DE3137692A1

DE3137692A1 - Device on seals, e.g. for the shafts in centrifugal pumps

Info

Publication number: DE3137692A1
Application number: DE19813137692
Authority: DE
Inventors: Bengt 44041 Nol Algers; Lars-Erik 42133 Frölunda Jorlöv
Original assignee: Scanpump AB
Current assignee: Scanpump AB
Priority date: 1980-09-23
Filing date: 1981-09-22
Publication date: 1982-04-22
Also published as: SE8006655L; FI812966L

Abstract

Device on, for example, a centrifugal pump for keeping particles suspended in a liquid away from a seal (18, 20), preferably of the plane face type, mounted between a housing (12) containing the liquid and a rotating shaft (10) passing through the latter. An intermediate wall (24) is placed between a non-rotating wall surface (16) and a shaft part rotating in the liquid and this intermediate wall is designed with at least one outer opening (36) and one inner opening (34), adjacent to the intermediate wall and to the shaft part respectively. These openings are connected to one another via a clear space (28) in front of the sealing faces (22; 48) such that the liquid set in rotation by the shaft or elements seated on the latter is induced to flow in the axial direction through one of these openings from the liquid space of the housing to the clear space and back to the liquid space through the other opening (36), taking along with it any particles in the clear space. <IMAGE>

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Fernhalten von in einer Flüssigkeit schwebenden Teilchen von der Umgebung einer zwischen einem die Flüssigkeit enthaltenden Gehäuse und eine durch dieses Gehäuses hindurchgehenden umlaufenden Welle angebrac.hten Dichtung vorzugsweise der Planflächenbauart. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für die Erfindung sind Kreiselpumpen, und demzufolge wird die Erfindung hiernach in Verbindung mit ihnen beschrieben, wenngleich sie nicht nur auf dieses Gebiet begrenzt ist. Die der Flüssigkeit, wie Wasser, mitfolgenden Schwebeteilchen, z.B. Sand, sind bestrebt, sich in dem Raum um die Dichtung herum zu sammeln, wo die Flüssigkeit von der Welle oder auf dieser sitzenden Elementen in Umlauf versetzt wird und dann durch'die in ihr schwebenden Teilchen nachteiligen Verschleiss an sowohl den Dichtungselementen als auch an diese umgebenden Bauteilen der Pumpe verursacht. Ferner können Teilchen in die Dichtungsflächen selbst eindringen, so dass diese beschädigt werden. Um dieser Ungelegenheit vorzubeugen, ist es bekannt, reine Flüssigkeit entweder von einer äusseren Quelle oder von der Druckseite der Pumpe her über einen gesonderten Reiniger zuzuführen, derart, dass eine Strömung dieser reinen Flüssigkeit geschaffen wird, die die verunreinigte Flüssigkeit daran hindert, bis zum Dichtungsraum vorzudringen. Diese Lösung ist jedoch wegen des Flüssigkeitsverbrauchs und/oder der zusätzlichen Kosten für den Einbau z.B. des Reinigers recht teuer. Unverhältnismässig grosse Flüssigkeitsmengen sind erforderlich, um Teilchen wegzuspülen, die beispielsweise bei Unterbrechung der Zufuhr von reiner Flüssigkeit in den Dichtungsraum eingedrungen sind. DESCRIPTION The invention relates to a device for Keeping particles suspended in a liquid away from the surroundings of a between a housing containing the liquid and one through this housing continuous, rotating shaft, preferably of the flat surface type. An important field of application for the invention are centrifugal pumps, and consequently the invention will hereinafter be described in connection with them, albeit them is not limited to this area only. Those following the liquid, like water Suspended particles, e.g. sand, tend to settle in the space around the seal to collect where the liquid is from the shaft or elements seated on it Is put in circulation and then disadvantageous through the particles floating in it Wear on both the sealing elements and the components surrounding them caused by the pump. Furthermore, particles can penetrate the sealing surfaces themselves, so that these are damaged. To prevent this inconvenience, it is known pure liquid either from an external source or from the pressure side of the Pump over a separate cleaner to feed in such a way that a flow This pure liquid is created which the contaminated liquid is attached to prevents it from reaching the sealing chamber. However, this solution is because of the liquid consumption and / or the additional costs for installing e.g. the cleaner are quite expensive. Disproportionately large amounts of liquid are required to wash away particles, for example, when the supply of pure liquid to the sealing chamber is interrupted have penetrated.

