DE7120029U

DE7120029U - Shaft sealing

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Publication number: DE7120029U
Application number: DE7120029U
Authority: DE
Original assignee: SONESSON PUMPINDUSTRI AB
Current assignee: SONESSON PUMPINDUSTRI AB
Publication date: 1971-11-04

Description

PP.

Dr. V. BUSSE · Dipl.-lng. D. BUSSE Osnabrück, den 21. Mai 1971Dr. V. BUSSE · Dipl.-Ing. D. BUSSE Osnabrück, May 21, 1971

45 Osnabrück - Möserstrafc 20-24 VB/Ka45 Osnabrück - Möserstrafc 20-24 VB / Ka

Sonesson Pumpinduscri AB Xrokslätrtrs Parkg-t-Mölndal Sonesson Pumpinduscri AB Xrokslätrtrs Parkg-t-Mölndal

Shaft sealing

Die Erfindung betrifft eine Wellenabdichtung mit Gliedern zum Herbeiführen eines Wärmeaustauschs zwischen einer Stopfbüchseiibrille und einer dach eine Bohrung in der Stopfbuchsenbrille hindurchgehenden umlaufende Welle.The invention relates to a shaft seal with members for bringing about an exchange of heat between a gland gland and one roof a hole in the gland follower continuous rotating shaft.

Bei Wellenabdichtungen für beispielsweise Stopfbüchsen einer heisse Flüssigkeit pumpenden Pumpe hat man bisher versucht, die Welle dadurch zu kühlen, dass man über die Stopfbüchsenbrille direkt Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, auf die Welle spült. Falls hierbei Heissflüssigkeit, d.h. eine Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck, mit dem Kühlmittel in unmittelbare Berührung kommt, wird eine heftige Dampfbildung ausgelöst. In vielen Fällen ist es auch ausgeschlossen, durch eine Stopfbüchse ausleckendes Mittel in unmittelbare Berührung mit dea Kühlmittel kommen zu lassen.In the case of shaft seals for, for example, stuffing boxes of a pump pumping hot liquid, attempts have been made to cool the shaft by flushing coolant, for example water, directly onto the shaft via the stuffing box gland. If hot liquid, ie a liquid with high vapor pressure, comes into direct contact with the coolant, violent vapor formation is triggered. In many cases it is impossible to have come through a gland ausleckendes agent in direct contact with dea coolant.

Dies hat zur Folge gehabt, dass man in der Regel in der StopfbUchsenbrilis eins geschlossene, von der Welle und damit von ausleckendem Mittel isolierte Kühlschlinge oder in dem Fall, wo eine Erwärmung der Welle und angrenzender Packungen gewünscht wird, eine Heilzschlinge vorsieht, durch die das kühlende oder das erwärmende Mittel umgewälzt wird.As a result, you are usually in the Stuffing box glasses one closed, from the shaft and cooling loop thus insulated from leaking agent or in the case where there is heating of the shaft and adjacent ones If desired, a healing loop is provided through wraps which the cooling or heating agent is circulated.

