DE3724276A1 - Vorrichtung zur verhinderung von leckagen an einem eine abgedichtete fluidkammer aufweisenden bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung von Leckagen an einem eine abgedichtete Fluidkammer auf­ weisenden Bauteil, insbesondere einem solchen Bauteil, bei dem ein bewegliches Teil wie eine rotierende Welle eine Wand der Fluidkammer durchsetzt und mittels einer Dichtung gegenüber der Fluidkammer abgedichtet ist, wie es insbe­ sondere bei Pumpen und Rotor-Speiseköpfen bzw. Dichtungs­ köpfen für die Zu- oder Abführung eines Fluids wie Schmier­ mittel oder Wärmeträgeröl an einem rotierenden Bauteil der Fall ist.

Mit einer Leckage an einem vorbeschriebenen Bauteil ist nicht nur nach einer längeren Betriebszeit zu rechnen, sondern aufgrund von Material- oder Einbaufehlern eigent­ lich immer, d.h. auch unmittelbar nach der Erstellung einer das Bauteil enthaltenden Einrichtung. In jedem Falle führt der Austritt von Leckage zu einer Beeinträchtigung der Umgebung des Bauteils, nämlich zu einer Verschmutzung. Beim Einsatz von umweltunverträglichen Fluiden führt eine Leckage außerdem zu einer Umweltverschmutzung. Außer­ dem kann sie je nach Art des eingesetzten Fluides zu Brand-, Explosions- und Personenschäden insbesondere dann führen, wenn ein heißes Fluid benutzt wird, wie es bei der Verwendung von Heißöl in Wärmeübertragungsanlagen der Fall ist. Eine solche Wärmeübertragungsanlage mit einem Bauteil in Form einer Pumpe ist in der DE-PS 27 21 221 beschrieben und dargestellt. Bei dieser bekannten Anlage kann es im Falle des Austritts von Leckage am Bauteil zu den vorgenann­ ten Beeinträchtigungen bzw. Schäden kommen.

Eine Verhütung solcher Schäden wäre dadurch möglich, daß eine die Anlage aufnehmende Auffangwanne für Leckage er­ stellt wird, deren Volumen entsprechend dem Umlaufvolumen des in der Anlage geförderten Fluids entsprechen müßte. Hierdurch wäre es zwar möglich, die Leckage aufzufangen, wodurch eine Umweltschädigung verhindert werden würde, jedoch sind bei einer solchen Ausgestaltung Beeinträchti­ gungen bzw. Schäden in Form von Verschmutzung zumindest der Anlage und Geruchsbelästigung nicht vermieden. Außerdem besteht die Gefahr von Personenschäden insbesondere dann, wenn heiße Leckage unter einem verhältnismäßig hohen Druck austreten kann. Der Dichtungsschaden am Bauteil würde sich auch erst dann bemerkbar machen, wenn das Heißöl sich in der Auffangwanne zeigt.

Die Erfindung, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst in Ausräumung der vorgenannten Nachteile die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestal­ ten, daß es bei einem Austritt von Leckage aus dem Bauteil zu keiner Beeinträchtigung bzw. Schädigung der Umgebung des Bauteils kommt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesent­ lichen darin zu sehen, daß eine Leckage mit einfachen und kostengünstig herstellbaren Mitteln unmittelbar erfaßt und angezeigt wird, bevor ein Austritt in die Umgebung erfolgt, der zu den vorbeschriebenen Nachteilen führt. Deshalb können bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung diese Nach­ teile auch nicht eintreten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich nicht nur bei der Neuerstellung des Bauteils bzw. der das Bauteil ent­ haltenden Anlage in einfacher Weise anordnen, sondern sie läßt sich auch bei einem in eine ältere Anlage integrierten Bauteil in einfacher Weise nachrüsten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß aufgrund der Anzeige des Austritts von Leckage ein Austritt in großer Menge verhindert wird und deshalb weitere Schäden am Bauteil bzw. an der das Bauteil enthaltenden Anlage vermieden werden, die z.B. darin beste­ hen können, daß aufgrund des Betriebs bei einem Verlust des Fluids in großer Menge Betriebsstörungen auftreten können, wenn keine den Verlust des Fluids überwachende und anzeigende Einrichtung vorgesehen ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausge­ staltung ist eine solche zusätzliche Einrichtung nicht er­ forderlich, da sich schon ein geringer Verlust an Fluid an­ zeigen läßt.