Die Erfindung geht einen anderen Weg, wonach zwischen einer nichtumlaufenden Wandfläche und einem in der Flüssigkeit umlaufenden Wellenteil eine Zwischenwand vorgesehen ist, die mit wenigstens einem äusseren und einem inneren axialen Durch- lass zur Zwischenwand bzw. dem Wellenteil hin ausgestaltet ist, und dass diese Durchlässe miteinander in einem lichten Raum vor den Dichtungsflächen in Verbindung stehen, derart, dass von der Welle bzw. auf ihr sitzenden Elementen in Umlauf versetzte Flüssigkeit dazu gebracht wird, von dem Flüssigkeitsraum des Gehäuses in axialer Richtung durch den einen dieser Durchlässe und zurück in diesen Raum durch den anderen Durchlass unter Mitnahme von in dem Raum vor den Dichtungsfiächen befindlichen Teilchen zu strömen. Hierdurch wird eine ständige Ausscheidung der in der Flüssigkeit schwebenden Teilchen sichergestellt, insbesondere solcher, die spezifisch schwerer als die Flüssigkeit sind und die durch die von der Welle bzw. auf dieser sitzenden Elementen hervorgerufene Rotation ausgeschleudert und aus dem Dichtungsraum weggeleitet werden. The invention takes a different approach, according to which between a non-circulating Wall surface and a shaft part rotating in the liquid, an intermediate wall is provided, which has at least one outer and one inner axial passage let is designed towards the partition or the shaft part, and that these passages communicate with each other in a clear space in front of the sealing surfaces, in such a way that set in circulation by the shaft or elements seated on it Liquid is made to move axially from the liquid space of the housing Direction through one of these passages and back into this space through the other Passage with entrainment of particles located in the space in front of the sealing surfaces to stream. This results in a constant excretion of those suspended in the liquid Particles are ensured, especially those that are specifically heavier than the liquid and those caused by the shaft or elements seated on it Rotation are ejected and diverted away from the seal chamber.

Die-Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf in den beigefügten Zeichnungen beispielsweise gezeigte Ausführungsformen näher beschrieben werden, und dabei sollen auch weitere, die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben werden. Es zeigen: Fig. 1 und 2 den Leitgedanken der Erfindung, wobei Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in der Fig. 1 durch eine gemäss der Erfindung ausgeführte Abscheidevorrichtung darstellt, Fig. 3 eine für die Praxis bestimmte Ausführungsform in Längsschnitt und Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in der Fig. 3. The invention will hereinafter be considered with reference to in the accompanying drawings Drawings, for example, embodiments shown are described in more detail, and further properties which characterize the invention are also intended to be indicated will. 1 and 2 show the main idea of the invention, FIG. 1 showing a Longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1 shows a separating device embodied according to the invention, FIG. 3 shows a embodiment intended for practice in longitudinal section and FIG. 4 is a cross section along the line IV-IV in FIG. 3.

In den Zeichnungen ist eine umlaufende Welle 10 gezeigt, die durch ein Gehäuse 12 einer Kreiselpumpe für eine durch feste Teilchen verunreinigte Flüssigkeit, wie Wasser, hindurchgeht. Neben dem durch das Gehäuse hindurchgehenden Wellenteil ist ein hülsen- oder rohrförmiges Element 14 angebracht, das einen Dichtungsraum abgrenzt und dafür eine rohrförmige bzw. zylindrische Innenwand 16 aufweist. Die Dichtung ist bei der schematischen Figur 1 von planflächiger Bauart und zusammengesetzt aus einem mit der Welle 10 umlaufenden Ringelement 18 und einem in dem nichtumlaufenden Element 14 angeordneten Ringelement 20, die zusammen in an sich bekannter Weise plane Dichtungsflächen 22 bilden. Gemäss der Erfindung ist nun in dem langgestreckten Dichtungsraum zwischen der Wandfläche 16 und der Welle 10 eine hülsenförmige Zwischenwand 24 angebracht und in dem nichtumlaufenden Element 14 z.B. dadurch zentriert, dass sie mit Ausbauchungen oder vorspringenden Falten 26 an mehreren Stellen um den Umkreis herum ausgeformt ist. Die Zwischenwand 24 reicht nicht bis zu den Dichtungsflächen 22, weswegen vor diesen Flächen ein lichter Raum 28 zwischen der Welle bzw. dem umlaufenden Plandichtungsteil 18 und der umgebenden Wandfläche 16 vorhanden ist. In the drawings, a rotating shaft 10 is shown, which by a housing 12 of a centrifugal pump for a liquid contaminated by solid particles, like water, passes through. Next to the shaft part going through the housing a sleeve or tubular element 14 is attached, which has a sealing space and has a tubular or cylindrical inner wall 16 for this purpose. the In the schematic FIG. 1, the seal is of a planar design and is composed from one with the shaft 10 revolving ring element 18 and one in the non-revolving element 14 arranged ring element 20, which together in a known manner planar sealing surfaces 22 form. According to the invention is now in the elongated sealing space between the wall surface 16 and the shaft 10, a sleeve-shaped intermediate wall 24 is attached and centered in the non-revolving element 14, for example, by having bulges or protruding folds 26 formed in several places around the circumference is. The intermediate wall 24 does not extend to the sealing surfaces 22, which is why before these surfaces a clear space 28 between the shaft or the circumferential face seal part 18 and the surrounding wall surface 16 is present.

