblasen von Preßluft zu entlasten, jedoch haben diese Maßnahmen noch zu keinem voll befriedigenden Ergebnis geführt. Schließlich sind alle bekannten Flüssigkeitspumpen so konzipiert, daß die Gleitringe im Stillstand wie im Betriebszustand eine Abdichtung der Pumpenwelle gewährleisten müssen. Dadurch muß in jedem Falle ein Mindestanpreßdruck aufrechterhalten werden mit der Folge, daß bei einer Relativbewegung der Gleitringe zueinander noch erhebliche Reibungskräfte auftreten. Sie sind die Ursache für einen relativ hohen Verschleiß und hohe Betriebskosten.Attempts have been made to reduce this friction by choosing suitable materials (e.g. carbon ceramics), or by using barrier fluids to generate a counterpressure and for permanent lubrication of the friction surfaces, or to relieve the friction surfaces by blowing in compressed air, but these measures still have to be taken did not lead to a fully satisfactory result. Finally, all known liquid pumps are designed in such a way that the sliding rings must ensure sealing of the pump shaft when the pump is stopped and when it is in operation. As a result, a minimum contact pressure must be maintained in any case, with the result that considerable frictional forces still occur when the sliding rings move relative to one another. They are the cause of relatively high wear and tear and high operating costs.

Hier setzt nun die Erfindung an. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitspumpe der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine wirksame Abdichtung der Pumpenwelle auch bei wesentlich geringerem Verschleiß möglich ist.This is where the invention comes in. It is based on the task of a liquid pump of the initially to design said type so that an effective seal of the pump shaft even with much lower Wear is possible.

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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der eine GLeitring fest auf die Pumpenwelle aufgesogen int und der andere Czieitring mit einem die Pumpenwelle umgebenden, in Achsrichtung der Pumpenwelle beweglichen Verschiebestück zusammenwirkt, wobei zwischen dem Verschiebestück und dem Pumpengehäuse ein der Anpressung der beiden Gleitringe dienendes Druckorgan angeordnet ist, das Verschiebestück mindestens teilweise aus Metall besteht und am Puinpengehäuse im Bereich des Verschiebestücks ein Elektromagnet für eine Bewegung des Verschiebestücks entgegen der Kraft des Druckorgans vorgesehen ist, und daß das Pumpenlaufrad eine derartige Rückenbesohnufelung aufweist, daß im Betriebszustand im Bereich der Pumpenwelle ein Vakuum entsteht,This object is achieved according to the invention in that the one sliding ring is firmly sucked onto the pump shaft int and the other czieitring with a die Surrounding the pump shaft, in the axial direction of the pump shaft movable sliding piece cooperates, wherein between the sliding piece and the pump housing a pressure element serving to press the two sliding rings is arranged, the sliding piece at least partially made of metal and on the pen housing in the area of the sliding piece an electromagnet is provided for moving the sliding piece against the force of the pressure element is, and that the pump impeller has such a Rückbesohnufelung that in the operating state a vacuum is created in the area of the pump shaft,

Der Krfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Bewegung des Pumpenlaufrades gleichzeitig dazu genutzt werden kann, im Bereich der Pumpenwelle ein Vakuum zu erzeugen, d.h. zunächst jegliche dorthin eingedrungene Flüssigkeit abzusaugen und ferner weitere Flüssigkeit an einem Eindringen zu hindern. Dadurch brauchen die Gleitringe für die Dauer des Betriebszustandes die Pumpenwelle nicht mehr abzudichten. Die Erfindung sieht weiter vor, daß bei Eintritt dieses Zustandes der Anpreßdruck der Gleitringe überwunden und die Reibung zwischen den Gleitringen aufgehoben wird. Damit treten lediglich noch beim Übergang vom Stillstand in den Betriebszustand und umgekehrt Reibungsverluste auf. Insgesamt ist eine ganz erhebliche Reibungs- und Verschleißminderung bei zu\erlässiger Abdichtung der Pumpenwelle zu verzeichnen.The discovery is based on the knowledge that the Movement of the pump impeller used at the same time can be to generate a vacuum in the area of the pump shaft, i.e. initially any vacuum there to suck off penetrated liquid and furthermore to prevent further liquid from penetrating. As a result, the sliding rings no longer need to seal the pump shaft for the duration of the operating state. The invention further provides that when this state occurs, the contact pressure of the sliding rings overcome and the friction between the slip rings is eliminated. With that just step there are friction losses during the transition from standstill to the operating state and vice versa. Overall is a very significant reduction in friction and wear to be recorded with permissible sealing of the pump shaft.

