DE964743C

DE964743C - Gekuehlte Wellendichtung fuer die Durchfuehrung der das Laufrad tragenden Welle in aus Kunststoff bestehende Gehaeuse

Info

Publication number: DE964743C
Application number: DEP1742A
Authority: DE
Inventors: Karl Wernert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-07-19
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1957-05-29

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957

p 1742 Ia/59b D

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekühlte Wellendichtung für die Durchführung der das Laufrad tragenden Welle in aus Kunststoff bestehende Gehäuse von Kreiselpumpen, Verdichtern 5 od. dgl., bei welcher ein innerhalb des Gehäuses auf der Welle sitzender Schleifring gegen die Stirnfläche eines zweiten Schleifringes axial dichtend anliegt, der an der Drehung nicht teilnimmt, aber unter der Einwirkung von elastischen Ringen, die

ίο an der Bohrwand im Dichtungseinsatz dichtend anliegen, axial verschiebbar ist.

Bei bekannten mit Schleifringen arbeitenden Dichtungen ist die Welle mit einem Flansch, an einer auf ihr aufgeschraubten Büchse ausgerüstet.

Der Flansch legt sich an einen am Pumpengehäuse befindlichen Gegenring an, der durch ein in die Durchlaßöffnung für die Welle eingreifendes Rohrstück mit Anflanschung auf der dem Wellenflansch abgewandten Seite und Spiel gegenüber dem Gehäusedurchlaß auf dieser Seite gebildet ist. In dem Rohrstück befindet sich axial verschiebbar und gegen Drehung gegenüber dem Rohrstück gesichert ein einen Spalt gegenüber der Welle belassende weitere Hülse, in welcher sich auf der dem Wellenflansch abgewandten Seite ein Dichtungsring befindet, der durch eine in der Hülse befindliche Spiralfeder gegen einen nach der Welle vorstehenden Flanschansatz am Flansch der umgebenden Einsatzhülse angepreßt wird. Auf der dem Flansch an der Welle zugewandten Seite der im Rohrstück

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befindlichen Hülse ist diese zu einem sich in dem Rohrstück führenden Flansch verstärkt. Zwischen diesem Flansch und dem Flansch an der Welle ist ein Dichtungsring vorgesehen. Die Anlagefläche für letzteren am Wellenflansch ist durch eine besondere in den Flansch eingesetzte Ringscheibe gebildet. Die erstrebte Kühlwirkung an den Dichtungselementen dürfte vielfach nicht ausreichend sein. Ein Wasserdurchfluß von einer Fremdquelle her ist . ίο nicht vorgesehen. Die Schraubenfeder bildet ein leicht infolge Beschädigungen Störungen verursachendes Element.

Bei einer anderen bekannten ähnlichen Ausführungsform sitzt die Feder, welche ,eine Hülse mit Spiel gegenüber der Welle gegen eine Dichtungsscheibe am Laufrad der Pumpe drückt, in einer Kappe auf der dem Laufrad abgewandten Seite. Ein Gummiring ist als Dichtungselement zwischen der Hülse und dem Durchlaß im Gehäuse vorgesehen. Ein Kühlmitteldurchfluß ist nicht beabsichtigt, wodurch die Kühlung mangelhaft ist. Die metallene Andrückfeder läßt Störungen infolge ihrer Ermüdung oder Beschädigung beim Betrieb befürchten.

Es ist auch schon eine Dichtungspackung für Dampfturbinen bekannt, die bei gedichteter Lagerung der Welle einen Wellenbund aufweist, gegen welchen eine Ringscheibe bei Anwendung geeigneten Lagermaterials unter Federdruck anliegt. Die Ringscheibe weist auf der Anlageseite einen Ringaufsatz mit in Achsrichtung liegenden Bohrungen auf, die in eine Ringnut in der anliegenden Ringscheibenfläche münden. Durch eine Leitung wird Flüssigkeit unter Druck durch die in Achsrichtung liegenden Bohrungen zugeführt und durch letztere auch der Ringnut. Die durchströmende Flüssigkeit wird durch eine Leitung abgeführt, welche an den den Wellenbund enthaltenen Raum angeschlossen ist. Für den erfindungsgemäßen Zweck ist diese Einrichtung wenig geeignet, da durch sie ein Kühlen aller Dichtungsflächen nicht möglich ist.

Ein anderer bekannter Vorschlag sieht eine einen

■ Spalt an der Welle belassende Büchse mit an der Außenfläche des Lagers anliegendem und an ihr zu befestigendem Flansch vor, an dem eine ein radiales Spiel belassende und axial verschiebbare Büchse befestigt ist, die einen der Welle zu gerichteten Endflanseh aufweist und unter der Wirkung einer Schraubenfeder gegen einen fest auf der Welle sitzenden Bund einer Hülse gedrückt wird.

