DE3438662C2 - Kreiselpumpe für heiße Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe zur Förderung heißer Medien mit mindestens einer Gleitringdichtung als Wel­ lenabdichtung am Wellenaustritt durch das Pumpengehäuse nach außen und mit einem pumpeninternen vom Fördermedium abgezweig­ ten Flüssigkeitskreislauf zur Schmierung und Kühlung der Wel­ lenabdichtung, wobei das für den inneren Schmier- und Kühl­ flüssigkeitskreislauf verwendete Medium über einen im Wellen­ abdichtungsgehäuse angeordneten Kanal der Wellenabdichtung zu­ geführt und über einen davon getrennt verlaufenden Kanal dem Förderraum der Pumpe wieder zugeführt wird.

Befindet sich das abzudichtende Medium in der Nähe seines Dampfdruckes, so daß es sofort nach Eintritt in den Dichtspalt verdampft, so bedingt das häufig einen schnellen Verschleiß und somit eine schlechte Standzeit der Dichtung Dichtungen. Wichtig ist es in solchen Fällen, das abzudichtende Medium im Raum der Dichtung soweit herunterzukühlen, daß ein gewisser Abstand vom Dampfdruck des Mediums gegeben ist und somit eine Verdampfung zwischen den Gleitflächen nicht bzw. erst kurz vor dem Austritt aus dem Dichtspalt erfolgt.

Bei einer bekannten Ausführung (DE-PS 9 37 324) einer derartigen Pumpe wird der vom Förderstrom abgezweigte Kühl- und Schmier­ stoffstrom auf kürzestem Weg zur Gleitringdichtung geführt. Diese Ausführung eignet sich deshalb nicht für die Abdichtung heißer Medien. Wenn Kühlung der Kühl- und Schmierflüssigkeit erforderlich ist, geschieht dies im Stand der Technik (DE-PS 28 05 504) durch Zwischenschalten eines gesonderten Küh­ lers außerhalb des Pumpengehäuses, der im einfachsten Fall (US-P 3128713) aus einer einfachen, luftgekühlten Rohrleitung besteht, die zwischen den Entnahmepunkt und die Dichtung ge­ schaltet ist. Solche gesonderten Kühler bringen erhöhten Bau- und Montageaufwand mit sich und sind durch ihre exponierte La­ ge einem höheren Beschädigungsrisiko ausgesetzt. Die Beschädi­ gung des Kühlers oder einer der Anschlußstellen am Gehäuse kann im übrigen zur Folge haben, daß heißes Medium in größeren Mengen in die Umgebung gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die wirksame Dich­ tungskühlung mit geringem Aufwand und hoher Betriebssicherheit ermöglicht. Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den Merkma­ len des Anspruchs 1 sowie vorzugsweise denjenigen der Unteran­ sprüche.

Dadurch daß das für den inneren Schmier- und Kühlkreislauf verwendete Medium über einen außen am bzw. im Wellenabdichtungsgehäuse angeordneten Kanal der Wellendichtung zugeführt wird, läßt sich erreichen, daß während des Hinströmens zur Wellenab­ dichtung die Schmier- und Kühlflüssigkeit für die Dichtung vom Temperaturniveau des Förderraumes auf ein deutlich niedrigeres Temperaturniveau heruntergekühlt wird.

Die Kühlung wird dabei einzig und allein durch die Wärme des Gehäuses nach außen er­ reicht, so daß eine zusätzliche Kühlung entfallen kann. Dadurch, daß der Kanal für die Zuführung der Schmier- und Kühlflüssigkeit zur Wellendichtung als unter dem Außenmantel des Wellenabdichtungsgehäuses ange­ ordneter Ringkanal ausgeführt ist, erreicht man eine große Oberfläche für den Wärmeübergang und die Wärme­ abstrahlung und somit eine besonders intensive Kühlung der zur Dichtung strömenden Flüssigkeit.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, das für den Schmier- und Kühl­ kreislauf verwendete Medium einem Seitenraum der Kreiselpum­ penspirale zu entnehmen und über eine Bohrung bzw. einen im Pumpengehäuse eingegossenen Kanal zum außen am Wellenabdich­ tungsgehäuse angeordneten Ringkanal zu führen. Durch die Entnahme nahe der Spirale der Pumpe wird gewährleistet, daß ein ausreichendes Druckgefälle zum Wellenabdichtungsraum und dann zurück zum Förderraum der Pumpe gegeben ist.

