DE3404964C2 - Keiselpumpe mit einer Wellenabdichtung - Google Patents
Keiselpumpe mit einer WellenabdichtungInfo
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/10—Shaft sealings
- F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
- F04D29/126—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps
- F04D29/128—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps with special means for adducting cooling or sealing fluid
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere zur
Förderung von Heißwasser, mit einer Wellenabdichtung nach
dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.
Die Wellenabdichtung bei Kreiselpumpen zur Förderung von
Heißwasser ist sehr problematisch, da zum einen infolge des
hohen Dampfdruckes von Wasser (bei 250°C etwa 40 bar)
gegen relativ hohe Drücke abgedichtet werden muß und es zum
anderen an den Gleitflächen der Gleitringdichtung zu keiner
Dampfbildung kommen darf; diese würde einen Trockenlauf
darstellen. Eine zuverlässige Abdichtung ist nur möglich,
indem man die Temperatur an der Gleitringdichtung durch
Kühlung erheblich absenkt.
Bei bekannten Wellenabdichtungen wird entweder eine sehr
lange Kühl- und Drosselstrecke zwischen dem Pumpen- und dem
Dichtungsraum gebraucht, um im Dichtungsraum eine
erträgliche Temperatur zu erhalten oder der
Sekundärflüssigkeitsumlauf in der Dichtungskammer wird
- gemäß der gattungsbildenden Literaturstelle: E. Mayer
"Axiale Gleitringdichtungen", VDI-Verlag GmbH Düsseldorf,
1970, S. 200-205 - nach außen in einen separaten Kühler
geleitet, in dem die Wärme abgeführt wird.
In jedem Falle sind die Vorkehrungen sehr umfangreich und
beanspruchen viel Platz, so daß die Kreiselpumpen zur
Förderung von Heißwasser im Wellen- und Dichtungsbereich
erheblich größer als Pumpen für normale Einsatzfälle bauen
und dementsprechend teurer sind. Nachteilig ist auch, daß
außen installierte Wärmeaustauscher anfällig gegen
Beschädigungen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Kreiselpumpe der eingangs erwähnten Art so zu verbessern,
daß bei gleichzeitig erhöhter Funktionssicherheit der
Bauaufwand und auch das Bauvolumen erheblich verringert
wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre nach dem
unabhängigen Patentanspruch; die Unteransprüche geben
günstige Weiterbildungen an.
Erfindungsgemäß wird der Flüssigkeitsumlauf durch die
Dichtungskammer und durch wenigstens einen durch die
Kühlkammer geführten Kanal geleitet, wobei in der
Dichtungskammer ein Förderorgan für den Flüssigkeitsumlauf
vorgesehen ist. Zudem soll das Förderorgan ein am Gleitring
vorgesehenes Fördergewinde sein.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung übernimmt die
Kühlkammer der Kühl- und Drosselstrecke gleichzeitig die
Funktion des Kühlers für den Sekundärflüssigkeitsumlauf.
Die Kühlwirkung ist sehr intensiv, so daß die Kühl- und
Drosselstrecke sehr kurz gehalten werden kann.
Wie Versuche gezeigt haben, ist normalerweise die
Kühlstrecke nicht länger auszuführen als das Maß des hier
vorhandenen Wellendurchmessers.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Wellenabdichtung benötigt
daher wenig Platz für den Einbau in der Pumpe, so daß in
der Regel die wesentlichen Bauteile üblicher Kreiselpumpen
nach DIN 24 255 und DIN 24 256 wie Spiralgehäuse,
Lagerträger, Pumpenwelle, Laufräder voll übernommen werden
können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei der
- eine ihre Welle umgebende und mit einem äußeren Ringbund
versehene Wellenhülse aufweisenden - Kreiselpumpe der
Gleitring auf die Wellenhülse aufgesetzt und gegen Federn
axial verschieblich gelagert, die sich gegen den Ringbund
der Wellenhülse abstützen, wobei dieser anderseits dem
Pumpendeckel als Anschlag gegenübersteht.
