DE832549C - Spaltabdichtung an Schmutzwasser-Kreiselpumpen und Wasserturbinen - Google Patents

Description

• Spaltabdichtung an Schmutzwasser-Kreiselpumpen und Wasserturbinen Sowohl bei Schmutzwasser-Kreiselpumpen, z. B. Jauchepumpen, als auch bei Wasserturbinen, insbesondere Francis-Turbinen, die mit unreinem Flußwasser betrieben werden, ist es 'häufig nötig, dafür zu sorgen, daB 'keine gröberen Bestandteile, insbesondere Faserstücke, wie Stoffetzen, Putzwolle, Grasbüschel o. dgl., in die Kreiselmaschine gelangen können. Dies wird durch die Anbringung von feststehenden oder um:laufernden schneidenden Vorrichtungen oder auch, insbesondere bei Turbinen, durch vorgeschaltete Rechen erreicht.
• Bei Kreiselmaschinen, die mit Spaltdichtungen auf einer oder beiden Seiten der Laufräder versehen sind, kann es vorkommen, daß einzelne grobe Sandkörner, kleine Faserteile und ähnliches ohne Schwierigkeiten durch das Laufrad hindurchgefördert werden. am Laufradaustritt aber in den Dichtspalt ger<ttett und sich darin so festsetzen, daB eine ständige, unter Umständen erhebliche Bremswirkung ausgeübt wird. Vor dem Laufradeintritt angeordnete Messer, Rechen usw. vermögen solche kleinen. Fremdkörper nicht aufzuhalten. Eine hierfür genügende Engstellung der Rechenelemente kommt nicht in Frage, weil damit ein untragbar hoher Strömungswiderstand verbunden wäre.
• Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Verweilen und Festsetzen solch kleiner Körper in dem Dichtspalt dadurch zu verhindern, daB .mindestens die eine Wandrun.- des Ringspalts relativ zur anderen nicht nur in Umfangsrichtung, sondern auch in Achsenrichtung wandert, in der Weise, daB in jeder senkrecht :zu den Spaltwandungen gelegten nuerschnittsfläche in ständiger Wiederholung die folgenden Wechsel stattfinden: Der unter dem höheren Druck stehende Raum; dann ein im Vergleich zum ganzen Spaltumfang kurzer Dichtspalt; dann der unter dem niedrigeren Druck stehende Raum; darauf wieder ein kurzer Dichtspalt; @dann wiederum der Raum höheren Druckes usf. Hierdurch findet ein festes Schmutzteilchen, das bei der üblichen Spaltausführung zum Festbremsen des Läufers führen kann, im Gegensatz hierzu nur eine ganz kurze Strecke der engen Spaltbreite in Umfangsrichtung vor.
• Es sind bereits Kreiselpumpen bekanntgeworden, bei welchen im Dichtungsspalt ein mehrgängiges Gewinde angebracht ist, durch welches eine Rückführung der Schmutzteilchen bewirkt werden soll. Neben dem Nachteil der verhältnismäßig teueren Herstellung des Gewindes bietet ein solches Gewinde keine absolute Sicherheit gegen das Durchtreten von Schmutzteilchen, da im Grunde der Gänge bei entsprechenden Druckverhältnissen diese Schmutzteilchen entgegen der zurückdrängenden Wirkung .der Schraubengänge doch durch die Dichtung hindurchgelangen können.
• Durch die Erfindung wird eine Spaltdichtung geschaffen, welche diese Nachteile nicht besitzt, und zwar wird dies .dadurch erreicht, daß am Laufrad oder an der angrenzenden Wandung des anderen Teils oder an beiden Bauteilen ein der Dichtfläche des anderen Teils zugekehrter und sich ihm auf Spaltbreite nähernder, in Umfangsrichtung verlaufender wellen-, zickzack- oder schrauben linienförmiger, in sich geschlossener Rand vorgesehen ist.
• Wird ein schraubenlinienförmiger Rand verwendet, so werden die beiden Enden der Schraubenlinie bzw. Spirale durch ein rückläufiges, vorzugsweise axial verlaufendes Dichtrandstück miteinander verbunden. Der Drall der Schraubenlinie bzw. Spirale wird vorteilhafterweise so gewählt, d'aß sie (lern Spaltwasserstrom entgegenwirkt.
• Wenn auch durch den infolge der eigenartigen Dichtrandform in Drehrichtung ständig unterbrochenen Dichtspalt harte Stückchen sich nicht festzusetzen vermögen, so .könnten faserige Verunreinigungen des Förder- oder Treibmittels unter Umständen eine zeitlang mitgenommen werden und dadurch eine unerwünschte Bremswirkung hervorrufen. Um flies zu verhindern, wird der wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmige Dichtrand beiderseits mit scharfen Kanten versehen. Die dadurch ermöglichte Schneidwirkung wird noch verbessert, wenn sowohl am Laufrad als auch am stillstehenden oder entgegengesetzt umlaufenden Bauteil je ein wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmiger Dichtrand einander auf Spaltbreite gegenüberliegen.
• Bei dieser Anordnung 'hat jedoch der Dichtspalt wechselnde Breite, so daß unter Umständen die damit noch erreichbare Abdichtung nicht immer ausreicht. Deshalb kann es vorteilhaft sein, eine zusätzliche Spaltdichtung in Strömungsrichtung hinter oder vor den beiden zusammenarbeitenden wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmigen Rändern anzuordnen. Als zusätzliche kann dabei ein dritter wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmiger Dichtrand angeordnet werden, der mit einer seine ganze Tiefe überdeckenden Dichtfläche zusammenarbeitet.
