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Flüssigkeitsdurchflossene Kreiselmaschine mit Abdichtung Die Erfindung
bezieht sich auf eine flüssigkeitsdurchflossene Kreiselmaschine, bei welcher im
Stillstand die Abdichtung an der Läuferwelle durch Aufliegen einer mit der Welle
verbundenen Dichtungsfläche auf einer mit dem Gehäuse verbundenen Dichtungsfläche
erfolgt. Die Erfindung besteht darin, daß nicht nur die mit der Welle verbundene
Dichtungsfläche während des Betriebes durch von Fliehkraft beeinflußte Mittel in
axialer Richtung von der mit dem Gehäuse verbundenen Dichtungsfläche abgehoben wird,
sondern auch während des Betriebes die Abdichtung .durch an der Rückseite des Läufers
befindliche Schaufeln übernommen wird. Mit der Erfindung wird bezweckt, eine Bespülung
der im Stillstand aufeinanderliegenden Dichtungsflächen auf die Zeiten des Inbetriebsetzens
und des Abstellens der Kreiselmaschine beschränken zu können.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Zuleitung der Spülflüssigkeit über eine
Bohrung erfolgt, welche in eine ringförmige Kammer eines Dichtungsringes mündet,
.die mit an der Dichtungsfläche in den Dichtungsspalt austretenden Spülkanälen in
Verbindung steht.
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Es sind Abdichtungsvorrichtungen an flüssigkeitsdurchflossenen Umlaufmaschinen
bekannt, welche im Stillstand durch zwei gegeneinandergepreßte gleichachsige Flächen
abgedichtet werden, die sich im Betrieb durch die Einwirkung eines Fliehkraftreglers
in. axialer Richtung voneinander abheben. Wenn die Maschine abgestellt wird, so
hört die Fliehkraftwirkung auf, und eine dieser entgegengesetzt
wirkende
Federkraft preßt die beiden Dichtungsflächen wieder aufeinander. Hierbei können
sich die in der Förderflüssigkeit mitgeführten Verunreinigungen, z. B. Sandkörner,
ausgeschiedene Kristalle bei Säuren u. dgl. auf den Dichtungsflächen absetzen, die
beim Maschinenstillstand ein sattes Aufeinanderliegen der Dichtungsflächen verhindern
und eine einwandfreie Abdichtung verunmöglichen. Beim An- und Auslauf der Mäschine,
d. h. solange die zum Abheben der Dichtungsflächen voneinander notwendige Fliehkraftwirkung
noch nichtgenügend groß ist, gleiten diese Flächen zudem aufeinander und werden
durch die zwischen ihnen eingeklemmten Verunreinigungen beschädigt, so daß ein häufiges
Auswechseln der dichtenden Teile mit entsprechenden Betriebsunterbrechungen die
Folge sein wird. Bei einem weiteren bekannten Vorschlage wird ein auf der Maschinenwelle
längs beweglicher Dichtungsring beim Stillstand der Maschine gegen einen Wellenbund
gedrückt und im Betriebe mittels einer Druckflüssigkeit von diesem Bunde abgehoben,
womit eine gassichere Abdichtung zwischen einer Maschine und dem Außenraum angestrebt
wird. Hierbei ist es notwendig, daß während der ganzen Betriebszeit Druckflüssigkeit
auf den auf der Welle verschiebbaren und mit dieser umlaufendem Dichtungsring einwirkt,
um einesteils zu verhindern, daß dieser Dichtungsring sich am idrehenden Wellenbund
abnutzt und um andernteils den notwendigen, dichtenden Ölfilm dauernd zu erneuern.
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Die Nachteile dieser bekannten Ausführungsformen werden erfindungsgemäß
durch die Kombination der eingangs erwähnten Merkmale vermieden, indem nicht nur
die mit der Welle verbundene Dichtungsfläche während des Betriebes, durch von Fliehkraft
beeinflußte Mittel in axialer Richtung von der mit dem Gehäuse verbundenen Dichtungsfläche
abgehoben wird, sondern während des Betriebes die Abdichtung durch an der Rückseite
des Läufers befindliche Schaufeln übernömmen wird, zum Zweck, eine Bespülung der
im Stillstand aufeinanderliegenden Dichtungsflächen auf .die Zeiten des Abstellens
und des Inbetriebsetzens beschränken zu können. Die vorteilhafte Folge besteht in
einem geringen Spülflüssigkeitsverbrauch, wobei idie Beimischung. der Spülflüssigkeit
zum Fördermedium auf ein Minimum herabgesetzt ist.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in
der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. a eine Kreiselpumpe nach der Erfindung
im Längsschnitt; Fig. 2-zeigt einen Querschnitt durch diese Pumpe längs der Linie
a-a der Fig. i ; Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt von Fig. i in grGßerem Maßstabe,
und Fig. q. erläutert eine weitere Ausführungsform einer solchen Pumpe.
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Gemäß Fig. i sind auf der Pumpenreelle i die Führungsscheibe 2, und,der
Mitnehmer 3 .aufge'keilt und mittelbar durch die Mutter q. gegen eine Schulter 5
der Welle i gepreßt. Mit der Welle i dreht sich das im Gegensatz zur Welle axial
nicht verschiebbare, mit der Gleithülse 6 auf der Abstandhülse 7 gelagerte Kugelführungsstück
B.
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Der Mitnehmer 3 weist gemäß Fig. 2z vier auf seinen Umfang regelmäßig
verteilte, nach außen offene Schlitze 9 auf, in denen je eine Kugel io gelagert
ist. Die Schlitze 9 besitzen zwei unter sich parallele Führungsflächen, deren Abstand
etwas größer ist als der Durchmesser .der Kugeln io. Das gegenüber der Pumpenwelle
i vorhandene radiale und axiale Spiel der Kugeln io wird durch zwei gleichachsige,
einander zugewandte Kegelflächen i i an den Führungsstücken 8 und 12 an der Führungsscheibe
2e begrenzt.