Es ist möglich, die erfindungsgemäße Aufnahmekammer, für die es nur eines verhältnismäßig kleinen Volumens bedarf, gemäß Anspruch 2 durch eine Rohrleitung bzw. ein Rohr zu bilden, die bzw. das in einfacher Weise, z.B. mittels eines Flansches oder Schraub- bzw. Steck-Verbindungsarmaturen am Bauteil befestigt werden kann. Hierdurch wird eine weitere Vereinfachung erreicht, die sich kostengünstig herstellen läßt.

Es ist dabei auch möglich, die Aufnahmekammer unmittelbar am Bauteil oder in einem Abstand vom Bauteil anzuordnen, z.B. an einer Stelle, wo ein zugänglicher Platz vorhanden ist (Anspruch 3). Insbesondere eine solche Ausgestaltung ermöglicht es auch, nur eine Aufnahmekammer für mehrere Bauteile zu benutzen, wozu die Aufnahmekammer durch Rohr­ leitungen mit den entsprechenden Bauteilen zu verbinden ist.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 empfiehlt sich in solchen Fällen, in denen eine Anschlußmöglichkeit am Bauteil nicht vorgegeben ist. Die in den Ansprüchen 6 und 7 enthaltenen Merkmale vereinfachen und erleichtern die Anordnung bzw. Mon­ tage.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 8 werden die eingangs angeführten Beeinträchtigungen bzw. Schäden auch in dem Fall vermieden, in dem die Anzeige des Vorhandenseins einer Leckage nicht wahrgenommen werden würde. Es empfiehlt sich in einem solchen Fall, das Volumen des Behälters entsprechend dem Volumen des vorhandenen Fluids so zu bemessen, damit selbst dann die Beeinträchtigungen bzw. Schäden nicht eintre­ ten, wenn die gesamte Menge des Fluids aus dem Bauteil aus­ treten sollte. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung be­ steht darin, daß eine automatische Entlüftung des Dichtungs­ raumes erreicht wird. Hierdurch werden z.B. durch Wärme und daraus resultierendem Überdruck hervorgerufene Dichtungs­ schäden vermieden.

Ein solcher Behälter ist bei einer Wärmeübertragungsanlage ohne Schutzgasüberlagerung in dem Fall nicht erforderlich, in dem ein z.B. Vorratsbehälter schon vorhanden ist. Beim Vorhandensein von Schutzgasüberlagerung ist ein mit der Aufnahmekammer verbundener Behälter zu empfehlen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer verein­ fachten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläu­ tert. In der Zeichnung ist schematisch eine allgemein mit 1 bezeichnete Wärmeübertragungsanlage dargestellt, in welcher Heißöl mittels einer Pumpe 2 im Kreislauf gefördert wird.

In dem durch eine Rohrleitung gebildeten, allgemein mit 3 bezeichneten Kreislauf, dessen Strömungsrichtung mit dem Pfeil 4 verdeutlicht ist, ist die Pumpe 2, ein Erhitzer 5 für im Kreislauf strömendes Öl und ein Wärmeverbraucher 6 angeordnet. Von dem mit 7 bezeichneten Zuführungsleitungs­ abschnitt des Kreislaufs 3 zweigen in Strömungsrichtung 4 vor der Pumpe 2 zwei Zweigleitungen 8, 9 zu einem Vorrats­ behälter 11 mit einem Einführ- und Entleerungsstutzen 12 und einer Entgasungsöffnung 13 ab. Von einer einerseits zwischen dem Wärmeverbraucher 6 und dem Erhitzer 5 und andererseits zwischen dem Wärmeverbraucher 6 und der Pumpe 2 an den Kreislauf 3 anschließenden Parallelleitung 14 führt ein Leitungsabschnitt 15 in den oberen Bereich des Vorrats­ behälters 11, d.h. unterhalb der Entgasungsöffnung 13, wobei der sich im Vorratsbehälter 11 erstreckende Bereich des Leitungsabschnittes 15 zwecks Entgasung des darin befindlichen Heißöls perforiert ist. Mit 16 sind wahlweise sperrbare Ventile bezeichnet.