Weiterhin kann man erfindungsgemäß das aus der Gleitringdich­ tung in die Pumpe zurückströmende Medium des Schmier- und Kühlkreislaufes durch ein Wellengleitlager in den Pumpenför­ derraum zurückführen. Man erreicht einmal, daß hierdurch das Pumpengleitlager ebenfalls mit entsprechend kühler Flüssigkeit versorgt wird, zum anderen kann das Pumpengleitlager auch als Drosselstelle dienen und somit den gesamten Durchfluß des Kühlkreislaufes regulieren. Es ist von Bedeutung, den Schmier- und Kühlstrom auf das notwendige Maß zu begrenzen, da eine kleinere Flüssigkeitsmenge besser und tiefer herunterkühlbar ist als eine entsprechend größere.

Um eine noch bessere Kühlung des zur Gleitringdichtung hin­ strömenden Mediums zu erreichen, lassen sich in weiterer Aus­ führung des Erfindungsgedankens in dem zur Dichtung hin führen­ den Kanal Leit-, Umlenk- oder Drallrippen anordnen. Dadurch wird die Verweilzeit der Schmier- und Kühlflüssigkeit in dem Kanal erhöht und somit eine intensivere Kühlung erreicht.

Weiter wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, kurz hinter der Entnahmestelle der Flüssigkeit für den Schmier- und Kühlkreis­ lauf der Wellenabdichtung eine Drosselstelle anzuordnen, um dadurch den Spül- und Kühlstrom zur Wellenabdichtung hin zu regulieren. Das ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine sol­ che Regulierung des Schmier- und Kühlstroms auf andere Art wie z. B. durch Bemessung des Lagerspaltes eines nachgeschalteten Gleitlagers nicht möglich ist.

Zur weiteren Intensivierung der Kühlung der zur Wellenabdich­ tung strömenden Flüssigkeit wird in weiterer Ausführung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, auf der Pumpenwelle ein Lüfterrad anzuordnen, daß einen kühlenden Luftstrom über das Wellenabdichtungsgehäuse leitet und somit hier die Wärmeabfuhr vom Dichtungsgehäuse verstärkt.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, in weiterer Ausführung des zuletzt genannten Gedankens auf dem Wellenab­ dichtungsgehäuse der Pumpe Kühlrippen anzuordnen, um die wär­ meabgebende Oberfläche in an sich bekannter Weise zu vergrö­ ßern.

Anhand der beigefügten Zeichnungen sei die Erfindung bei­ spielsweise erläutert.

Die Figur zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Pumpe und die Anordnung der Gleitringdichtungen.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt gemäß Schnittlinie C-C in Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 befindet sich auf der Pumpenwelle 1 das Laufrad 2. Das die Pumpenspirale enthaltende Gehäuseteil 3 bildet die äußere Begrenzung für einen Raum 4, der seitlich des Flügelrades 2 angeordnet ist. Die innere Be­ grenzung dieses Raumes 4 ist gegeben durch den Pumpenab­ schlußgehäusedeckel 5. Im Deckel 5 an der Außenwand führt eine Bohrung 6 aus dem Raum 4 Flüssigkeit in den Ringkanal 21 der von der Innenkontur des Wellenabdichtungsgehäuses und der Außenkontur eines zylindrischen Gehäuseeinsatzes 20 ge­ bildet wird. Der Ringkanal 21 führt zum Raum 8, in dem die Gleitringdichtung 9 angeordnet ist. Das Wellenabdich­ tungsgehäuse ist in dem dargestellten Beispiel direkt an den Pumpenabschlußgehäusedeckel 5 angegossen und Teil desselben. Abschluß des Wellenabdichtungsgehäuses bildet der Deckel 10, in dem in üblicher Form der Gegenring 11 der Gleitringdichtung gelagert ist. Der Raum 8 um die Gleitringdichtung 9 herum ist als erweiterter Verweilraum für die Flüssigkeit entsprechend groß ausgeführt. Aus dem Raum 8 strömt die Flüssigkeit dann durch das Wellengleitlager 17 in den Raum hinter dem Laufrad 2 zurück und weiter durch die Ausgleichsbohrungen 13 des Laufrades 2 wieder in den Förderstrom der Pumpe hinein. Während der Zeit, da die zur Gleitringdichtung strömende Flüs­ sigkeit durch die Bohrung 6 und auch durch den Ringkanal 21 strömt, wird sie heruntergekühlt, so daß sie an der Gleit­ ringdichtung 9 bzw. in dem um diese herum angeordne­ ten Raum 8 entsprechend niedriger temperiert ankommt, als sie aus dem Raum 4 hinausströmt.