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Vorteilhaft ist das Druckorgan eine Druckfeder.The pressure element is advantageously a compression spring.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist unmittelbar hinter den Gleitringen - vom Pumpenlaufrad aus gesehen - eine Auslaßöffnung mit einem Rückschlagventil am Pumpengehäuse angebracht. - Dadurch ist gewährleistet, daß bei abfallendem Vakuum, wie es insbesondere beim Übergang vom Betriebszustand in den Stillstand zu erwarten ist, eindringende Flüssigkeit nicht bis zu den Lagerteilen gelangt, auch wenn die Gleitringe noch nicht wieder aneinandergepreßt sind. Solche Flüssigkeit kann vielmehr schadlos wieder aus dem Pumpengehäuse austreten. Umgekehrt wird durch das Rückschlagventil verhindert, daß beim Anfahren der Flüssigkeitspumpe Luft von außen angesaugt wird und kein Vakuum entsteht.According to a further proposal of the invention is immediately behind the slip rings - from the pump impeller seen from - an outlet opening with a check valve attached to the pump housing. - Through this it is guaranteed that when the vacuum drops, as is particularly the case with the transition from the operating state to a standstill is to be expected, penetrating liquid does not reach the bearing parts, even if the sliding rings are not yet pressed together again. Rather, such liquid can be harmless exit the pump housing again. Conversely, the check valve prevents that When the liquid pump starts up, air is sucked in from the outside and no vacuum is created.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:The invention is described in more detail below in connection with the drawing. Show in it:

Figur 1 eins erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpe im Längsschnitt undFigure 1 shows a liquid pump according to the invention in longitudinal section and

Figur 2 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Figur 1 in vergrößerter Darstellung.FIG. 2 shows a detail from the object according to FIG. 1 in an enlarged illustration.

Nach den Figuren 1 und 2 ist in einem Pumpengehäuse O ein Pumpenlaufrad 1 mit einer Rückenbeschaufelung 1a angeordnet, und zwar befindet sich das Pumpenlaufrad 1 am vorderen Abschnitt einer Pumpenwelle 2. Der hintere Abschnitt der Pximpenwelle 2 ist im Pumpengehäuse 0 gelagert und gegen das Pumnengehäuse 0 abgedichtet. Mit ihrem hinteren linde tritt die Pumpen-According to FIGS. 1 and 2, O is in a pump housing a pump impeller 1 is arranged with a back blading 1a, namely the pump impeller is located 1 on the front section of a pump shaft 2. The rear section of the Pximpenwelle 2 is in the pump housing 0 stored and sealed against the pump housing 0. With its back linden tree, the pump

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welle 2 aus dem Pumpengehäuse O aus. Dieses Ende ist als Antriebszapfen 2a für einen hier nicht gezeigten Motorantrieb ausgebildet.shaft 2 out of the pump housing O. This end is designed as a drive pin 2a for a motor drive, not shown here.

Hinter dein Pumpenlaufrad 1 ist ein Gleitring 3 auf die Pumpenwelle 2 aufgezogen. Der Gleitring 3 ist dabei zwischen zwei Hülsen 3a fest gehalten. Gegen den Gleitring 3 angepreßt ist ein anderer Gleitring 4. Diese Anordnung entspricht dem Stillstand der erfindungsgernäßen Elüssigkeitspumpe. Der Gleitring 4 weist einen Kragen auf, hinter den eine Manschette 5 greift. Diese besteht aus elastischem Material mit einer gewissen Federwirkung und ist am Pumpengehäuse festgespannt.Behind your pump impeller 1, a sliding ring 3 is drawn onto the pump shaft 2. The sliding ring 3 is included held firmly between two sleeves 3a. Another sliding ring 4 is pressed against the sliding ring 3. This arrangement corresponds to the standstill of the liquid pump according to the invention. The slip ring 4 has a collar behind which a sleeve 5 engages. This consists of elastic material with a certain spring action and is clamped to the pump housing.

Sozusagen gegenüberliegend ist am Pumpengehäuse 0 ein Elektromagnet 6 angeordnet. Dazwischen befindet sich ein in Achsrichtung der Pumpenwelle 2 bewegliches Verschiebestück 7. Die dem Elektromagneten 6 zugewandte Oberfläche des Verschiebestücks 7 wird von einer metallenen Ringscheibe 8 gebildet. Im übrigen ist zwischen dem Pumpengehäuse 0 und dem Verschiebestück 7 ein "Druckorgan 9, nämlich hier eine Druckfeder, angeordnet. Diese stützt sich einerseits direkt gegen das Pumpengehäuse 0 und andererseits über ein in eine Ringnut eingelassenes Mitnehmerteil gegen das Verschiebestück 7 ab, welches seinerseits den Gleitring 4 gegen den Gleitrinp 3 anpreßt. Der Anpreßdruck kann dabei unter Ausnutzung der Federwirkung der Manschette 5 in Grenzen vnriiert werden.An electromagnet 6 is arranged opposite, so to speak, on the pump housing 0. In between is located A sliding piece 7 which is movable in the axial direction of the pump shaft 2 is located. The sliding piece 7 facing the electromagnet 6 The surface of the sliding piece 7 is formed by a metal ring disk 8. Otherwise is between the pump housing 0 and the sliding piece 7 a "pressure member 9, namely here a compression spring, is arranged. This is supported on the one hand directly against the pump housing 0 and on the other hand via an annular groove embedded driver part against the sliding piece 7, which in turn the sliding ring 4 against the Gleitrinp 3 presses. The contact pressure can take advantage of the spring action of the cuff 5 in Boundaries are violated.