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Die Welle i besitzt ein durch eine Mutter 34 einstellbares Längsspiel
von beispielsweise o,5 mm. Bei Stillstand der Pumpe wird die Welle ir durch die
Federn 13 in ihrer rechten Endlage gehalten. Im Betriebe, d. h. bei sich drehender
Welle i, üben die Kugeln io infolge der Fliehkraft einen Druck auf die Kegelflächen
i i und 12 aus, der sich infolge der Neigung dieser Flächen als den Federn 13 entgegengesetzter
axialer Druck auf die Welle i auswirkt. Mittels der Muttern 23 wird die Spannung
der Federn 13 verändert und damit die Drehzahl bestimmt, bei welcher eine axiale
Verschiebung der Welle stattfindet.
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Auf dem fliegenden Teil der Welle i aufgekeilt ist der gegen den Wellenbund
33 stoßende Schleuderring i9 .sowie die Abstandhülse 22 und das Laufrad 15, welche
alle mittels der Schrauben 31 auf der Welle i gesichert sind. Luftseitig ist das
Laufrad 1i-5 mit Rückenschaufeln 18 sowie dessen Nabe mit dem Dichtungsring 16 ausgerüstet.
In das Pumpengehäuse 29 ist das Auffanggehäuse 2o eingesetzt und mit jenem verbunden.
Das Pumpengehäuse 29 trägt saugseitig den Saugstutzen 30. Die Gehäuse 2o und 29
bestehen vorteilhafterweise nicht aus ein und (demselben Stück. Mit Rücksicht auf
die Korrosionsfestigkeit müssen beispielsweise bei Säurepumpen wegen des vorhandenen
Säure-Luft-Gemisches an das Material des Auffanggehäuses 2o größere Anforderungen
gestellt werden als an das Material des mit annähernd reiner Säure in Berührung
stehenden Pumpengehäuses 29.
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Im Auffanggehäuse 20 ist die Büchse 32 mit dem Dichtungsring a7 eingesetzt,
der mit einer ringförmigen Kammer 26 versehen ist und die Dichtungsfläche 17 aufweist,
welche mit der Dichtungsfläche 14 des Laufradringes 16 zusammenarbeitet. Aus der
Kammer 26 führen ein oder mehrere Spülkanäle 28 in den Raum zwischen .den Dichtung'sflächen
14 und 17. Durch Glas Auffanggehäuse 2o und die Büchse 32! ist eine Bohrung 25 in
die Kammer 26 geführt, an welche Bohrung die Spülleitung 2¢ für die Zufuhr von Spülflüssigkeit
angeschlossen ist. Als Spülflüssigkeit könnte beipielsweise gereinigtes Fördermedium
verwendet werden, in welchem Falle die Leitung 2¢ über einen in der Zeichnung nicht
dargestellten Reiniger, z. B. einen Filter, an die Druckseite der Pumpe bzw. an
die Druckleitung anzuschließen ist. Die Leitung 24 kann jedoch je nach Art des Fördermediums
auch an eine
beliebige Wasserleitung angeschlossen werden. Das über
die Leitung 24 und ,die Bohrung 25 in die Kammer 26 strömende Spülmedium gelangt
durch ein oder mehrere Kanäle 28 über die Dichtungsfläche 17 in den Dichtungsspalt
zwischen dieser und der Dichtungsfläche 14 und kann von diesem entlang den Rückenschaufeln
18 und entlang der Abstandhülse 22 in druckniedrigere Räume abfließen.
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Im Betrieb ist die sich drehende Welle i zufolge der Fliehkraftwirkung
der Kugeln io in ihre linke Endlage gedrückt, so daß die Dichtungsflächen 14, 17
voneinander getrennt sind. Die Rückenschaufeln 18 verhindern, daß die Förderflüssigkeit
aus dem Pumpenförderraum radial nach einwärts strömen kann. Wird die Pumpe abgestellt,
so ist gleichzeitig Spülflüssigkeit durch die Leitung 24 zwischen die Dichtungsflächen
einzuleiten, welche die Dichtungsflächen 14, 17 reinigen und allfällige auf ihnen
abgesetzte feste Bestandteile wegschwemmen. Im Maße, wie die Zentrifugalwirkung
der Kugeln io abnimmt, wird die Welle i durch .die Federn 13 nach rechts verschoben,
bis die Dichtungsflächen 14, 17 aufeinanderliegen und die Welle i stillsteht. Die
Abdichtung wird nun von den gereinigten und satt aufeinanderliegenden Dichtungsflächen
14, 17 übernommen, während die Zufuhr von Spülflüssigkeit nicht mehr notwendig ist.
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Die über den Spielraum zwischen dem Dichtungsring 27 und .der Abstandhülse
2!2 abfließende Spülflüssigkeit sowie allfällig durchsickerndes Fördermedium aus
dem Schaufelraum werden bei sich drehender Welle i mittels,des Schleuderringes ig
auf die innere Wandung des Auffanggehäuses 20 geworfen, gesammelt und durch eine
Offnung 21 abgeleitet.
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Anstatt des Schleuderringes 19 kann, wie in Fig.4 dargestellt ist,
eine Stopfbüchse 35 vorgesehen sein; welche den Austritt von Flüssigkeit längs der
Welle!i verhindert, so daß die gesamte durch die Leitung 24 zugeführte Spülflüssigkeit
entlang den Rückenschaufeln 18 in das Fördermedium geleitet wird.