DE4126504A1

DE4126504A1 - Centrifugal pump with sliding ring seal - has annular skirt overlapping sealing gap

Info

Publication number: DE4126504A1
Application number: DE19914126504
Authority: DE
Inventors: Horst-Guenter Noack
Original assignee: DUECHTING PUMPEN MASCHF GmbH
Current assignee: DUECHTING PUMPEN MASCHF GmbH
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1993-02-11

Abstract

A sliding ring (2) is mounted to the hub (8) of a pump rotor (6) and runs counter to a fixed ring (4) to form a radial sealing gap (3). The rotor (6) has vent drillings (26) in the area of the hub (8) and these connect the pressure side (rear) of the rotor with its suction side. The rotor (6) has an annular skirt (25) which projects axially as far as the sealing gap (3), and, preferably, overlaps it. There is an annular clearance (24) between the inside of the skirt (25) and the outside of the sliding ring (2). The ends of the drillings (26) at the delivery side connect the base fo the annular clearance (24) with the rotor inlet side. USE - Prevents air bubbles and tiny solid particles from collecting round the rotor hub.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer Gleitringdichtung und mit Ent lüftungsbohrungen im Laufrad gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.The invention relates to a centrifugal pump with a mechanical seal and with Ent ventilation holes in the impeller according to generic features of the generic term of claim 1.

Die vorgenannten Entlüftungsbohrungen waren ursprünglich allein in der Funktion als Entlastungsbohrungen gedacht, durch die Fördermedium von der Druckseite zur Saugseite des Pumpenlaufrades strömen konnte, um so den Axialschub des Laufzeuges auf die Lager zu verringern. Jedoch wurde ihnen in den letzten Jahren bei ansonsten gleichbleibender konstruktiver Ausgestaltung auch eine zusätzliche Entlüftungsfunktion zugeordnet, da sie mit ihrer Anordnung in der Nähe der Laufradnabe auch dazu dienen konnten, einen Teil der dort am kleinsten Durchmesser der Laufradnabe sich im Förder medium ansammelnden kleinen Luftblasen zu ent lüften.The aforementioned ventilation holes were originally only in the function as Relief wells thought through Pumped medium from the pressure side to the suction side of the pump impeller could flow, so the axial thrust of the running gear onto the bearings to reduce. However, in the otherwise the same for the last few years constructive design also an additional Venting function associated with it Arrangement near the impeller hub also for this could serve some of the smallest there Diameter of the impeller hub in the conveyor ent to collect small air bubbles ventilate.

Diese Ansammlungen von kleinen Luftblasen sind auch durchmischt mit kleineren, leichteren Feststoffteilchen des Fördermediums, die im Betrieb der Pumpe aufgrund der bekannten Strömungs verhältnisse auf der Rückseite des Laufrades nicht mit nach außen zentrifugiert werden, sondern sich bevorzugt am kleinsten Durchmesser der Laufradnabe ansammeln, wo sie letztendlich bei einer genügend großen Anhäufung von kleineren Luftblasen und kleineren Feststoffteilchen einen weitgehend stabilen Gemischring um die Laufrad nabe bilden.These are accumulations of tiny air bubbles also mixed with smaller, lighter ones Solid particles of the medium, which in Operation of the pump due to the known flow conditions on the back of the impeller not be centrifuged with the outside, but prefers the smallest diameter of the Accumulate the impeller hub where it ends up at a sufficiently large cluster of smaller ones Air bubbles and smaller solid particles largely stable mixture ring around the impeller form hub.

