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Hochdruckkreiselpumpe mit Stopfbüchse, insbesondere zur Förderung
heißer Flüssigkeiten Im Patent 877 990 ist eine Hochdruckkreisel. pumpe,
insbesondere zur Förderung heißer Flüssigkeiten, bei der auf der Pumpenwelle eine
Schwtzbüchse vorgesehen ist, an der eine Stopfbüchsenpackung anliegt, unter Schutz
gestellt, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Schutzbüchse spiralförmige
Kanäle vorgesehen sind, durch die Kühlwassex hindurchgeleitet wird, das die Welle
und Schutzbüchse, am ganzen Umfang umspült.
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Bei ,einer besonderen Ausführungsform dieser Pumpe werden Packungen
:eingebauit, d,:e unter Beachtung der Drrehri,chtung spiralförmig gewickelt und
voTgepmeßt sind, so daß deren Form beüpielsweise saugseitig einer rechtsgängigen
Schraubenfeder und drucksieitig,ei!nerbnksgäng igen Schraubenfeder entspricht.
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Um eine drehende Bewegung der Packung zu verhindern, werden nach Anspruch
q. des Hauptpatents die Druckflächen entsprechend bearbeitet, indem die Stirnfläche
der Stopfbüchsenbrüle nach außen geneigt und rrüt Nacken versehen ist, und die Packung
wird durch zusätzliche Federbelastung an den Arretierungen festgehalten., indem
am anderen Ende der Stopfbüchsenpaöku.ng ein mit Nocken
versehener
Ring angeordnet ist, der durch :eine kräftige Druckfeder gegen die Packung gedrückt
wird.
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Gemäß dem ersten Zusatzpatent 884736 wird dem Packungsmaterial
auch während der Betriebsperiode aus getrennt angeordneten Fettpressen automatisch
und bzw. @od:er von Hand Schmiermittel zugeführt, um den durch den hohen Druck auf
den Packungen und den Betrieb hervorgerufenen Verlust an Schmiermittel laufend zu
:ersetzen und die Packung fett zu halten.
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Bei sehr hohen Drücken gelingt es jedoch nicht mehr, dem an der Weile
anliegenden Packungsmaterial der Welle entlang in axialer Richtung überall ausreichend
Schmiermittel zuzuführen. Die an der Brille anliegende Partie der Packung bleibt
ohne genügende Schmierung und verursacht deshalb unter Umständen einen. vorzeitigen
Verschleiß an der Well@eeschutzbüahse, der aus Gründen der Betriebssicherheit verhindert
werden muß.
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Dies erfolgt erfindungsgemäß, dadurch, daß am äußeren Umfang der der
Wellenabdichtung dienenden Packung ein Spielraum frei gelassen wird, der mit Schmiermittel
angefüllt wird und :ein Nachschmieren der Packung nicht nur axial, sondern auch
rad'ia:l, d. h. von außen nach innen gestattet. Die hier zu verwendende Packung
soll so hart gewebt oder vorgepreßt sein, daß sie sich unter den im Bereich auftretenden
Drücken nicht unzulässig verformt. Dieser zusätzliche äußere Schmierringraum wird
an seiner äußeren Stirnseite gegenüber der Stopfbüchsenbrvlle durch :eine zusätzliche
besondere Dichtung abgedichtet. Die erforderliche Abdichtung wird also :erfindungsgemäß
in zwei Abdichtungsmaßnahmen .aufgeteilt, nämlich in die Abdichtung der Welle am
inneren Umfang der Packung und in die Abdichtung des äußeren Umfanges des Packungsraumes
an. seiner äußeren Stirnseite. Vorteilhaft wird der Schmierringraum am äußeren Umfang
der Packung von einer besonderen Büchse umgeben, die mit Bohrungen versehen ist,
welche nach außen zu meinen parallel der Büchse gelagerten Fettraum auslaufen, mittels
dessen dem Innfern der Schmierbüchse über deren Öffnungen das Schmiermittel zugeführt
wird.
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Zur Abdichtung dies Fettraumes gegenüber der einen Seite des Pumpenraumes
wird die gemäß dem Hauptpatent ebenfalls spiralförmig gestaltete, innenliegende
Packung so groß, gehalten, daß sie den gesamten Packungsraum zwischen. Welle und
Gehäuse ausfüllt. Um die Saugwirkung des Packungsmaterials weitgehe@ndst zu verhindern
und ein Durchsickern von Fettflüssigkeit in den Pumpenraum zu vermeiden, wird diese
Packung am äußeren Umfang und an ihrer innenliegenden Stirnfläche mit einer Schutzschicht
aus flüssigk:eits- und fettundurchlässigem, elastischem Material, z. B. in Form
einer Gummikappe, umgeben.