Beim Betrieb der Pumpe entsteht ein Fluss der mit Schwebeteilchen bemengten Flüssigkeit gemäss den Pfeilen 30, 32 durch die Einwirkung der umlaufenden Welle bzw. auf ihr sitzender Elemente wie dem Dichtungselement 18. Die Flüssigkeit strömt somit im Durchlass 34 innerhalb der Zwischenwand 24 mit einer axialen Komponente in Richtung zur Dichtung infolge des Umstandes, dass die Flüssigkeit während der Rotation radial nach aussen in den lichten Raum 28 geführt wird, um dann in entgegengesetzter radialer Richtung in den Durchlass 36 zwischen der Zwischenwand oder Hülse 24 und der Aussenwand 16 fotzusetzen. Mitfolgende Teilchen, wie Sand, die spezifisch schwerer sind als die Flüssigkeit, werden nach aussen in den Raum 28 ausgeschleudert und folgen deswegen.der Flüssigkeit auf der soeben beschriebenen Strömungsbahn. Irgendwelche Ansammlung von Teilchen in der Umgebung der Dichtungselemente kann also nicht vorkommen, und ebensowenig wird ihnen Gelegenheit geboten, zwischen oder in die Dichtungsflächen 22 der Plandichtung einzudringen. When the pump is operating, a flow of suspended particles is created concentrated liquid according to the arrows 30, 32 by the action of the circulating Shaft or elements seated on it such as the sealing element 18. The liquid thus flows in the passage 34 within the intermediate wall 24 with an axial component towards the seal as a result of the fact that the liquid during the Rotation is guided radially outward into the clear space 28, to then in the opposite direction radial direction into the passage 36 between the intermediate wall or sleeve 24 and the outer wall 16 fotosit. Consequential particles, such as sand, are specifically heavier are than the liquid, are ejected outwards into the space 28 and therefore follow the liquid on the flow path just described. Any Accumulation of particles in the vicinity of the sealing elements can therefore not occur, and neither are they given an opportunity between or in the sealing surfaces 22 penetrate the plan seal.

Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 hat, wie oben bereits erwähnt, eine gesonderte Einsatzhülse 14, die den Dichtungsraum bildet. Mit der Hülse ist ein ringförmiger Halter 38 für das nichtumlaufende ringförmige Dichtungselement 40 vereinigt, wobei dieser Halter mittels 0-Ringen 42 und 44 gegen die Elemente 14 und 4() ahqdichtrt ist. Der Halter 38 und der Dichtungsrinq 40 werden mittels eines Stifts 49 in ihrer Lage gegenüber der Hülse 14 gehalten. Das umlaufende Ringelement 46.der Plandichtung, das mit dem Ringelement 40 die planen Dichtungsflächen 48 bildet, wird mittels einer Feder 50, eines Halters 52 und einer Hülse 56 in an sich bekannter Weise gegen das nichtumlaufende Element 40 angedrückt gehalten. Auf der Welle 10 ist vorzugsweise eine Futterhülse 54 angebracht. The embodiment according to FIGS. 3 and 4 has, as already mentioned above, a separate insert sleeve 14 which forms the sealing space. With the sleeve is an annular holder 38 for the non-circumferential annular sealing element 40 united, this holder by means of O-rings 42 and 44 against the elements 14 and 4 () ahqdichtrt is. The holder 38 and the sealing ring 40 are by means of a pen 49 held in position relative to the sleeve 14. That circumferential ring element 46.der plan seal, which plan with the ring element 40 Sealing surfaces 48 forms, is by means of a spring 50, a holder 52 and a Sleeve 56 is pressed against the non-rotating element 40 in a manner known per se held. A chuck sleeve 54 is preferably attached to the shaft 10.

