-
Wellenspaltdichtung für stopfbüchslose Kreiselpumpen Die Erfindung
betrifft stopfbüchslose Kreiselpumpen, insbesondere solche zur Förderung von Säuren
und Laugen, bei denen auf der Rückseite der Laufradwand Hilfsschaufeln angeordnet
sind, die während des Betriebes den Austritt von Leckflüssigkeit verhindern, und
bei denen ferner für die Abdichtung beim Stillstand innerhalb des Arbeitsraumes
des Laufrades an der Eintrittsstelle der Pumpenwelle in das Pumpengehäuse ein Ringventil
angeordnet ist, dessen Dichtungsflächen beim Inbetriebsetzen der Pumpe durch eine
axiale Verschiebung der Welle mittels Fliehkraftregler oder Schraubenflächenregler
voneinander abgehoben werden.
-
Ein Mangel dieser bekannten Kreiselpumpen besteht darin, daß erhebliche
Mengen Leckflüssigkeit austreten können, wenn bei der Inbetriebsetzung der Pumpe
die axiale Wellenverschiebung schon bei Beginn der Drehung erfolgt, also bevor die
durch das Umlaufen der Hilfsschaufeln erzeugte Betriebsdichtung zur Wirkung gekommen
ist, was erst bei Erreichung einer gewissen Umdrehungszahl erfolgen kann.
-
Desgleichen treten erhebliche Mengen Leckflüssigkeit aus, wenn beim
Stillsetzen der Pumpe die Rückverschiebung der Welle erst beim Aufhören der Drehung
erfolgt, wenn also die durch das Umlaufen der Hilfsschaufeln erzeugte Betriebsdichtung
schon vorher aufgehört hat, wirksam zu sein.
-
Es ist aber auch ungünstig, wenn die Verschiebung der Welle bei der
Inbetriebsetzung erst dann erfolgt, wenn die Umdrehungszahl, bei der die durch das
Umlaufen der Hilfsschaufeln erzeugte Betriebsdichtung wirksam wird, schon erreicht
ist, denn dann schleifen die Ventilflächen vorher so lange aufeinander, und es entsteht
ein sich immer wiederholender Verschleiß an den Dichtungsflächen.
-
Dasselbe tritt ein, wenn beim Stillsetzen der Pumpe die Rückverschiebung
der Welle zwecks Schließens des Ringventils schon erfolgt, wenn die Drehzahl noch
nicht bis auf Null abgesunken ist. Denn dann schleifen die Ventilflächen hinterher
noch so lange aufeinander, und es tritt ebenfalls ein sich immer wiederholender
Verschleiß der Dichtungsflächen ein.
-
Diese Nachteile machen sich besonders bei Pumpen, die oft in und außer
Betrieb gesetzt werden müssen, unangenehm bemerkbar.
Wenn eine solche
Pumpe nach dem Abschalten des Antriebsmotors infolge' der in der Steigleitung befindlichen
Flüssigkeitsä @ säule, die durch die Pumpe hindurch zurück-4" fließt, in umgekehrter
Drehrichtung in Dre=' hung versetzt wird, so stellt sich der weitere= Nachteil ein,
daß das Ringventil wieder geöffnet wird und infolgedessen erhebliche Mengen Leckflüssigkeit
ausfließen. Dies tritt besonders bei Pumpen mit einer axialen Wellenverschiebung
mittels Schraubenflächenregler ein, da bei diesen das Öffnen des Ringventils sofort
bei Beginn der Rückwärtsdrehung erfolgt, wobei die durch das Umlaufen der Hilfsschaufeln
erzeugte Betriebsdichtung meistens gar nicht zur Wirkung kommt, weil die dazu nötige
Drehzahl nicht erreicht wird.
-
Bei Pumpen mit einer axialen Wellenverschiebung mittels Fliehkraftregler
kann es vorkommen, daß die beim Rückwärtslauf erreichte Umdrehungszahl nicht ausreicht,
um die axiale Wellenverschiebung und damit das Öffnen des Ringventils zu verursachen.
Es kann in diesem Fall Leckflüssigkeit nicht austreten. Dafür tritt aber dann ein
Verschleiß an den voneinander nicht abgehobenen Dichtungsflächen ein, was sich ebenfalls
nach einiger Zeit unangenehm bemerkbar macht.