Um eine möglichst lange Verweilzeit der abgezweigten Flüs­ sigkeit im Kanal 6 und im daran anschließen­ den Ringkanal 21 zu erreichen, kann die Flüssigkeit durch eine Drosselstelle 14 im Kanal 6 gebremst werden.

Während des Hinströ­ mens zur Gleitringdichtung 9 wird die Flüssigkeit durch lang­ sames Fließen in der Zuführungsleitung 6 und im Ringkanal 21 entsprechend weit heruntergekühlt, kühlt und schmiert dann die Gleitringdichtung 9 und im Anschluß daran noch das Gleitlager 17, wobei sie natürlich zu­ sätzlich auch einen entsprechenden Schmier­ film aufbaut. Zwischen der Zuführungsleitung 6 für die Flüssigkeit zur Gleitringdichtung und dem Pumpenraum um das Laufrad 2 herum kann eine nicht dargestellte Wärmesperre angeordnet sein. Der Raum 8 um die Gleitringdichtung herum ist reichlich bemessen, so daß immer ein größerer Vorrat an heruntergekühlter Flüssigkeit für die Gleitringdichtung zur Verfügung steht. Zusätzlich können noch Kühl­ rippen 19 am Wellenabdichtungsgehäuse außen angeordnet sein, die für eine besonders intensive Kühlung der zur Gleitring­ dichtung strömenden Flüssigkeit sorgen. Nicht dargestellt ist in den hier gezeichneten Figuren der zusätzliche Lüfter auf der Pumpen- oder Motorwelle, der die Luft direkt auf das Wel­ lenabdichtungsgehäuse und den Pumpengehäusedeckel strömen läßt.

Weiterhin nicht dargestellt sind die in der Beschreibung und den Ansprüchen erwähnten Leit-, Umlenk- oder Drallrippen, die in dem Ringkanal 21 vorgesehen sein können, um hier eine mög­ lichst lange Verweilzeit der Flüssigkeit zu erreichen und so­ mit die Kühlung noch zu verbessern.

Claims (8)

1. Kreiselpumpe zur Förderung heißer Medien mit mindestens einer Gleitringdichtung als Wellenabdichtung am Wellenaus­ tritt durch das Pumpengehäuse nach außen und mit einem vom Fördermedium abgezweigten pumpeninternen Flüssigkeits­ kreislauf zur Schmierung und Kühlung der Wellenabdichtung, wobei das für den inneren Schmier- und Kühlflüssigkeits­ kreislauf verwendete Medium über einen im Wellenabdich­ tungsgehäuse angeordneten Kanal der Wellenabdichtung zuge­ führt und über einen davon getrennt verlaufenden Kanal dem Förderraum der Pumpe wieder zugeführt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanal für die Zuführung der Schmier- und Kühlflüssigkeit zur Wellenabdichtung als unter dem Au­ ßenmantel des Wellenabdichtungsgehäuses angeordneter Ring­ kanal (21) ausgeführt ist.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Schmier- und Kühlkreislauf verwendete Medium einem Seitenraum (4) der Kreiselpumpenspirale entnommen und über eine im Pumpengehäuse vorgesehene Bohrung (6) zum außen am Wellenabdichtungsgehäuse angeordneten Ringkanal (21) geführt ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das von der Gleitringdichtung (9) in die Pumpe zurückströmende Medium des Schmier- und Kühlkreislaufes durch ein Wellengleitlager (17) in den Pumpenförderraum zurückgeführt ist.

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Ringkanal (21) Leit-, Umlenk- oder Drallrippen angeordnet sind.

5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß kurz hinter der Entnahmestelle der Schmier- und Kühlflüssigkeit eine Drossel (14) angeordnet ist.

6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Pumpenwelle ein Lüfterrad ange­ ordnet ist.

7. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf dem Wellenabdichtungsgehäuse der Pumpe Kühlrippen (19) angeordnet sind.

8. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß um die Wellenabdichtung herum für die Schmier- und Kühlflüssigkeit ein erweiterter Verweilraum (8) angeordnet ist.