Der Pumpendeckel vermag mit der die Kühl- und
Drosselstrecke bildenden Bohrung jene Wellenhülse
vorzuzentrieren, auf der der Gleitring der
Gleitringdichtung lagert und axial abgestützt ist. Der
Ringbund der Wellenhülse dient als Anschlag zum
Pumpendeckel in Richtung der Federkraft des Gleitringes zur
Begrenzung des Axialweges im Pumpendeckel.
Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der Pumpendeckel und
sämtliche Wellenabdichtungsteile als Baueinheit vormontiert
werden können und bei der Montage in der Pumpe als Einheit
auf die Pumpenwelle geschoben werden können. Somit kann
auch in Reparaturfällen von relativ ungeschultem Personal
die Wellenabdichtung ausgewechselt werden.
Dank der kleinen Bauabmessungen ist es jetzt möglich, nur
durch Austausch der Pumpendeckel-Baueinheit - bei gleichen
Anschlußmaßen von Pumpengehäuse und Lagerträger aus einer
Serien-Normpumpe aus entsprechendem Werkstoff - eine
Heißwasserpumpe entstehen zu lassen. Umgekehrt kann die
Heißwasserpumpe jederzeit zu einer normalen Kreiselpumpe
umgebaut werden. Beim Hersteller und vor allen Dingen auch
bei Kundendienstwerkstätten wird dadurch die Lagerhaltung
ganz erheblich vereinfacht.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der
Zeichnung; dessen einzige Figur zeigt einen Querschnitt
durch eine Kreiselpumpe.
Die dargestellte Kreiselpumpe umfaßt ein Pumpengehäuse 1
und ein Laufrad 2, das mit einer Überwurfmutter 3 auf einer
Pumpenwelle 4 befestigt ist. Die Pumpenwelle 4 ist in einem
nur teilweise dargestellten Lagerträger 5 mit Kugellagern 6
gelagert.
Das Pumpengehäuse 1 ist wellenseitig mit einem Pumpendeckel
7 verschlossen, der aus gießtechnischen Gründen aus den
beiden Teilen 7a und 7b besteht. Der Pumpendeckel 7 weist
eine Kühl- und Drosselstrecke 8 auf, die eine auf der
Pumpenwelle 4 aufgeschobene Wellenhülse 9 umgibt. Letztere
wird durch eine Schulter bzw. einen Ringbund 10 axial
positioniert. Der Pumpendeckel 7 selbst umfaßt zwei
voneinander getrennte Räume, nämlich eine Kühlkammer 11 und
eine Dichtungskammer 12.
Zum Einleiten und zum Abfließen des Kühlmittels in die
Kühlkammer 11 sind Anschlüsse 13 und 14 vorgesehen.
Die Kühlkammer 11 ist gegenüber dem Pumpeninneren ab
geschlossen, so daß als Kühlmittel beispielsweise Wasser
aus dem Wassernetz genommen werden kann. Die Dichtungskammer
12 hingegen steht über den Drosselspalt 8 mit dem
Pumpeninneren in Verbindung, wodurch der bei Heißwasserpumpen
vorhandene hohe Druck auch auf der Abdichtung
lastet.
Als eigentliche Wellenabdichtung ist eine Gleit
ringdichtung 15 vorgesehen, die im wesentlichen aus einem
Gleitring 16 und einem stationären Gegenring 17 gebildet
wird, der in einem Abschlußdeckel 18
des Pumpendeckels 7 mittels eines Dichtungsringes 19
eingesetzt ist. Der Gleitring 16 ist auf der Wellenhülse
9 gegen die Federkraft von Federn 20 axial
verschieblich gelagert. Ein weiterer Dichtungsring 21 sichert
die Abdichtung zwischen dem Gleitring 16 und der Wellen
hülse 9.
Auf dem Gleitring 16 ist weiter ein Fördergewinde
22 ausgebildet, das bei Drehung der Pumpenwelle 4 von der An
triebsseite zur Pumpenseite Flüssigkeit fördert. Die
Dichtungskammer 12 enthält einen Kanal 23 - bei einem
nicht wiedergegebenen Ausführungsbeispiel mehrere Kanäle 23 -,
wodurch eine durch das Fördergewinde 22 bewegte Sekundär
strömung vom pumpenseitigen Ende der Dichtungskammer 12
zum antriebsseitigen Ende der Dichtungskammer 12 ent
sprechend der eingetragenen Pfeilrichtung entsteht.