-
Ein weiterer Mangel bei den bekannten Pumpen besteht darin, daß am
Ventilspalt Luft eindringen kann, was bei Fördergütern, die mit Luft nicht in Berührung
kommen dürfen, nicht statthaft ist. Ebenso können durch den Ventilspalt auch schädliche
Säuredämpfe oder Gase austreten, was ebenfalls soweit als möglich verhütet werden
muß.
-
Durch die Wellenspaltdichtung gemäß der Erfindung werden diese Mängel
beseitigt. Gleichzeitig wird die Austrittsstelle der Pumpenwelle aus dem Gehäuse
zusätzlich gegen einen Zulaufdruck von einigen Metern Wassersäule, mit dem bei Pumpen
zum Fördern von Säuren oder Laugen meistens gerechnet werden muß, gedichtet.
-
In der Zeichnung ist eine Pumpe gemäß der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Abb. i zeigt eine Kreiselpumpe mit Fliehkraftregler und der Einrichtung
gemäß der Erfindung.
-
Abb. 2 zeigt die Anordnung eines Schraubenflächenreglers an Stelle
des Fliehkraftreglers.
-
Es ist ersichtlich, daß bei der Pumpe nach der Abb. i die Antriebskupplungshälfte
direkt mit der axial verschiebbaren Welle 4 verbunden ist und der axial unverschiebbare
Wellenteil, d. h. die Wellenhülse 7, indirekt mitgedreht wird.
-
Demgegenüber ist bei der Pumpe nach der Abb. i die Antriebskupplungshälfte
mit dem axial unverschiebbaren Wellenteil, d. h. der Wellenhülse 7, verbunden, und
die axial verschiebbare Welle 4 wird indirekt mitgedreht. :d<:Letzteres ist auch
bei den Pumpen der
| j e411, bei denen der Fliehkraftregler zugleich |
| ss selbsttätige Reibungskupplung ausgebildet |
ist, so daß zuerst die Verschiebung der Welle erfolgt und dann durch die Kupplung
die Pumpenwelle in Umdrehung versetzt wird, während umgekehrt beim Stillsetzen zuerst
die Pumpenwelle stillgesetzt und dann die Welle zurückverschoben wird.
-
Die sämtlichen Abb. i bis 4 zeigen Vorrichtungen zur Einstellung spielfreien
Laufes der Wälzlager, welche so im Pumpensockeldeckel angeordnet sind, daß sie während
des Betriebes zugängig sind. Sie bestehen bei größeren Pumpen aus einer konzentrisch
zur Welle angeordneten Hohlschraube 12 mit Gegenmutter 13. Für kleinere Pumpen
kommt die in der unteren Hälfte der Abb. i und 2 dargestellte einfachere Bauart
mit einem durch Unterlegen von Papierscheiben o. dgl. nachstellbaren Deckel zur
Verwendung.
-
In den Abb. 3 und 4 ist außerdem eine im Pumpensockeldeckel angeordnete
Vorrichtung zur genauen axialen Verstellung und Feststellung der Lager des unverschiebbaren
Wellenteils, d. h. der Wellenhülse 7, während des Betriebes dargestellt, welche
für größere Pumpen in Frage kommt. Diese Vorrichtung besteht in an sich bekannter
Weise aus konzentrisch zur Welle angeordneten Schrauben 21 mit Sicherungsmuttern
22 und Gegenmutter 23 für den Lagerhalter 24.
-
Beim Inbetriebsetzen einer solchen Kreiselpumpe wird bei oder nach
Beginn der Drehung die Welle 4 in axialer Richtung nach links hin (auf der Zeichnung)
verschoben, bis sich die mit der Welle fest verbundene Scheibe 6 an' den Kronenmuttern
16 fest anlegt. Dadurch wird das Ringventil a1, a, an der Eintrittsstelle der Pumpenwelle
in das Gehäuse- geöffnet, so daß ein offener Ventilspalt a entsteht, durch den,
bevor die durch das Umlaufen der Hilfsschaufeln i erzeugte Betriebsdichtung wirksam
wird, Leckflüssigkeit austreten könnte.