Zwischen der den äußeren Flansch aufweisenden Büchse und der den nach der Welle zu gerichteten Flansch tragenden Büchse ist ein Dichtungskörper vorgesehen, welcher durch einen Schraubenkörper gegen einen auf der Innenseite der den äußeren Flansch aufweisenden Büchse aufgeschraubten Bund drückt. Auch hier sind die Schraubenfedern von Nachteil und ist ein Durchspülen und Bespülen der Dichtung zwecks hinreichender Kühlung nicht möglich.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, daß das auf der Dichtung austretende Ende der Welle einer Kreiselmaschine lose von einer Stopfbüchse umgeben ist, die einen Außenflansch zum Anflanschen aufweist. Eine Hülse auf der Welle liegt gegen die Nabe des Kreisels der Maschine an. Die Hülse ist mit der Welle auf Drehung verbunden. Durch eine auf das austretende Ende der Welle aufgeschraubte Mutter wird die Hülse gegen die Nabe des Kreisels gedruckt. In der eigentlichen Dichtungskammer befindet sich ein ringförmiges Dichtungsglied, welches einen Flansch mit dichtender Oberfläche aufweist und einen Spalt gegenüber der auf der Welle sitzenden Büchse beläßt. Ein zweiter Ring, der in der Stopfbüchse gelagert ist und ebenfalls einen Spalt gegenüber der Büchse auf der Welle beläßt, liegt mit einer dichtenden Stirnfläche an dem Flansch an. Nach dem Ansaugeraum des ersten Kreisels ist ein Ringspalt zum Hindurchlassen von Flüssigkeit vorgesehen, durch welchen die Flüssigkeit mit ihrem Anfangsdruck in den Dichtungsraum strömt. Der Dichtungsring im Dichtungsraum kann sich axial verschieben und ruht in einer Tasche. Er drückt sich gegen Schraubenfedern, die um Stifte in einem Flansch der die Welle mitnehmend umgebenden Büchse gelegt sind.

Eine ähnliche Anordnung ist zwischen dem zylindrischen Teil des Außenflansches und einem ringförmigen Dichtungselement vorgesehen. Von der Stopfbüchsenseite wird gleichfalls Wasser der Dichtung zugeleitet.

Auch bei dieser Ausbildung einer Dichtung besteht der Nachteil, daß die kühlende Wirkung des Kühlwassers nicht ausreichend ist und außerdem eine verhältnismäßig große abzuführende Wärmemenge entsteht.

Nach der Erfindung sind die elastischen Ringe auf einer in an sich bekannter Weise die Welle unter Belassung eines Spaltes umgebenden Büchse angeordnet und sperren den Raum zwischen dem Büchsenumfang und der Bohrwand im Dichtungseinsatz. Außerdem ist zwischen zwei benachbarten elastischen Dichtungsringen an der Büchse eine Schulter vorgesehen, welche im Bereich der Kühlmittelableitung angeordnet ist und eine Durchbrechung für den Kühlmitteldurchfluß aufweist, während die Kühlmittelzuleitung an dem dem Laufrad abgewandten Ende der Büchse vorgesehen ist. Zwischen dem stillstehenden Schleifring und der Welle ist in an sich ebenfalls bekannter Weise ein Spalt zur Leitung des Kühlmittels an die aneinanderliegenden Flächen der beiden Dichtungsschleifringe vorgesehen.

Hierdurch ist eine Wellenabdichtung mit Kühlung geschaffen, bei welcher die axial aneinanderliegenden Dichtungsflächen vom Kühlmittel erreicht werden und die Dichtungskörper nebst ihren aneinanderliegenden Flächen tatsächlich wirksam gekühlt werden. Außerdem werden die ganze Innenwand der Bohrung im Dichtungseinsatz und auch der Kunststoffmantel der Welle gekühlt. Der Durchleitungsraum für das Kühlmittel ist durch die die elastischen Dichtungsringe tragende Büchse infolge der Anordnung der Schulter so geteilt, daß stets eine Durchspülung mit

frischem Kühlmittel erfolgt und das Kühlmittel nicht im Bereich der gegenemanderliegenden Dichtungskörper in Ruhe verharren kann, wodurch der gerade an dieser Stelle notwendige ständige Wechsel des Kühlmittels unterbleiben würde. Zu diesem Zweck ist auch der Kühlmittelausnuß an der Schulter der Büchse vorgesehen, während der Kühlmitteleintritt an dem dem Kreisel abgewandten Ende der die elastischen Dichtungsringe

ίο tragenden Büchse vorgesehen ist.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, axial geschnitten.