• In der Zeichnung sind mehrere AusfÜhrungsbeispiele schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die linke Hälfte eines Kreiselpumpen-oder Francis-Turbinenlaufrades im Längsschnitt mit je einer neuartigen Spaltdichtung am saugseitigen und am druckseitigen Radboden, Abb. 2 die rechte Hälfte eines offen°n Kreiselpumpenrades mit einer anderen Ausführung der Spaltdichtung am druckseitigen Radboden, Abb.3 eine Spaltdichtung mit wellenförmigem Dichtrand an zwei relativ zueinander umlaufenden Rohrabschnitten (z. B. Gehäuse und Laufradhals), Abb. 4 eine ähnliche Ausführung wie in Abb. 3, jedoch mit zickzackförmigem Dichtrand arn inneren umlaufenden Teil, Abb. 5 eine den Ab b. 3 und :4 entsprechende Ausführung mit in sich zurücklaufendem Schrau'benliniendichtrarvd, Abb.6 eine der Abb.3 entsprechende Ausführung, jedoch mit je einem wellenförmigen Dichtrand an beiden relativ zueinander umlaufenden Teilen, Abb. 7 eine der Abb. 6 entsprechende Ausführung mit zusätzlicher vor- oder nachgeschalteter Spaltdichtung gemäß Abb. 3.
• Das Laufrad i in Abb. 1 ist an dem Hals 2 des saugseitigen Radbodens 3 und an dem druckseitigen Radboden 4 mit je einer neuartigen Spaltdichtung 5, 6 versehen. Der den Dichtspalt 7 °dnseitig begrenzende Dichtrand 8, der nach den Abb. 3 bis 5 wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmig gestaltet sein 'kann, ist an beiden Abdichtungsstellen an einem feststehenden oder entgegengesetzt umlaufenden Gehäuseteil 9, io angeordnet. Der Dichtrand 8 kann aber auch nach Abb. 4 und 5 am umlaufenden Teil i i, z. B. dem Laufradhals (Abt. i), angebracht sein, wenn man auch des geringeren Kraftaufwandes wegen der erstgenannten Anordnung den Vorzug geben dürfte.
• Bei sogenannten offenen Laufrädern (Abt. 2), die auf der Saugseite keinen Radboden aufweisen, ist an dieser Stelle keine solche Spaltdichtung erforderlich; denn die der saugseitigen Gehäusewand 12 zugekehrten Schaufelflanken z3- haben hinsichtlich Vermeidung des Festsetzens von kleinen festen Körpern eine ähnliche Wirkung wie die geschweiften Dichtränder nach der Erfindung.
• Die am druckseitigen Radboden 1.4 vorgesehene Spaltdichtung 15, 16 ist nicht an Zylinderflächen, sondern an ebenen Kreisringflächen angeordnet. Auch 'hierbei kann der Dichtrand 15 wellen-, zickzack- oder in diesem Falle spiralförmig sein.
• Bei der in den Abb. 6 und 7 dargestellten Anordnung von zwei zusammenarbeitenden geschweiften Dichträndern 18, i9 ist der Dichtspalt 17 zwischen dem Kamm eines Dichtrandes und der Fußfläche des Dichtrandes des gegenüberliegenden Teils breiter als bei den anderen Ausführungen, da die Dichträrnder 18, i9 aneinander vorbeilaufen müssen, ohne sich zu berühren. Wegen der geringeren AbdichtfähiCkeit dieser Anordnung ist in Abb. 7 eine zweite Spaltdichtung vor- oder nachgeschaltet, bei welcher zwischen dem Kamm des wellenförmigen Dichtrandes 20 und der zylindrischen Gegenfläche 2i ununterbrochen ein engstmöglicher Dichtspalt vorhanden ist.
• Der Erfindungsgegenstand ist keineswegs auf Kreiselpumpen und Turbinen beschränkt. Er kann überall dort angewendet werden, wo zwischen zwei relativ umlaufenden Maschinenteilen mit schmalem Dichtspalt das Eindringen von festen oder faserigen kleinen Körpern verhindert werden soll.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spaltdichtung zwischen Laufrad und Gehäuse oder einem sonstigen feststehenden bzw. entgegengesetzt umlaufenden Bauteil bei Schmutzwasser-Kreiselpumpen, insbesondere Jauchepumpen, und Wasserturbinen, bestehend aus einem am Laufrad oder an .der entgegengesetzten Wandung des anderen Bauteils oder an beiden Teilen angeordneten, der Dichtfläche des anderen. Teils zugekehrten und sich ihm auf Spaltbreite nähernden, in Umfangsrichtung verlaufenden Rand, dadurch gekennzeichnet, daB dieser Rand als ein in sich geschlossener wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmiger Rand ausgebildet ist. a. Spaltdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei schraubenlinienförmigem Dichtrand die Schraubenlinienenden durch einen axial verlaufenden Dichtrandteil miteinander verbunden sind. 3. Spaltdichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB der wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmige Dichtrand beiderseits scharfe Kanten aufweist. 4. Spaltdichtung nach den Ansprüchen r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB an dem Laufrad und an dem stil.lste'henden oder entgegengesetzt umlaufenden Bauteil je ein wellen-, zickzack-oder schraubenlinienförmiger Rand einander auf Spaltbreite gegenüberliegen. Spaltdichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet .durch die Anordnungeiner zusätzlichen Spaltdichtung in Strömungsrichtung hi.nteroder vor den beiden zusammenarbeitenden wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmigen Dichträndern. 6. Spaltdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB als zusätzliche Spaltdichtung ein dritter wellen-, zickzack- oder schraubenlinienförmiger, in sich geschlossener Dichtrand angeordnet ist, der mit einer seine ganze "riefe überdeckenden Dichtfläche zusammena r,bei te t.