Bei der Pumpe 2 handelt es sich um eine solche mit einer andeutungsweise dargestellten rotierenden Welle 10, die gegenüber dem Heißöl enthaltenden Gehäusehohlraum der Pumpe 2 durch eine nicht dargestellte Wellendichtung abge­ dichtet ist. Im Bereich dieser Wellendichtung ergibt sich bei einem Defekt der Wellendichtung eine undichte Stelle, durch die Heißöl austritt. Diese Stelle ist durch eine sie umgeben­ de Rohrleitung 17 abgedeckt, die vorzugsweise mittels eines Flansches am Gehäuse der Pumpe 2 befestigt und abgedich­ tet ist. Die Rohrleitung 17 erstreckt sich zu einer Aufnah­ mekammer 18 für Leckage, deren Gehäuse mit der Rohrleitung 17 verbunden ist. In der Aufnahmekammer 18 ist ein andeu­ tungsweise dargestelltes Überwachungsinstrument 19, wie ein Niveau- oder Druckschalter, angeordnet, das beim Vorhanden­ sein von Leckage in der Aufnahmekammer 18 die Signalisierung durch ein z.B. optisches oder akustisches Anzeigeinstrument 21 einleitet, mit dem das Überwachungsinstrument über eine Signalleitung verbunden ist. Außerdem ist die Aufnahmekammer 18 durch eine weitere Rohrleitung 22 mit dem Vorratsbehälter 11 verbunden.

Bei einem Defekt der Dichtung zwischen dem Gehäuseraum der Pumpe 2 und der Welle 10 gelangt Heißöl durch die Rohrlei­ tung 17 in die Aufnahmekammer 18. Das Vorhandensein des Heißöls wird hier durch das Überwachungsinstrument 19 er­ mittelt, und es wird die Anzeige des Defektes ausgelöst, so daß der Defekt von der zuständigen Bedienungsperson unverzüglich erkannt werden kann. Sofern die undichte Stelle recht groß ist und deshalb eine verhältnismäßig große Leckage anfällt, oder wenn die Anzeige nicht sofort bemerkt wird, strömt die Leckage durch die Rohrleitung 22 in den Vorratsbehälter 11. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird gegenüber bekannten Ausgestaltungen, bei denen die Leckage in die freie Umgebung austritt, nicht nur eine Verschmut­ zung und Geruchsbelästigung der Umgebung, sondern auch beim Vorhandensein von Heißöl eine Brand- und Explosions­ gefahr vermieden. Außerdem wird der Dichtungsdefekt unver­ züglich angezeigt. Es ist im Rahmen der Erfindung auch von Vorteil, eine Signalverbindung zwischen dem Überwachungs­ instrument 19 und einem nicht dargestellten Ausschalter für die Pumpe 2 bzw. für die gesamte Wärmeübertragungsanlage 1 vorzusehen. Diese Einrichtung kann auch mit einem Zeit­ geber gekoppelt sein, mittels dessen sich die Zeit zwischen der Erkennung des Vorhandenseins der Leckage und die Abschal­ tung der Pumpe 2 bzw. der Wärmeübertragungsanlage 1 vorgeben läßt. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die Ab­ schaltung bei Erkennung des Vorhandenseins der Leckage durch das Überwachungsinstrument 19 oder nach einer bestimmten Zeit nach der Erkennung erfolgt, z.B. als Sicherung für den Fall, daß die Anzeige nicht bemerkt werden sollte.

Für den Fall, daß der Wärmeübertragungsanlage 1 oder einem sonstigen Förderkreislauf kein Vorratsbehälter 11 zugeord­ net ist, ist ein besonderer Behälter 23 vorzusehen, in den eine von der Aufnahmekammer 18 ausgehende Rohrleitung 24 mündet, was strichpunktiert dargestellt ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Aufnahme­ kammer 18 unmittelbar außenseitig der Dichtung am Gehäuse der Pumpe 2 anzuschließen.