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Die Anpressung der Gleitringe 3, 4 hält so lange an, wie im wesentlichen allein die Kraft des Druckorgans 9 wirksam ist. Schaltet man dagegen den Elektromagneten 6 ein, so lösen sich die Gleitringe 3, 4 voneinander. Zwischen dem Elektromagneten 6 und der Ringscheibe 8 befindet sich nämlich ein freier Ringspalt 10, in welchen das Verschiebestück 7 bis an den Elektromagneten 6 zurückgezogen werden kann. Der Elektromagnet 6 ist so ausgelegt, daß er die permanent wirksame Kraft des Druckorgans 9 überwindet. Diese Anordnung ist für den Betriebszustand vorgesehen, bei der das Pumpenlaufrad 1 rotiert und mit seiner Rückenbeschaufelung 1a, d.h. seinen zusätzlich rückseitig angebrachten Schaufeln ein Vakuum im Bereich der Pumpenwelle 2 erzeugt.The pressing of the sliding rings 3, 4 lasts as long as essentially the force of the pressure element alone 9 is effective. If, on the other hand, the electromagnet 6 is switched on, the sliding rings 3, 4 separate from one another. This is because there is a free annular gap between the electromagnet 6 and the annular disk 8 10, in which the sliding piece 7 can be withdrawn as far as the electromagnet 6. The electromagnet 6 is designed in such a way that it overcomes the permanently effective force of the pressure element 9. This arrangement is intended for the operating state in which the pump impeller 1 rotates and with its back blading 1a, i.e. its blades, which are also attached to the rear, create a vacuum in the area of the pump shaft 2 generated.

Das Ein- und Ausschalten des Elektromagneten 6 ist üblicherweise mit dem Ein- und Ausschalten des Motors gekoppelt. Lediglich beim Einschalten kann es zweckmäßig sein, die Gleitringe 3, 4 erst nach einer gewissen Verzögerung zu lösen, bis nämlich ein stabiles Vakuum entstanden ist. Das kann mit Hilfe geeigneter zusätzlicher Schaltelemente ohne weiteres erreicht werden.The switching on and off of the electromagnet 6 is usually with the switching on and off of the motor coupled. It can only be useful when switching on the sliding rings 3, 4 only after one to solve a certain delay until a stable vacuum is created. That can be done with the help of appropriate additional switching elements can be easily achieved.

Bei abfallendem Vakuum kann Flüssigkeit, welche über die Gleitringe 3, 4 hinaus in das Pumpengehäuse 0 vorgedrungen ist, über eine Auslaßöffnung 11 schadlos abfließen. Die Auslaßöffnung 11 ist unmittelbar hinter den Gleitringen 3, 4 am Pumpengehäuse 0 angebracht und mit einem Rückschlagventil 11a versehen. Dieses schließt sich automatisch im Betriebszustand und verhindert das Eindringen von Außenluft.When the vacuum drops, liquid which enters the pump housing 0 via the sliding rings 3, 4 has penetrated to flow off through an outlet opening 11 without damage. The outlet opening 11 is immediate mounted behind the sliding rings 3, 4 on the pump housing 0 and provided with a check valve 11a. This closes automatically when in operation and prevents the ingress of outside air.

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Claims

Erich Munsch
Friedensstrasse 3

5432 Wirges

Liquid pump

Expectations

j Liquid pump with one in a pump housing mounted pump shaft, which carries a pump impeller on its front section and with its rear Section against the pump housing by means of two

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is sealed against each other pressable sliding rings, characterized in that the one sliding ring (3) is tightly pulled onto the pump shaft (2) and the other sliding ring (4) with a die Sliding piece (7) surrounding the pump shaft (2) and movable in the axial direction of the pump shaft (2) cooperates, with a pressure between the sliding piece (7) and the pump housing (0) the two sliding rings (3, 4) serving pressure member (9) is arranged, the sliding piece (7) consists at least partially of metal and on the pump housing (9) in the area of the sliding piece (7) an electromagnet (6) for moving the sliding piece (7) against the Force of the pressure element (9) is provided, and that the pump impeller (1) has such a back blading (1a) has that, in the operating state, a vacuum is created in the area of the pump shaft (2).

2. Liquid pump according to claim 1, characterized in that the pressure member (9) is a compression spring is.

3. Liquid pump according to claim 1, characterized in that immediately behind the slip rings (3, 4) - seen from the pump impeller (1), an outlet opening (11) with a check valve (11a) is attached to the pump housing (0).

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