-
Gemäß der Erfindung ist nun an der Austrittsstelle der Pumpenwelle
aus dem Gehäuse, spiegelbildlich zu dem innenliegenden nabenartigenVorsprung2, einweiterer,
außenliegender nabenartiger Vorsprung angeordnet, welcher auf seiner Stirnfläche
ebenfalls einen Ventilsitz, und zwar b1 bildet. Diesem Vorsprung gegenüber ist die
Abspritzscheibe5 als Ventilteller b2 ausgebildet. Dadurch entsteht das weitere Ringventil
bl, b. mit dem zunächst offenen Spalt b. Dieses wird beim Inbetriebsetzen der Pumpe
durch die axiale Verschiebung der Welle geschlossen. Während
des
Betriebes schleifen seine beiden Dichtungsflächen ohne oder mit geringer Pressung
aufeinander. Der Ventilteller b2 oder der Ventilsitz bi ist nach Bedarf mit einer
Ausfütterung aus selbstschmierendem Werkstoff versehen. Auf diese Weise wird das
Ausfließen von Leckflüssigkeit soweit wie möglich verhindert.
-
Für den Ventilteller b2 und somit auch für die Welle q. muß ein axial
spielfreies Laufen gewährleistet sein. Dazu sind an den Wälzlagern des axial unverschiebbaren
Wellenteils, d. h. der Wellenhülse 7, die Einstellvorrichtungen 12, 13 angeordnet,
mittels deren auch während des Betriebs der Pumpe ein axial spielfreies Laufen der
Wälzlager einstellbar ist.
-
Die Art der Wälzlager ist dabei gleichgültig. Es können alle geeigneten
Wälzlager benutzt werden. In der Zeichnung ist beispielsweise ein Radiaxlager io
und ein Längslager i i angeordnet, wobei das Radiaxlager io gegebenenfalls die Querbelastung
und den axialen Zug der Saugwirkung nach dem Saugstutzen zu aufnimmt, andererseits
das Längslager i i. den etwa auftretenden Zulauf-und den Umlenkungsdruck nach der
entgegengesetzten Seite aufzunehmen hat.
-
Die axiale Verschiebung der Welle q. nach links zwecks Öffnung des
Ringventils a1, a2 bzw. Schließung des Ringventils b1, b2 muß genau begrenzt sein,
was mittels der auf den Schraubenbolzen 15 sitzenden einstellbaren Kronenmuttern
16 erfolgt. In der durch die Einstellung dieser Kronenmuttern begrenzten Lage wird
die Pumpenwelle durch den Fliehkraftregler oder den Schraubenflächenregler während
des Betriebes der Pumpe dauernd gehalten. Dadurch ist das richtige Laufen der beiden
Dichtungsflächen b1 und b2 ohne gegenseitige unzulässige Pressung gewährleistet.
-
Da die einstellbaren Kronenmuttern 16 während des Betriebes nicht
zugänglich sind, ist noch eine Vorrichtung vorgesehen, mit der eine Verstellung
und Feststellung der Lage der Kronenmuttern 16 relativ zum Pumpengehäuse auch während
des Betriebes möglich wird. Dazu dient die Einstellvorrichtung 2i bis 24., mittels
deren der unverschiebbare Wellenteil, d. h. die Wellenhülse 7 und die mit dieser
fest verbundenen Schraubenbolzen 15 mit den darauf sitzenden Kronenmuttern 16, auch
während des Betriebes axial einstellbar sind.
-
Durch die aus der Zeichnung ersichtliche Anordnung der Lagerung des
unverschieb baren Wellenteils, d. h. der Wellenhülse 7 samt den Verstell- und Feststellvorrichtungen
im Pumpensockeldeckel 8, ergibt sich, daß bei Vornahme von Instandsetzungen die
gesamte Lagerung samt dem Fliehkraftregler oder dem ,Schraubenflächenregler nach
Entfernung der Feststellschraube 14 und der Befestigungsschrauben 9 ohne weiteres
herausgenommenwerden und gegebenenfalls sofort durch einen gleichen Ersatzteil ersetzt
werden kann, was bei Verwendung von mehreren Pumpen gleicher Größe sehr vorteilhaft
ist.
-
Durch diese Anordnung der Lagerung im Pumpensockeldeckel 8 gestaltet
sich der Pumpensockel 2o als möglichst einfaches Werkstück mit verhältnismäßig geringer
Flächenbearbeitung.
-
Die axiale Zurückverschiebung der Welle beim Außerbetriebsetzen der
Pumpe erfolgt in bekannter Weise durch die Federn i9 auf dem Bolzen 17 mit den Kronenmuttern
18, welche während des Stillstandes der Pumpe ohne weiteres zugänglich sind.
-
Der Ventilteller ei besteht in bekannter Weise zweckmäßig mit der
Hülse 3, die gleichzeitig als Wellenschutzhülse dient, aus einem Stück.