Diese Gemischringbildung ist höchst störend, da gerade in dem Bereich des kleinsten Durch messers der Laufradnabe üblicherweise die Gleit ringdichtung für den Wellendurchtritt durch das Pumpengehäuse angeordnet ist. Der weitgehend stabile Gemischring um die Laufradnabe ver hindert einerseits, daß genügend Fördermedium an den Dichtungsspalt der Gleitringdichtung her angeführt und durch diesen zum Zwecke der Kühlung und der Schmierung hindurchströmen kann. Andererseits besteht die Gefahr, daß aus dem Gemischring kleine Luftblasen und kleinere Feststoffteilchen in den Dichtungs spalt gelangen können, wodurch die Gleitring dichtung durch Trockenlauf oder erhöhte Abrasion vorzeitig zerstört wird.This mixture ring formation is extremely disruptive, because just in the area of the smallest through knife of the impeller hub usually the sliding ring seal for the shaft passage through the Pump housing is arranged. The largely stable mixture ring around the impeller hub prevents on the one hand that there is sufficient fluid to the seal gap of the mechanical seal cited and by this for the purpose of Flow cooling and lubrication through can. On the other hand, there is a risk that small air bubbles from the mixture ring and smaller solid particles in the seal gap can reach, causing the slide ring sealing by dry running or increased Abrasion is destroyed prematurely.

Die Gemischringbildung wird durch das Ent lüften der Rückseite des Laufrades mittels der vorgenannten Entlastung-/Entlüftungs bohrungen im Laufrad nur ungenügend gehemmt, da diese hinsichtlich ihrer Anzahl und der Größe der Strömungsquerschnitte in Grenzen gehalten werden müssen, die durch den Gesamt wirkungsgrad der Kreiselpumpe bedingt sind.The mixture ring formation is caused by the ent ventilate the rear of the impeller with the aforementioned discharge / venting holes in the impeller are insufficiently inhibited, since these in terms of their number and Limits of flow cross-sections must be kept by the total efficiency of the centrifugal pump.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine spezielle Konstruktion für eine Kreiselpumpe dieser Art mit Gleitringdichtung vorzuschlagen, die die Nachteile der Gemischringbildung weitgehend beseitigt.The object of the invention is a special Construction for a centrifugal pump of this kind propose with mechanical seal that the Disadvantages of the mixture ring formation largely eliminated.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ge nannten Merkmale.This task is solved by the in the kenn drawing part of claim 1 ge mentioned characteristics.

Der neu vorgeschlagene Ringspalt im Bereich des Dichtungsspaltes der Gleitringdichtung wird in Kombination mit der neuen Positionierung der Entlüftungsbohrungen zu einem von der Anmelderin so bezeichneten "Freispülspalt".The newly proposed annular gap in the area of Sealing gap of the mechanical seal is in Combination with the new positioning of the Vent holes to one by the applicant so called "flushing gap".

In der Tat haben Versuche der Anmelderin ge zeigt, daß die jetzt ausschließlich über den Freispülspalt laufende Zwangsströmung von der Druckseite zur Saugseite des Laufrades eine so erhebliche Verbesserung der Wirkung der Entlüftungsbohrungen unmittelbar benachbart zum Dichtungsspalt der Gleitringdichtung bringt, daß dort der sich immer wieder bildende Gemischring praktisch permanent und vollständig abgesaugt wird, ohne daß zu diesem Zweck eine Vergrößerung der Anzahl und der Durchmesser der Entlastungs/Entlüftungsbohrungen und damit eine Verschlechterung des Gesamtwirkungsgrades der Kreiselpumpe in Kauf genommen werden muß.In fact, attempts by the applicant have been successful shows that the now only through the Free-flow gap current flow from the Pressure side to the suction side of the impeller one so significant improvement in the impact of Vent holes immediately adjacent to the seal gap of the mechanical seal means that there is always the forming Mixture ring practically permanent and complete is suctioned off without a Increase in the number and diameter of the Relief / vent holes and thus one Deterioration in the overall efficiency of the Centrifugal pump must be accepted.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht nach Anspruch 2 vor, daß der Freispülspalt in axialer Richtung den Dichtungs spalt der Gleitringdichtung übergreift.A particularly advantageous embodiment of the Invention provides according to claim 2 that the Wash gap in the axial direction of the seal gap overlaps the mechanical seal.