Eine derartige Kühlung oder Erwärmung der Welle und angrenzender Packungen, Dichtungsringe oder Gleitringe wird jedoch weniger wirkungsvoll, weil stets ein isolierender Luftspalt zwischen den Lagerflächsn uer- Stöpfbüchsenbrille und der Welle vorhanden ist.However, such a cooling or heating of the shaft and adjacent packs, sealing rings or slip rings is less effective because always an insulating air gap between the Lagerflächsn uer- Stöpfbüchsenbrille and the shaft is present.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen Welle und Stopfbüchsenbrille zustande zu bringen, und sie wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, dass in der Bohrung der Packbüchsenbrille, durch welche die Welle hindurchgeht, eine die Welle umgebende Ausnehmung mit einem Einlass für Zufuhr eines flüssigen, wärmeübertragenden Mittels und einem Auslass zum Wegleiten zugeführten Mittels vorgesehen ist und dass der Einlass und der Auslass so gegenüber der Ausnehmung angeordnet sind, dass diese vollständig mit dem wärmeübertragenden Mittel gefallt gehalten wird.The invention is therefore based on the object of bringing about an effective heat exchange between the shaft and the gland flange, and it is achieved according to the invention essentially by having a recess surrounding the shaft in the bore of the packing sleeve flange through which the shaft passes an inlet for supply of a liquid, heat-transferring means and an outlet is provided for conducting away fed agent and that the inlet and the outlet are arranged opposite the recess, that this is kept fully precipitated with the heat transferring agent.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Auslass eine Ausströmöffnung, die oberhalb der Aus-■ nehmung liegt. Vorzugsweise ist hierbei der Einlass ein Spalt zwischen der Stopfbüchsenbrille und der Welle, der einer BUchsendichtung zugekehrt ist, durch die das wärmeübertragende Mittel in die Ausnehmung einleckt. Bei einer anderen zweckmässigen AusfUhrungsform ist die Ausnehmung mit einem Einlass versehen, der an eine aussere Quelle für das wärme übertragende Mittel angeschlossen ist. Hierbei* liegt vorteilhaft der Einlass dem Auslass im wesentlichen diametral gegenüber.According to an advantageous embodiment of the invention, the outlet has an outflow opening which is above the recess. In this case, the inlet is preferably a gap between the gland flange and the shaft, which faces a bushing seal through which the heat-transferring agent leaks into the recess. In another expedient embodiment, the recess is provided with an inlet which is connected to an external source for the heat-transferring medium . Here * the inlet is advantageously located essentially diametrically opposite the outlet.

Gemäss einer anderen Fortbildung des L^f.indungsgedankens ist die StopfbUchsenbrille mit einem geschlossenen, die Welle umgebenden und von der Ausnehmung isolierten Kanal zum Durchleiten eines kühlenden oder erwärmenden Mittels umgeben. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Wand der die Welle umgebenden Ausnehmung gewellt oder mit wenigstens einer, den Flüssigkeitsstrom lenkenden, schraubenlinienförmigen Rinne versehen ist.According to another development of the concept of the invention, the stuffing box gland is surrounded by a closed channel surrounding the shaft and isolated from the recess for the passage of a cooling or heating agent. It can also be provided that the wall of the recess surrounding the shaft is corrugated or is provided with at least one helical channel which directs the flow of liquid.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegende, eine als Beispiel gewählte Wellenabdichtung für· eine Pumpe zeigende Zeichnung beschrieben, auf der die Fig. 1 einen Schnitt durch eine mit der Wellenabdichtung gemäss der Erfindung versehene Pumpe und die Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 zeigt. The invention will be described below with reference to the attached, a chosen as an example of shaft seal for · a pump displayed drawing on which Fig. 1 is a section of the by the shaft seal according to the invention provided pump and Fig. 2 is a section Line II-II of Fig. 1 shows.

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In der folgenden Beschreibung ist angenommen, dass die gezeigte Pumpe eine heisse Flüssigkeit pumpt und daher eine Kühlung der Welle erforderlich ist; wie aber bereits erwähnt, kommt eine warme Flüssigkeit zur Anwendung, wenn das gepumpte Mittel so kalt ist, dass eine Erwärmung dor Welle erfolgen muss.In the following description it is assumed that the The pump shown pumps a hot liquid and the shaft must therefore be cooled; but as already mentioned, a warm liquid is used when the pumped medium is so cold that the shaft is heated got to.

