DE3032674A1 - SEAL ARRANGEMENT FOR CARBON SLUDGE PUMPS - Google Patents

SEAL ARRANGEMENT FOR CARBON SLUDGE PUMPS

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DE3032674A1 DE19803032674 DE3032674A DE3032674A1 DE 3032674 A1 DE3032674 A1 DE 3032674A1 DE 19803032674 DE19803032674 DE 19803032674 DE 3032674 A DE3032674 A DE 3032674A DE 3032674 A1 DE3032674 A1 DE 3032674A1
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    • F05D2240/63—Glands for admission or removal of fluids from shafts

Description

NACSi-",.'wNACSi - ",. 'W

1A-3266
76R71A-3266
76R7

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION El Segundo, California, USAROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION El Segundo, California, USA

Dichtungsanordnung für KohleaufschlämmungspumpenSeal arrangement for coal slurry pumps

Die Erfindung "betrifft eine Dichtungsanordnung für rotierende Maschinen und insbesondere für Zentrifugalpumpen für Kohleaufschlämmungen.The invention "relates to a sealing arrangement for rotating Machines and in particular for centrifugal pumps for coal slurries.

Rotierende Pumpen werden seit langer Zeit gebaut,und schon von Anbeginn bestand des Problem, den Austritt des Strömungsmediums rund um die Antriebswelle oder dergl. zu verhindern. Im Falle von Kohleschlammpumpen, bei denen das zu pumpende Material klebrig und abradierend wirkt, benötigt man Dichtungen, welche ein Verklemmen und/oder eine Erosion der Pumpenteile verhindern. Man hat daher bisher ein klares Spülmedium unter hohem Druck in den Dichtungsraum gepreßt, um die Aufschlämmung von diesem fernzuhalten. Dieser Einsatz eines Hochdruck-Spülmediums kompliziert den Aufbau der Dichtung außerordentlich. Darüberhinaus kommt es häufig zu dem umgekehrten Vorgang des Eintritts der Spülflüssigkeit in die Pumpenkammer und somit zu einer Verunreinigung des zu pumpenden Materials. Daher waren die bisher bekannten Pumpen nicht befriedigend.Rotary pumps have been built for a long time, and have been From the beginning there was the problem of preventing the flow medium from escaping around the drive shaft or the like. In the case of coal slurry pumps, where the material to be pumped is sticky and abrasive, is required seals that prevent jamming and / or erosion of the pump parts. So one has so far one clear flushing medium is pressed into the sealing space under high pressure in order to keep the slurry away from it. This The use of a high pressure flushing medium complicates the construction of the seal extremely. Beyond that comes it often leads to the reverse process of the flushing liquid entering the pump chamber and thus to contamination of the material to be pumped. Therefore, the pumps known up to now have not been satisfactory.

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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile zu überwinden und eine Pumpendichtung mit erheblich verminderten Druckerfordernissen zu schaffen, welche einen Eintritt des Spülmediums (Spülflüssigkeit) in die Pumpenkammern verhindert.It is therefore the object of the present invention to provide the described To overcome disadvantages and a pump seal with significantly reduced pressure requirements create which prevents the flushing medium (flushing liquid) from entering the pump chambers.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erzielt durch einen Dichtungsmechanismus, welcher eine Vielzahl von Dichtungselementen umfaßt. Diese sind voneinander getrennt, und zwar durch eine Reihe von Kammern. Eine erste Kammer ist zwischen dem innersten Dichtungselement und dem zweitinnersten Dichtungselement angeordnet. Eine Überdruck-Ventileinrichtung dient zum Ablassen des Strömungsmediums aus der ersten Kammer in eine Kammer niedrigen Drucks,.so daß der Druck des Strömungsmediums in der ersten Kammer unter einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Eine zweite Kammer ist zwischen dem äußersten Dichtungselement und dem zweitäußersten Dichtungselement angeordnet. Ferner ist eine Einrichtung zur Einführung von Spülmedium (Spülflüssigkeit) in die zweite Kammer vorgesehen. Eine dritte Kammer ist zwischen dem zweitinnersten Dichtungselement und dem zweitäußersten Dichtungselement angeordnet. Diese dritte Kammer ist mit einer Ablaufvorrichtung versehen. Das Spülmedium wird in die zweite Kammer unter einem Druck eingeführt, welcher den Spülmediumdruck in der dritten Kammer übersteigt, jedoch geringer ist als der Druck in der ersten Kammer.The advantages of the present invention are achieved by a sealing mechanism which has a plurality comprised of sealing elements. These are separated from one another by a series of chambers. A first Chamber is arranged between the innermost sealing element and the second innermost sealing element. An overpressure valve device is used to drain the flow medium from the first chamber into a low chamber Pressure, .so that the pressure of the flow medium in the first Chamber is kept below a predetermined value. A second chamber is between the outermost sealing element and the second outermost sealing element arranged. There is also a device for introducing flushing medium (Rinsing liquid) is provided in the second chamber. A third chamber is between the second innermost sealing element and the second outermost sealing element arranged. This third chamber is provided with a drainage device. The flushing medium is introduced into the second chamber under a pressure which corresponds to the flushing medium pressure in the third chamber exceeds, but is less than the pressure in the first chamber.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Dichtung für rotierende Maschinen zu schaffen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Dichtung für Zentrifugalpumpen zur Förderung von Kohleaufschlämmungen oder dergl. zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved seal for rotating machines. In particular, it is the object of the invention to provide an improved seal for centrifugal pumps for conveying To create coal slurries or the like.