Durch die Zwangsströmung im Freispülspalt wird unmittelbar vor dem Dichtungsspalt der Gleit ringdichtung nicht nur die Gemischringbildung verhindert, sondern es wird auch ständig frisches, d. h. noch nicht entmischtes Förder medium an den Dichtungsspalt herangeführt. Da mit ist die Wahrscheinlichkeit, daß spalt gängige kleine Luftblasen oder spaltgängige kleinere Feststoffteilchen des Fördermediums in den Dichtungsspalt der Gleitringdichtung ge langen können, auf ein Minimum reduziert. Die Lebensdauer der Gleitringdichtung ist dadurch erheblich verbessert.Due to the forced flow in the flushing gap immediately in front of the sealing gap of the sliding ring seal not only the mixture ring formation prevented, but it is also constantly fresh, d. H. funding not yet segregated medium brought up to the sealing gap. There is the probability that gap common small air bubbles or gap-like smaller solid particles in the medium into the seal gap of the mechanical seal long, reduced to a minimum. The The lifespan of the mechanical seal is thereby significantly improved.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the Invention described with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 Im Querschnitt und im Teilaus schnitt die Laufradlagerung mit Gleitringdichtung und Freispül spalt nach der Lehre der Er findung. Fig. 1 In cross section and in the Teilaus cut the impeller bearing with mechanical seal and flushing gap according to the teaching of the invention.

Dargestellt ist im Teilausschnitt eine rotations symmetrische Hälfte einer axial wirkenden Gleit ringdichtung. Diese besteht aus dem rotierenden Gleitring 2, der unter Bildung des radialen Dichtungsspaltes 3 gegen einen stationär ge haltenen Gegenring 4 läuft.The partial section shows a rotationally symmetrical half of an axially acting mechanical seal. This consists of the rotating slide ring 2 , which runs to form a radial sealing gap 3 against a stationary counter ring 4 , forming the radial sealing gap 3 .

Der Gleitring 2 ist mittels des Runddichtringes 5 gegen das Laufrad 6 und mittels des Runddicht ringes 7 gegen eine auf der Laufradnabe 8 sitzende Abstandshülse 9 abgedichtet, wobei die Abstands hülse mit Hilfe eines Druckringes 10 den Gleit ring 2 festsetzt, so daß dieser mit der Welle 11 rotiert.The sliding ring 2 is sealed by means of the O-ring 5 against the impeller 6 and by means of the O-ring 7 against a spacer sleeve 9 seated on the impeller hub 8 , the spacer sleeve using a pressure ring 10 fixing the sliding ring 2 so that it is attached to the shaft 11 rotates.

Der Gegenring 4 ist in dem Dichtungsdeckel 12 etwa in der Mitte seiner axialen Länge mit nur einem Runddichtring 13 elastisch gelagert, so daß er nicht nur axiale, sondern um den Rund dichtring 13 auch leichte radiale Versatzbe wegungen ausführen kann.The counter ring 4 is elastically supported in the sealing cover 12 approximately in the middle of its axial length with only one O-ring 13 , so that it can perform not only axial but also around the O-ring 13 slight radial Versatzbe movements.

Der Dichtungsdeckel ist zwischen der Gehäuse außenwand 14 und einer inneren Schleißwand 15 fixiert und dient als Basis für einen Feder teller 16, der mittels mehreren, in den Dichtungs deckel eingeschraubten Stiftschrauben 17 und den Sechskantmuttern 18 sowohl axial als auch in seiner radialen Ausrichtung zur Wellenachse 19 eingestellt werden kann.The sealing cover is fixed between the housing outer wall 14 and an inner wear wall 15 and serves as the base for a spring plate 16 , which by means of several, screwed into the sealing cover stud bolts 17 and the hex nuts 18 both axially and in its radial alignment with the shaft axis 19 can be adjusted.