Die Durchführung der Welle i, welche den Kreisel 2 trägt, in das aus Kunststoff bestehende Gehäuse 3 der Kreiselpumpe ist über den in das Gehäuse eingesetzten Dichtungseinsatz 4 bewirkt. Letzterer besteht gleichfalls aus Kunststoff. Im Innern des Gehäuses sitzt auf der Welle hinter dem Kreisel eine Lauf scheibe 5. Diese Lauf scheibe liegt gegen die Stirnfläche einer stillstehenden Büchse 6 in dem Dichtungseinsatz an. Als Hinterlagerung für die stillstehende Büchse sind in der Bohrung des Dichtungseinsatzes Gummiringe 7 vorgesehen, welche sich dicht gegen die Bohrwand anlegen und sich auf einer Büchse 8 aus Kunststoff befinden. Die Tragbüchse 8 beläßt gegenüber der Welle einen Spalt 21 und weist eine Schulter 9 auf, die den an der stillstehenden Büchse 6 anliegenden Gummiring hintergreift. Zwischen der Packung 10 für die gleichfalls aus Kunststoff bestehende Büchsenbrille 11 und den Gummiringen liegt ein Sperring 12. Dieser Sperring übergreift mit einem Schulterringansatz I2_U die Tragbüchse 8 und bildet hiermit eine Anlage für die Gummiringe. Die Welle ist mit den Kunststoffummantelungen 13 und 14 versehen.

Der Dichtungseinsatz weist einen Anschluß 15 für Kühlwasser auf. Der Sperring 12 ist mit Durchbrechungen 16 für den Durchtritt des Kühlwassers versehen. Für den Abfluß des zwischen der Packung 10 und der Welle durchsickernden Wassers ist eine Bohrung 17 in der Büchsenbrille 11 vorgesehen. Da die notwendige Wassermenge bei geringer Wärmeabfuhr gering ist, genügt ein solcher Abfluß, bei welchem das abfließende Wasser die Packung 10 durchdringt. Naturgemäß ist es auch möglich, für den Wasserabfluß eine besondere Bohrung vorzusehen. Um aber auch eine größere Wärmeabfuhr zu ermöglichen, ist die Tragbüchse 8 mit Schlitzen 18 versehen, durch welche die vom Einlaß 15 her durch den Spalt 21 durchgetretene Kühlflüssigkeit nach dem Durchströmen des Ringkanals 19 durch die Bohrung 20 austreten kann. In diesem Fall kann auch die Einleitung des Kühlwassers durch die Bohrung 20 und die Ableitung des Kühlwassers durch die Bohrung 15 erfolgen. Wesentlich ist schließlich noch, daß zwischen der stillstehenden Büchse 6 und der Welle 1, 13 ebenfalls ein Spalt 22 verbleibt, durch den Kühlflüssigkeit bis an die aneinanderliegenden Stirnflächen der Laufscheibe 5 und der Büchse 6 herantreten kann.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Gekühlte Wellendichtung für die Durchführung der das Laufrad tragenden Welle in aus Kunststoff bestehende Gehäuse von Kreiselpumpen, Verdichtern od. dgl., bei welcher ein innerhalb des Gehäuses auf der Welle sitzender Schleifring gegen die Stirnfläche eines zweiten Schleifringes axial dichtend anliegt, der an der Drehung nicht teilnimmt, aber unter der Einwirkung von elastischen Ringen, die an der Bohrwand im Dichtungseinsatz dichtend anliegen, axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Ringe (7) auf einer in an sich bekannter Weise die Welle (1, 13) unter Belassung eines Spaltes (21) umgebenden Büchse (8) angeordnet sind und den Raum zwischen dem Büchsenumfang und der Bohrwand im Dichtungseinsatz (4) sperren und daß zwischen zwei benachbarten elastischen Dichtungsringen (7) an der Büchse (8) eine Schulter (9) vorgesehen ist, welche im Bereich der Kühlmittelableitung (20) angeordnet ist und eine Durchbrechung (18, 19) für den Kühlmitteldurchfluß aufweist, während die Kühlmittelzuleitung (15) an dem dem Laufrad abgewandten Ende der Büchse (8) vorgesehen ist, und daß zwischen dem stillstehenden Schleifring (6) und der Welle (1, 13) in an sich ebenfalls bekannter Weise ein Spalt (22) zur Leitung des Kühlmittels an die aneinanderliegenden Flächen der beiden Dichtungsschleifringe (5.. 6) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 448 230, 475 253, 842;

britische Patentschriften Nr. 506524, 528972; USA.-Patentschriften Nr. 1 315 822, 2 220 771, 297 302, 2 432 684.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 525/436 5.57