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I NACHCiC^EiOHTI NACHCiC ^ EiOHT

Erfindungsgemäß wird eine Dichtungseinrichtung geschaffen, bei der eine Vielzahl von Kammern durch Dichtungselemente voneinander getrennt ist. Eine erste Kammer dient der'Aufnahme des Mediums, welches aus der Hauptpumpenkammer austritt, und zwar bei einem ersten vorbestimmten Druck. In eine zweite Kammer tritt Spülmedium unter einem zweiten vorbestimmten Druck ein. Eine dritte Kammer ist zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet und nimmt das Medium auf, welches aus der ersten und der zweiten Kammer austritt.According to the invention, a sealing device is created in which a plurality of chambers by sealing elements is separated from each other. A first chamber is used for recording of the medium exiting the main pump chamber at a first predetermined pressure. In a second chamber enters flushing medium under a second predetermined pressure. A third chamber is between the first and second chambers arranged and receives the medium, which from the first and the second chamber exit.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Abdichtung von rotierenden Maschinen zu schaffen. Bei diesem Verfahren wird eine Dichtungseinrichtung vorgesehen, welche eine Vielzahl von Dichtungselementen umfaßt sowie eine Vielzahl von Kammern, die zwischen den Dichtungselementen angeordnet sind. Man läßt das Medium, welches aus der rotierenden Maschine austritt, in die erste Kammer eintreten und sich dort ansammeln. Außerdem hält man den Druck des Mediums in der ersten Kammer unter einem ersten vorbestimmten Wert. Ferner wird ein Spülmedium in eine zweite Kammer eingeführt, und zwar unter einem Druck, welcher ebenfalls unterhalb des ersten vorbestimmten Wertes liegt. Eine dritte Kammer ist zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet. Man läßt das Medium, welches aus der ersten Kammer und aus der zweiten Kammer austritt, in der dritten Kammer sich ansammeln. Sodann läßt man das Medium aus der dritten Kammer in einen zweckentsprechenden Bereich mit relativ niedrigem Druck austreten.It is a further object of the invention to provide a method for sealing rotating machines. at According to this method, a sealing device is provided which comprises a plurality of sealing elements and a plurality of chambers arranged between the sealing elements. You leave the medium, which exit the rotating machine, enter the first chamber and accumulate there. It also lasts the pressure of the medium in the first chamber is below a first predetermined value. A flushing medium is also used introduced into a second chamber, under a pressure which is also below the first predetermined Worth. A third chamber is located between the first and second chambers. You leave that Medium emerging from the first chamber and from the second chamber collect in the third chamber. Then you let the medium from the third chamber in an appropriate area with a relatively low Pressure to escape.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, welche einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zeigt.In the following the invention is explained in more detail with reference to a drawing which shows a vertical section through the shows sealing arrangement according to the invention.