Die in der Zeichnung teilweise dargestellte Pumpe hat ein Schaufelrad 1, das auf einer angetriebenen Welle 2 gelagert ist. Die Pumpenwelle 2 ist in einer Stopfbüchse in einem Pumpengehäusedeckel 3 gelagert, der an das hier nicht gezeigte Pumpengehäuse angeschlossen ist. Die Stopfbüchse hat nächst dem Pumpengehäuse einen Stopfbüchsenboden U, der eine dem Durchmesser der Welle 2 im wesentlichen entsprechende Bohrung aufweist. An die von dem Pumpengehäuse abgekehrte, ebene Endfläche 26 des Bodens U sind mehrere ringförmige Büch*endichtungen 6 an sich bekannter Art angeschlossen. Die Büchsendichtungen werden gegeneinander und gegen die Endfläche 26 durch eine Stopfbüchsenbrille 7 angepresst gehalten, die mit ihrer einen, ringförmigen und ebenen Endfläche 8 gegen die äusserste BUchsendichtung 6 anliegt. Die Brille 7 wird gegen die Dichtungen 6 mittels eines Brillendeckels IU angepresst gehalten, und dieser ist, wie aus der Fig. 2 hervorgeht, mit Ösen IS, 16 versehen, durch deren Löcher 17 resp. 18 hier nicht gezeigte Bolzen in den Pumpengehäusedeckel 3 eingeschraubt sind. " Die Packbüchsenbrille 7 hat eine innere_s ringförmigeThe pump, which is partially shown in the drawing, has an impeller 1 which is mounted on a driven shaft 2. The pump shaft 2 is mounted in a stuffing box in a pump housing cover 3, which is connected to the pump housing, not shown here. Next to the pump housing, the stuffing box has a stuffing box base U which has a bore that corresponds essentially to the diameter of the shaft 2. A plurality of ring-shaped bushing seals 6 of a type known per se are connected to the flat end face 26 of the base U facing away from the pump housing. The bushing seals are held against one another and against the end face 26 by means of a stuffing box gland 7 which, with its one, annular and flat end face 8, rests against the outermost bushing seal 6. The glasses 7 are held pressed against the seals 6 by means of a glasses cover IU, and this is, as can be seen from FIG. 18 bolts, not shown here, are screwed into the pump housing cover 3. "The packing rifle glasses 7 has an inner ring-shaped _s

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Ausnehmung 19, in die ein gegen die Welle 2 und die Packbüchsenbrille 7 abdichtender Dichtungsring 20 eingelegt ist. Der Dichtungsring 20 wird gegen die radiale Anliegefläche 21 durch einen Flanschen 22 auf dem Brillendeckel 14 angedrückt gehalten. Der ringförmige Flansch 2 2 hat einen mit dem Durchmesser der Ausnehmung 19 übereinstimmenden Aussendurchmesser. Die Brille 7 ist ferner mit einem ringförmigen Kanal 9 mit rechteckigem Querschnitt ausgestaltet, der die Welle 2 umgibt, von ihr jedoch durch die Brillenwand 10 isoliert ist. An den kanal 9 sind ein unterhalb der Welle 2 liegender Einlass 11 und ein oberhalb der Welle liegender Auslass 12 angeschlossen. .Dar Einlass 11 steht in Verbindung mit einer hier nicht gezeigten Quelle für ein Kühlmittel oder ein wärmeabgebeηdes Mittel, das durch den Kanal 9 gepumpt wird und durch den Auslass 12 austritt. Recess 19 into which a sealing ring 20 sealing against the shaft 2 and the packing sleeve frame 7 is inserted. The sealing ring 20 is held pressed against the radial contact surface 21 by a flange 22 on the spectacle cover 14. The annular flange 2 2 has an outer diameter that corresponds to the diameter of the recess 19. The glasses 7 are also designed with an annular channel 9 with a rectangular cross-section, which surrounds the shaft 2 but is isolated from it by the glasses wall 10. An inlet 11 located below the shaft 2 and an outlet 12 located above the shaft are connected to the channel 9. The inlet 11 is connected to a source, not shown here, for a coolant or a heat-emitting agent which is pumped through the channel 9 and exits through the outlet 12.

Ein entsprechender Kanal 13 ist in dem Pumpengehäusedeckel 3 vorhanden.A corresponding channel 13 is present in the pump housing cover 3.