Die Sekundärströmung wird - getrennt durch
eine Wand 24 - durch die Kühlkammer 11 geleitet, wobei
ihr ein Großteil der Wärme entzogen wird;
der Dichtfläche am Gleitring 16 wird so sehr stark ab
gekühltes Wasser zugeführt.
Die Länge der Kühl-
und Drosselstrecke 8, die radiale Ausdehnung der
Kühlkammer 11 sowie die Länge des Kanals 23
bestimmen dabei neben der Temperatur des Kühl
mediums die Höhe der Temperaturabsenkung. Versuche
haben ergeben, daß die Kühlwirkung so intensiv
ist, daß annähernd in dem für eine normale Gleit
ringdichtung erforderlichen Bauvolumen die er
findungsgemäße Anordnung untergebracht werden kann.
Durch die Effizienz der Wärmeabführung von den
Dichtflächen der Gleitringdichtung 15 sind die Wartungs
kosten für die Kühlung sehr gering. Da bei
der Wellenabdichtung der Gleitring 16 auf der
Wellenhülse 9 aufgesetzt und die Federn 20 an einem
Ringbund 25 der Wellenhülse 9 abgestützt sind, wird die Wellenhülse 9 bei
nicht aufgesetztem Laufrad 2 durch die Federn 20 der Gleit
ringdichtung 15 bis zu einer Schulter 26 des Ringbundes 25 an den Pumpendeckel 7
gedrückt, ohne daß der Gleitring 16 und der Gegenring 17
voneinander abheben. Da die Wellenhülse 9 weiter durch die
spaltförmige Kühl- und Drosselstrecke 8 vorzentriert ist,
kann der Pumpendeckel 7 zusammen mit der gesamten
Gleitringdichtung 15 von der Pumpenwelle 4 abgezogen werden.
Umgekehrt kann die Gleitringdichtung 15 zusammen mit
der Wellenhülse 9 und dem Pumpendeckel 7 vollständig vormontiert
und als gesamte Einheit bei der Montage der Kreiselpumpe
auf die Pumpenwelle 4 gesteckt werden.
Claims (3)
1. Kreiselpumpe, insbesondere zur Förderung von
Heißwasser, mit einer Wellenabdichtung, die einen in
einer Dichtungskammer eines Pumpendeckels angeordneten
Gleitring enthält, mit einer zwischen einem Pumpenraum
und der Dichtungskammer ausgebildeten Kühl- und
Drosselstrecke sowie einem Flüssigkeitsumlauf zur
Spülung und zusätzlichen Kühlung des Gleitringes,
wobei der Kühl- und Drosselstrecke eine gesonderte,
gegenüber dem Pumpeninneren abgeschlossene Kühlkammer
mit Kühlmittelanschlüssen zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsumlauf durch die Dichtungskammer
(12) und durch wenigstens einen durch die Kühlkammer
(11) geführten Kanal (23) geleitet ist, wobei in der
Dichtungskammer (12) ein Förderorgan (22) für den
Flüssigkeitsumlauf vorgesehen ist.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Förderorgan (22) ein am Gleitring (16)
vorgesehenes Fördergewinde ist.
3. Kreiselpumpe mit ihre Welle umgebender und einen
äußeren Ringbund aufweisender Wellenhülse nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gleitring (16) auf die Wellenhülse (9) aufgesetzt und
gegen Federn (20) axial verschieblich gelagert ist,
die sich gegen den Ringbund (25) der Wellenhülse
abstützen, wobei dieser anderseits dem Pumpendeckel
(7) als Anschlag gegenübersteht.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3404964A1 DE3404964A1 (de) | 1985-08-14 |
DE3404964C2 true DE3404964C2 (de) | 1995-09-07 |
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Family Applications (1)
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