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Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung 2 für eine Zentrifugal-Kohleschlammpumpe umfaßt ein Laufrad 4, welches durch eine Antriebswelle 6 innerhalb einer Arbeitskammer 8 eines Gehäuses 10 gedreht werden kann. Die Dichtungsanordnung 2 umfaßt ferner drei Labyrinthdichtungen 12, 14 und 16 sowie eine Dichtung 18 vom Flächentyp. Der Druck der Aufschlämmung in der Arbeitskammer 8 kann über 69 bar liegen. Durch diesen hohen Druck wird ein Teil der Aufschlämmung durch die Laufrad-Labyrinthdichtung 12 getrieben. Für die austretende Aufschlämmung ist eine Aufnahmekammer 20 zwischen der Laufrad-Labyrinthdichtung 12 und der primären Labyrinthdichtung 14 angeordnet. Ein Ablaßkanal 21 dient der Verbindung der Kammer 20 mit einem Pumpenort niedrigen Drucks. Hierdurch wird der Druck innerhalb der Kammer 20 auf etwa 35 bis 40 bar beschränkt. Weitere Kammern 22 und 24 sind zwischen der primären Labyrinthdichtung 14 und der sekundären Labyrinthdichtung 16 angeordnet sowie zwischen der sekundären Labyrinthdichtung 16 und der Flächendichtung 18. Ein Teil der Aufschlämmung der Kammer 20 tritt durch die primäre Labyrinthdichtung 14 in die Kammer 22. Es wurde festgestellt, daß der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 22 etwa 14 bar beträgt. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird ein mit der Aufschlämmung kompatibles Strömungsmedium, z.B. Kerosin, aus einer nichtgezeigten Quelle über einen Einlaß 26 der Kammer 24 zugeführt, und zwar unter einem Druck, welcher den Druck in der Kammer 22 übersteigt. Zum Beispiel kann das Spülmedium der Kammer 24 unter einem Druck von etwa 17,5 bar zugeführt werden. Ferner ist ein Auslaß 28 vorgesehen, über welchen das Medium aus der Kammer 22 in einen zweckentsprechenden, nichtgezeigten, außerhalb der Pumpe gelegenen Sammelraum abfließen kann.The sealing arrangement 2 according to the invention for a centrifugal coal slurry pump comprises an impeller 4 which is driven by a drive shaft 6 within a working chamber 8 of a housing 10 can be rotated. The sealing arrangement 2 further comprises three labyrinth seals 12, 14 and 16 and a surface type seal 18. The pressure of the slurry in the working chamber 8 can be over 69 bar. This high pressure forces some of the slurry through the impeller labyrinth seal 12. A receiving chamber 20 is located between the impeller labyrinth seal 12 for the exiting slurry and the primary labyrinth seal 14 arranged. A drain channel 21 is used to connect the chamber 20 with one Low pressure pump location. As a result, the pressure within the chamber 20 is limited to approximately 35 to 40 bar. Further chambers 22 and 24 are between the primary labyrinth seal 14 and the secondary labyrinth seal 16 and between the secondary labyrinth seal 16 and the face seal 18. Part of the slurry chamber 20 enters chamber 22 through primary labyrinth seal 14. It has been determined that the liquid pressure in the chamber 22 is approximately 14 bar. To counteract this effect, a with the slurry compatible fluid, e.g., kerosene, from a source not shown via inlet 26 of the chamber 24 supplied, under a pressure which exceeds the pressure in the chamber 22. For example it can Rinsing medium can be fed to the chamber 24 at a pressure of about 17.5 bar. An outlet 28 is also provided, Via which the medium from the chamber 22 into an appropriate, not shown, outside the collecting space located near the pump can flow away.