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Anstatt der einteiligen spiralförmigen Außen-und Innenpackungen können
aucih einzelne Packungsringe verwendet werden, deren Lage zueinander durch geeignete
Maßnahmen gesichert wird, insbesondere durch die Verwendung eims gemein-Samen, mit
den :einzelnen Ringen fest verbundenen Deckbandes.
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Entgegen dien bisher vorgenommenen Maßnahmen, bei denen man :eine
Nachspannmöglichheit ließ, wird erfindungsgemäß die Stopfbüchsenbrille hier sofort
bis an den Stopfbüchsenkühlkopf herangezogen und das Nachsp.ann:en der Packungen
dun ch die innenhegende Spiralfeder nach Patent 877 990,
Anspruch ¢, bewirkt.
Hierdurch wird ein :einseitiges und dadurch salhiefes Anziehen und ein dadurch eventuell
verursachter vorzeitiger Schaden vermieden.
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Trotz aller vorgesehenen Verbesserungen wird sieh aber auch so lein
Verschleiß ;an den Abdichtungspartlen nicht völlig vermeiden lassen. Der stärkste
Verschleiß liegt erfahrungsgemäß direkt im Bereich der Packungsstelle vor den die
Packung gegen Verdrehen festhaltenden Nocken.
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Um diese Verschleißteile außer Wirkung zu, setzen, wird an der Brille
zusätzlich ,ein zweiteiliger Distanzring vorgesehen. Die Laufzeit der Schutzbüchse
kann dann bei reingetretenem Verschleiß dadurch verlängert werden, daß dieser Ring
bei einem Verschleiß der Welle ausgebaut und die Dichtungsfläche der Brille bzw.
der Packung weiter nach innen verlegt wird.
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Es hat sich weiterhin gezeigt, daß bei hohen Drücken und Temperaturen
auf Asbestpackungen, die wegen des auftretenden, starken Verschleißes unerwünscht
sind, verzichtet werden kann, wenn an der Lauffläche eine mögliichst intensive Kühlung
der verwendeten Packung durchgeführt wird.
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Die bisher bekanntgegebenen Maßnahmen -werden zu zdmesem Zweck, wie
nachfolgend beschrieben, noch vervollständigt.
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Umeinen :direkten Überlauf des Kühlwassers vom Eintrittskanal zum
Ablaufkanal bei der Stopfbüchsenbrille weitgehend zu verhindern, wird das Spiel
zwischen Wellensrhutzbüchse und der umgebenden Bri,1lenpartie ,möglichst klein gehalten.
Um bei eventuellem Anlauf :einen Schaden zu. vermeiden, wird die im Bereich der
umlaufenden Schutzbüchse liegende Partie der Stopfbüchsenbrille nicht mehr glatt,
sondern labyrinthförmig, z. B. nach Art seines Gewindeganges ausgebildet, dessen
Spitzen sich hei eventuellem Anlauf gefahrlos abnutzen können.
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Umeine möglichst intensive Umspülung der Welljenschutzbüchse zu erreichen,
wird das Kühlwasser über eine oberhalb der Drehachse angeordnete Ablauföffnung abgeführt
und zwecks Herstellung eines Ablaufkanals an der Brille :ein Winkelring eingebaut.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen
erläutert.
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Fig. i zeigt die :obere Hälfte der erfindungsgemäßen Hüchdruekkreiselpumpe
im Vertikalschnitt, Fig. z :desgleichen, in einer etwas abgeänderten Ausführungsform,
Fig.3 eine Ausführungsform der äußeren der Wellenabdichtung <henenden Spiralpackung
--a teils in der Ansicht, teils im Schnitt,
Fig. 4 die Abwicklung
der Packung 22 nach Fig. 3, Fig.5 eine Ausführungsform der inneren der Abdichtung
der Welle gegenüber dem Gehäuse dienenden Spiralpaekung 21 teils in der Ansicht,
teils im Schnitt, Fig. 6 die Abwicklung der Packung 2 i nach Fig. 5.