Bei herkömmlicher Ausführung der Wellenabdichtung umschliesst die Innenfläche dar Stopfbüchsenbrille 7 die Welle so dicht wie möglich; dennoch lässt sich ein die Welle ganz oder teilweise umgebender isolierender Spalt aus Luft oder Schmierfett nicht vermeiden, und dieser Spalt verhindert einen wirksamenWith a conventional design of the shaft seal, the inner surface of the gland follower 7 encloses the shaft so tightly as possible; nevertheless, an insulating gap made of air or lubricating grease can be completely or partially surrounding the shaft not avoid it, and this gap prevents an effective one

Wärmeaustausch zwischen der Welle und der Stopfbüchsenbrille.Heat exchange between the shaft and the gland follower.

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-Auch in dem Fall, wo eine Stopfbüchse der oben beschriebenen • Bauart verwendet wird, füllt die aus dem Pumpengehäuse durch die Stopfbüchse und an der Welle entlang ausleckende Flüssigkeit den Spalt nicht ganz aus und kann daher nicht vollwertig als wärmeübertragendes Mittel dienen. -Even in the case where a stuffing box of the type described above is used, the liquid leaking out of the pump housing through the stuffing box and along the shaft does not completely fill the gap and therefore cannot fully serve as a heat transfer medium.

Gemäss der Erfindung ist daher in der Innenfläche de"r Stopfbüchsenbrille 7 eine Ausnehmung oder Tasche 23 ausgebildet, die die Welle 2 ringförmig umschliesst und deren eine radiale Jtfand durch den Dichtungsring 20 und deren andere radiale Wand durch die" Dichtungen 6 gebildet wird. Den Einlass für Leckflüssigkeit durch die Dichtungen 6 bildet der ringförmige Spalt 2t) und an die Ausnehmung 23 ist ausserdem ein Auslass 25 angeschlossen. Dieser Auslass 25 ist so angeordnet, dass seine Mündung 27 oberhalb des höchsten Punktes der Ausnehmung 23 liegt, und hierdurch ist sichergestellt, dass die Ausnehmung vollständig'mit dem wärmeübertragenden Mittel gefüllt gehalten wird, derart, dass der bestmögliche Wärmeaustausch zwischen der Welle 2 und der Stopfbüchsenbrille 7 erzielt wird. According to the invention, therefore, a recess or pocket 23 is formed in the inner surface of the gland follower 7, which surrounds the shaft 2 in a ring shape and one radial wall of which is formed by the sealing ring 20 and the other radial wall by the seals 6. The inlet for leakage fluid through the seals 6 is formed by the annular gap 2t) and an outlet 25 is also connected to the recess 23. This outlet 25 is arranged so that its mouth 27 is above the highest point of the recess 23, and this ensures that the recess is kept completely filled with the heat transfer agent, so that the best possible heat exchange between the shaft 2 and the Stuffing box gland 7 is achieved.

Die Erfindung ist im Vorstehenden in Verbindung mit einer Packbüchse mit Dichtungsringext 6 beschrieben worden, aber esThe invention has been described above in connection with a packing sleeve with sealing ring text 6, but it

ist offensichtlich, dass sie sich auch auf solche Fälle anwenden lässt, wo überhaupt kein oder nur sehr unbedeutendes Auslecken entlang der Welle vorkommt, wie beispielsweise bei Verwendung von Gleitringdichtungen. In solchen Fällen ist die lirillc 7 mit einem gesonderten Einlass au der Ausnehmung 2 2 hin verschen, und dieser Einlass steht in Verbindung mit einer äusseren Quelle für das wärmeübertragende Mittel, das z.B. mittels einer Pumpe zur Umwälzung durch die Ausnehmung gebracht wird. It is obvious that it can also be applied to cases where there is no or only very insignificant leakage along the shaft, such as when using mechanical seals. In such cases, the lirillc 7 is given away with a separate inlet on the recess 2 2, and this inlet is connected to an external source for the heat transfer medium, which is made to circulate through the recess by means of a pump, for example.

Wegen der besonders guten Wärmeübertragung, die erzielt wird, lässt sich die Erfindung, wenn die von der Welle wegzuleitende Wärmemenge verhältnismässig klein ist» auch bei einer Stopfbüchsenbrille ohne Kühlkanal 9 anwenden, wobei Wärme von der Brille ausstrahlen gelassen wird.Because of the particularly good heat transfer that is achieved, the invention, when the to be conducted away from the shaft The amount of heat is relatively small »also apply to a stuffing box gland without a cooling channel 9, with heat from the Glasses are allowed to radiate.

Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit einer Pumpe mit waagerechter Welle dargestellt und beschrieben worden ist, so versteht sich ohne weiteres, dass sie sich auch auf lotrecht stehende Wellen anwenden lässt, wobei der gezeigte Auslass so abgewandelt wird, dass seine Mündung oberhalb des höchsten Punktes der Ausnehmung gelegen ist, wodurch die Ausnehmung ständig mit wärmeübertragendem Mittel gefüllt bleibt. Es ist jedoch auch möglich, den Einlass und den Auslass so abzuwandeln,Even if the invention has been shown and described in connection with a pump with a horizontal shaft, so it goes without saying that it can also be applied to vertically standing waves, the outlet shown so is modified so that its mouth is located above the highest point of the recess, whereby the recess remains constantly filled with heat transfer agent. It is however, it is also possible to modify the inlet and outlet so that

dass ein gewisser Ueberdruck aufrechterhalten wird, derart» dass die Ausnehmung stets_s unabhängig von der Lage des Auslasses, gefüllt gehalten wird. Die gezeigte Oberfläche 10 kann zwecks Vergrößerung der· wärmeübertragenden Fläche gewellt ausgeführt sein. Die Wellung kann durch nebeneinander liegende parallele, sich rund um die Welle erstreckende Rinnen in der der Ausnehmung 2 3 zugekehrten Oberfläche der Wand 10 gestaltet sein und derartige Rinnen können auch in der dem Kühlkanal 9 . zugekehrten Wand ausgebildet sein. Anstelle ringförmiger Rinnen können eine oder mehrere schraubenlinienförmige Rinnen in der der Ausnehmung zugekehrten Oberfläche ausgebildet sein, wodurch der Flüssigkeitsstrom in eine bestimmten Bahn gelenkt werden kann.that a certain excess pressure is maintained in such a way "that the recess always _s regardless of the position of the outlet, is kept filled. The surface 10 shown can be designed to be corrugated in order to enlarge the heat-transferring surface. The corrugation can be formed by parallel grooves lying next to one another and extending around the shaft in the surface of the wall 10 facing the recess 23, and grooves of this type can also be in the cooling channel 9. facing wall be formed. Instead of annular grooves, one or more helical grooves can be formed in the surface facing the recess, as a result of which the liquid flow can be directed into a specific path.

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Claims

^ t · w η s pr ü ch e

1. . Shaft seal with links to bring about a s ^^ heat exchange between a stuffing box gland (7)

^ and one that goes through a hole in the glasses, rotating shaft, characterized in that a recess surrounding the shaft in the bore (23) with an inlet (24) for the supply of a liquid, heat-transferring agent and an outlet (25) to the Diverting supplied means is provided and that the inlet and / outlet are arranged opposite the recess are that these are completely with the heat transferring Means filled being healed.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the outlet (25) has an outflow opening (27), which lies above the recess (23).

3. Shaft seal according to claim 1 or 2, characterized in that that the inlet of the gap (24) between the gland (7) and the shaft (2) is the one The bushing seal (8) through which the heat

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- Licks 10 transmitting means into the recess (23).

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· +. Shaft seal according to claim 1 or 2, characterized. shows that the recess (23) is connected to an external source for the heat transfer medium Inlet is provided.

5. Shaft seal according to claim 4, characterized in that » that the inlet is essentially diametrically opposite the outlet.

6. Shaft seal according to one of the preceding claims » characterized »that the glasses with a closed, surrounding the shaft and from the recess isolated channel (9) for passing a cooling or heating means is provided.

Shaft seal according to one of the preceding claims, characterized in that »the one surrounding the shaft The wall of the recess (23) is corrugated *

Shaft seal according to one of claims 1-6 »thereby characterized »that the wall of the recess surrounding the shaft with at least one for, the flow of liquid directing, helical groove is provided.