Gemäss der Erfindung ist die hülsenförmige Zwischenwand 24, zwischen der Welle 10 und der Innenfläche 16 des Einsatzelements 14 angebracht, und dabei ist ihre Lage mittels Ausbauchungen 26 in ähnlicher Weise festgelegt, wie bereits für die Ausführuncsform nach den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Beim Umlauf der Welle bewirken die auf ihr sitzenden Dichtungselemente eine Rotation der Flüssigkeit, die eine axiale Strömung in dem inneren Durchlass 34, eine radiale Strömung nach aussen in den lichten Raum 28 seitlich neben der Hülse 24 und eine axiale Strömung in entgegengesetzter Richtung in dem Durchlass 36 zwischen der Hülse 24 und der nichtumlaufenden Wandfläche 16 zum Ergebnis hat, Jeglicher schädlichen Ansammlung von Teilchen, die einen Verschleiss der Dichtung und/-oder des Einsatzelements 14 bewirken könnte, ist in äusserst wirksamer Weise vorgebeugt, und e-benso werden solche Teilchen daran gehindert, zwischen und in die Dichtungsflächen 48 einzudringen. According to the invention, the sleeve-shaped partition wall 24 is between attached to the shaft 10 and the inner surface 16 of the insert member 14, and thereby their position is determined by means of bulges 26 in a similar manner as already for the embodiment according to FIGS. 1 and 2 has been described. When the The sealing elements on the shaft cause the liquid to rotate, which is an axial flow in the inner passage 34, a radial flow after outside in the clear space 28 laterally next to the sleeve 24 and an axial flow in the opposite direction in the passage 36 between the sleeve 24 and the non-circumferential wall surface 16 results in any deleterious build-up of particles that wear the seal and / or the insert element 14 could cause is prevented in an extremely effective way, and e-benso be such particles are prevented from entering between and into the sealing surfaces 48.

Die in der Fig. 3 gezeigte, normalerweise durch einen Pfropfen verschlossen gehaltene Uffnung 58 hat hier zur Aufgabe, ein Ablassen von Wasser aus dem Dichtungsraum zu ermöglichen, wenn die Pumpe abgeschaltet wird und die Gefahr des Gefrierens und von Eisbildung vor-liegt. The one shown in Fig. 3, normally closed by a plug The opening 58 held here has the task of draining water from the sealing space to allow when the pump is turned off and the risk of freezing and of ice formation.

Während sich der Durchlass 34 innerhalb der Zwischenwand 24 zweckmässig ringförmig um die ganze Welle erstreckt, damit die Ausschleuderung der festen Teilchen schon in dieser Zone beginnen kann, kann der äussere Durchlass 36 in mehrere kleine axiale Durchlässe aufgeteilt sein. Ferner brauchen der Durchlass oder die Durchlässe 36 nur einen Teil des Umkreises um die Welle herum einz.unehmen. While the passage 34 is expediently located within the partition wall 24 Extends in a ring around the whole shaft, so that the solid particles are thrown out can already begin in this zone, the outer passage 36 can be divided into several small be divided axial passages. Furthermore, the passage or passages need 36 occupy only part of the circumference around the shaft.

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Claims

Equipment for seals e.g. for the shafts in centrifugal pumps.

PATENT CLAIMS Establishment at z..B. a centrifugal pump to keep them away of particles suspended in a liquid from the environment one between one the space containing the liquid in a housing (12) and one passing through it rotating shaft (10) attached seal (18, 20; 40, 46), preferably of the flat surface type, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that between a non-rotating Wall surface (16) and a shaft part rotating in the liquid, an intermediate wall (24) is attached, which has an outer and an inner passage (36; 3'4), the are directed towards the housing or the shaft part, and that this Passages with one another via a clear space (28) extending in the axial direction in front of the sealing surfaces (22; 48) are in communication, such that the of the Shaft or sealing elements seated on this in this clear space in rotation displaced liquid.a liquid flow in the axial direction from the liquid space of the housing through the interior of these passages (34) to the clear space and back to the liquid space through the outer passage (36) with entrainment of in creates particles in space.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the tubular wall surface (16) either from the housing (12) itself or is formed by a tubular element (14) inserted into this.

3. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t that the axial passage radially outside the intermediate wall (24) is divided into several partial passages (36) around the circumference.

4. Device according to claim 1 or 3, d a d u r c h g e k e n n shows that the passage or the partial passages (36) are radially outside the partition (24) occupy only part of the circumference around the shaft (10).

5. Device according to claim 3 or 4, -d a d u r c h g e k'e n n show that the intermediate wall (24) is formed by a sleeve which is shown in FIG the intended position by means of bulges supported against the wall surface (16) or spacers formed by protruding folds (26) of the sleeve.

DESCRIPTION