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Fig. i und 2 zeigen die Welle i mit der Wellenschutzbürhse 3 und deren
dünnem Mantel B. Die Zuführung des Schmiermittels erfolgt mittels des Rohres 18
und einer im Kühlkopf i 9 angeordneten Bohrung i 9'. Die Wellte wird gegenüber dem
Gehäuse durch die innenliegende spiralförmige Packung 2 i und Gummikappe 2 ia und
durch die äußere, an der Stopfbüchsenbrille 26 anliegende hart gewebte oder vorgepreßte,
spiralförmige Packung 22, die durch die in axialer Richtung gestellten. Nocken 23
und den. vorhandenen Axialdruck gegen Drehen gesichert ist, abgedichtet. Die äußere
Packung 22 ist von einem freien Ringraum 28 für das Schmiermittel umgeben. Die Packung
wird durch den am äußeren Umfang angreifenden Schmiermitteld@rudk gegen die Welle
g@epreßt, und hierdurch wird am inneren Umfang der Packung 22 die Abdichtung gegenüber
der Welle hervorgerufen. Der Schmiermittelringraum 28 -wird an seinem äußeren Stirnumfang
unter gleichzeitiger Ausnutzung des Innenüberdruckes durch eine besondere weiche
Packung 22a, z. B. aus Gummi (in Fig. i), bzw. Dichtung 34 (in Fig. 2) abgedichtet.
Die innenliegende Packung 2 i ist an ihrem äußeren Umfang sowie auf der Seite des
Federtellers 24 mit der Gummikappe Zia versehen, welche zweckmäßigerweise auf die
Packung 2 i aufgenäht ist, so daß Packung 2 i und Gttnnmikappe 2 i a, in radialer
Richtung gesehen, den Packungsraum vollständig ausfüllen. Um am äußeren Umfang der
Packung 22 eisten möglichst gleichmäßigen Druck und eine intensive Schmiermittelzufuhr
zu erreichen, ist bei der Ausführungsform nach Fig.2 einte besondere Büchse 32 vorgesehen.
Das Schmiermittel tritt über das Zuführungsrohr 18 in einen Ringrauem 33
ein, von dem es über die in der Büchse 32 vorgesehenen Bohrungen auf die Packungen
22 geleitet wird. Die Packungen 21 und 22 werden an ihrer I.aeuffläehe, nämlich
der Dichtungsfläche zwischen Wellenschutzbüchse und Packung, mit Ausisparunigen
z i b bis. 22b versehen, um Schmi@ermitbelablagerungen und damit bessere Schmierung
zu erreichen. Außerdem können; von dien dem Verschleiß ausgesetzten Partien losgetrenmbe
Materialteilchen ebenfalls in diese vorgesehenen Aussparungen abgedrängt werden,
wodurch die Gefahr weiterer Anfressungen durch diese abgetrennten losen Metallteilchen.
verringert wird.
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Die Stopfbüchsenbrille 26 wird schon beim Einbau bis an den Stopfbüchsenkühlkopf
27 herangezogen und die Packungen 21 und 22 durch die innenliegende Spiralfeder
24 nachgespannt. Hierdurch wird ein schiefes Anziehen" das einen vorzeitigen Schaden
hervorrufen kann, vermieden. Zwischen Brille 26 und Kühlkopf 27 ist ein zweibeiliger,
auswechselbarer Distanzring 29 angeordnet, der bei eingetretenem Verschleiß der
Büchse 8 ausgebaut werden kann, wodurch die Dichtungsfläche zwischen Brille 26,
Packung 22 und Büchse 8 in Richtung Pumpeninneres verschoben, wird.
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Um einen direkten überlauf des Kühlwassers vom Eintrittskanal
-.6b zu dem durch den eingebauten Winkelring 3 i gebildeten Ablaufkanal 3o
zu verhindern, hält man das Spiel zwischen. dem Wellenschutzbüchsenmantel 8 und
der vorgebenden Brillenpartie 26- möglichst gering. Die Stopfbüohsenbrille
26 ist an ihrer Innenfläche mimt einer labyrinthförmigen Abdichtung 26- versehen.
In der Stopfbüchsenbrille 26 ist zur Ableitung des Kühlwassers o'faen die Bohrung
3 5 vorgesehen,, von der zaus das Kühlwasser in den Ablaufkanal 3o übertritt, der
durch den an der Brille 26 anliegenden Winkelring 3 i geschaffen wird. An der tiefsten
Stelle des Winkelringes 31 wird Glas Kühlwasser nach unten abgeführt.