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j NACHGEREiOHT jj SUBSEQUENT j

Die Aufschlämmung tritt.bei Gebrauch der Pumpe aus der Pumpenarbeitskammer 8 durch die Laufrad-Labyrinthdichtung 14 in die Kammer 20, und zwar unter einem verminderten Druck, und ein Teil dieser Aufschlämmung gelangt über die primäre Labyrinthdichtung 16 hinaus in die Kammer 22. Hier trifft die Aufschlämmung auf die Gegenströmung der Spülflüssigkeit, welche in die Kammer 24 eingeführt wurde und durch die sekundäre Labyrinthdichtung 16 tritt. Diese Anordnung verhindert, daß die Aufschlämmung weiter nach außen tritt sowie ferner eine Verunreinigung der Aufschlämmung in der Arbeitskammer der Pumpe 8 durch Spülflüssigkeit.The slurry exits the pump when the pump is used Pump working chamber 8 through the impeller labyrinth seal 14 into the chamber 20, namely under a reduced Pressure, and some of this slurry will pass through the primary labyrinth seal 16 and into the chamber 22. This is where the slurry meets the countercurrent the flushing fluid introduced into chamber 24 and through the secondary labyrinth seal 16 occurs. This arrangement prevents the slurry from leaking outside and also prevents contamination the slurry in the working chamber of the pump 8 by rinsing liquid.

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Claims (6)

PatentansprücheClaims M ./ Dichtungsanordnung für rotierende Maschinen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Dichtungselementen (12-18); eine Vielzahl von Kammern (20-24) zwischen den Dichtungselementen (12-18), wobei eine erste (20) dieser Kammern (20-24) derart angeordnet ist, daß sie das aus der Arbeitskammer (8) der rotierenden Maschine (6) ausleckende Medium unter einem ersten vorbestimmten Druck aufnimmt; sowie eine Spülmediumquelle zur Zufuhr eines Spülmediums in eine zweite (24) der Kammern (£0-24) unter einem zweiten vorbestimmten Druck; wobei eine dritte (22) der Kammern (20-24) zwischen der ersten (20) und der zweiten Kammer (24) das aus der ersten Kammer (20) austretende Medium sowie das aus der zweiten Kammer (24) austretende Spülmedium aufnimmt.M ./ Sealing arrangement for rotating machines, marked by a plurality of sealing elements (12-18); a plurality of chambers (20-24) between the Sealing elements (12-18), wherein a first (20) of these chambers (20-24) is arranged in such a way that it consists of the working chamber (8) of the rotating machine (6) leaking medium under a first predetermined pressure takes in; and a flushing medium source for supplying a flushing medium into a second (24) of the chambers (£ 0-24) below a second predetermined pressure; a third (22) of the chambers (20-24) between the first (20) and the second chamber (24) the medium exiting from the first chamber (20) and that from the second chamber (24) absorbs escaping flushing medium. 2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Labyrinthdichtung (12) zwischen der ersten Kammer (20) und der Arbeitskammer (8) der rotierenden Maschine; sowie eine zweite Labyrinthdichtung (14) zwischen der ersten Kammer (20) und der dritten Kammer (22); und eine dritte Labyrinthdichtung (16) zwischen der zweiten Kammer (24) und der dritten Kammer (22).2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized through a first labyrinth seal (12) between the first chamber (20) and the working chamber (8) of the rotating Machine; and a second labyrinth seal (14) between the first chamber (20) and the third chamber (22); and a third labyrinth seal (16) between the second chamber (24) and the third chamber (22). 3· Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Flächendichtung (18) zwischen der zweiten Kammer (24) und dem Außenraum.3 · Sealing arrangement according to claim 1, characterized by a surface seal (18) between the second chamber (24) and the outer space. 4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (20) mit einer Ablaßeinrichtung (21) versehen ist, mit der der Mediumdruck oder Flüssigkeitsdruck in der ersten Kammer (20) auf den ersten vorbestimmten Wert beschränkt werden kann.4. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first chamber (20) with a discharge device (21) is provided with which the medium pressure or liquid pressure in the first chamber (20) can be restricted to the first predetermined value. 130019/0649130019/0649 I NACH-33".;';ir.3HTI AFTER-33 ".; '; Ir.3HT 5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Ablaufeinrichtung (28), welche mit der dritten Kammer (22) verbunden ist und dem Ablaß des Mediums aus der dritten Kammer (22) dient.5. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized by a drainage device (28), which is connected to the third chamber (22) and serves to drain the medium from the third chamber (22). 6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 16. Sealing arrangement according to one of claims 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite vorbestimmte Druck unter dem ersten vorbestimmten Druck, aber über dem Druck in der dritten Kammer (22) liegt.to 5 »characterized in that the second predetermined pressure is below the first predetermined pressure but above the pressure in the third chamber (22). 130019/0649130019/0649
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