Die Einstellung des Federtellers 16 bewirkt über mehrere am Umfang verteilt angeordnete Federn 20 eine Einstellung des Halteringes 21, an dem der Gegenring 4 der Gleitringdichtung befestigt ist. Bei der Erstmontage der Gleit ringdichtung und/oder bei einem Verschleiß der Gleitringdichtung kann der Dichtungsspalt 3 auf einfache Weise von außen durch Nachstellen der Sechskantmuttern 18 einjustiert werden, in dem der Federteller 16 mit der Stirnfläche der axial vorgezogenen Innenwand 22 des Halte ringes 21 bündig eingestellt wird, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.The setting of the spring plate 16 brings about a setting of the retaining ring 21 , to which the counter ring 4 of the mechanical seal is fastened, by means of a plurality of springs 20 arranged distributed around the circumference. During the initial assembly of the mechanical seal and / or if the mechanical seal wears, the sealing gap 3 can be adjusted in a simple manner from the outside by adjusting the hexagon nuts 18 , in which the spring plate 16 is set flush with the end face of the axially advanced inner wall 22 of the retaining ring 21 will, as shown in the drawing.

Das beim Betrieb der Pumpe durch den Dichtungsspalt 3 hindurchtretende Fördermedium gelangt in den Ringraum 23 und kann von dortdrucklos nach außen abströmen.The pumped medium which passes through the sealing gap 3 during operation of the pump reaches the annular space 23 and can flow from there without pressure to the outside.

Im Inneren der Pumpe ist nach der Lehre der Er findung vor dem Dichtungsspalt 3 ein Frei spülspalt 24 dadurch gebildet, daß eine kreisringförmige Schürze 25 ausgehend von der Rückseite des Laufrades 6 in axialer Richtung bis über den Dichtungsspalt vorge zogen ist. In diesem Freispülspalt stellt sich beim Betrieb der Pumpe eine Zwangs strömung ein, da mehrere Entlüftungsbohrungen 26 den Boden des Freispülspaltes mit der Saugseite des Laufrades verbinden.Inside the pump, according to the teaching of the invention, a free rinsing gap 24 is formed in front of the sealing gap 3 in that an annular apron 25 is drawn out from the rear of the impeller 6 in the axial direction up to the sealing gap. In this purging gap, a forced flow occurs during operation of the pump, since several vent holes 26 connect the bottom of the purging gap with the suction side of the impeller.

Diese Zwangsströmung unmittelbar vor dem Dichtungsspalt 3 sorgt dafür, daß sich dort an dem kleinsten Durchmesser des rotierenden Laufrades kein unerwünschter Gemischring mit seinen nachteiligen Folgen ausbilden kann, wie dies vorstehend in der Beschreibungseinleitung ausführlich dargelegt ist.This forced flow immediately in front of the sealing gap 3 ensures that no undesirable mixture ring with its disadvantageous consequences can form there on the smallest diameter of the rotating impeller, as is explained in detail above in the introduction to the description.

Claims

1. Centrifugal pump

- with an axial mechanical seal,
- consisting of a slide ring attached to the hub of the rotating pump impeller,
which runs against a stationary counter ring elastically mounted in the housing, forming a radial sealing gap,
- The impeller has so-called vent holes, which are arranged near the wheel hub and which connect the pressure side (rear) of the impeller with the suction side of the impeller, characterized in that the impeller ( 6 ) starting from the rear of the impeller and near the impeller hub ( 8 ) has an annular skirt ( 25 ) which is advanced in the axial direction into the area of the sealing gap ( 3 ),
- That to form an annular gap ( 24 ) around the slide ring ( 2 ) the inside of the apron is arranged at a radial distance from the outside of the slide ring,
- And that the vent holes ( 26 ) in the impeller ( 6 ) are positioned such that their pressure-side ends connect the bottom of the annular gap ( 24 ) with the suction side of the impeller.

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in

- That the annular gap ( 24 ) overlaps the sealing gap ( 3 ) in the axial direction.