Bei Pumpen oder im Hinblick auf eine mögliche Leckage ver­ gleichbaren Bauteilen ist es schon bekannt, die Dichtung außenseitig zu kammern, das heißt, außenseitig der Dichtung eine weitere Gehäusekammer z.B. für Schmieröl, vorzusehen, die durch eine Entlüftungsschraube verschlossen ist. Bei einer solchen Ausgestaltung wird die Rohrleitung 17 an das vorhandene Loch für die Entlüftungsschraube angeschlossen.

Für den Anschluß der Rohrleitungen 17, 22, 24, die wenigstens abschnittweise Schläuche sein können, werden vorzugsweise Schnellschluß-Verbindungsarmaturen wie Steck-Verbindungs­ armaturen eingesetzt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Verhinderung von Leckagen an einem eine abgedichtete Fluidkammer aufweisenden Bauteil, insbesondere einem solchen Bauteil, bei dem ein bewegliches Teil wie eine rotierende Welle eine Wand der Fluidkammer durchsetzt und mittels einer Dichtung gegenüber der Fluidkammer abgedichtet ist, wie es insbesondere bei einer Pumpe der Fall ist, gekennzeichnet durch eine dem Bauteil (2) außenseitig der Dichtung zugeordnete zusätzliche Aufnahmekammer (18) für Leckage, der ein Überwa­ chungsinstrument (19) für das Vorhandensein von Leckage zuge­ ordnet ist, das durch eine Signalleitung mit einem Anzeigein­ strument (21) zwecks Auslösung eines Anzeigesignals bei Vor­ handensein von Leckage verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (2) außenseitig der Dichtung einen weiteren Gehäuseraum z.B. zur Aufnahme von Schmieröl aufweist und die Aufnahmekammer (18) durch eine Rohrleitung (17) gebildet ist, die mit dem weiteren Gehäuseraum verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil außenseitig der Dichtung einen weiteren Gehäuseraum z.B. zur Aufnahme von Schmieröl aufweist und die Aufnahmekammer (18) in einem Abstand vom Bauteil (2) angeordnet sowie durch eine Rohrleitung (17) mit dem wei­ teren Gehäuseraum verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (17) mit dem oberen Bereich des weiteren Gehäuseraums verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine trichter- oder wannenförmige Aufnahmeschale zur Anordnung unterhalb des Bauteils (2) vorgesehen ist, die die Aufnahmekammer bildet oder durch die Rohrleitung (17) mit der Aufnahmekammer (18) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abschnitt der Rohrleitung (17), vorzugs­ weise der dem Bauteil (2) zugewandte Endabschnitt, eine Schlauchleitung ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohr- oder Schlauchleitung (17) mittels einer Steck- Verbindungsarmatur mit dem weiteren Gehäuseraum oder mit der Aufnahmeschale verbindbar ist, und daß vorzugsweise wenig­ stens das dem weiteren Gehäuseraum oder der Aufnahmeschale zugewandte Armaturteil im offenen Zustand automatisch ge­ schlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (18) durch eine weitere Rohrleitung (22) mit einem Behälter (11, 23) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsinstrument (19) mit einem Schalter verbunden ist zwecks Aus- bzw. Abschaltung des Bauteils (2) oder der das Bauteil (2) enthaltenden Anlage (1) gegebenenfalls nach einer bestimmten Zeitdauer.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung für eine Wärmeüber­ tragungsanlage (1), in der Heißöl durch eine Pumpe (2) zu einem Erhitzer (5) und einem Wärmeverbraucher (6) im Kreislauf (3) gefördert wird, insbesondere für eine Wärme­ übertragungsanlage mit Schutzgasüberlagerung z.B. in einem Behälter wie einem Vorratsbehälter oder Ausdehnungsgefäß.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung für sogenannte Rotor-Spei­ seköpfe bzw. Dichtungsköpfe wie von Walzen- bzw. Schnecken­ beheizungsvorrichtungen.