DK172332B1

DK172332B1 - Centrifugalpumpe med akseltætning

Info

Publication number: DK172332B1
Application number: DK059695A
Authority: DK
Inventors: Bent Pedersen
Original assignee: Apv Fluid Handling Horsens As
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1998-03-23
Also published as: DE69609666T2; JP4004572B2; DE69609666D1; US5605436A; JPH08319989A; EP0744569A1; DK59695A; EP0744569B1

Description

DK 172332 B1

Opfindelsen angår en centrifugalpumpe med løbehjul, pumpeaksel, pumpehus og en til pumpehuset og pumpeakselen sluttet motor, og hvor der omkring pumpeakselen findes en akseltætningsindretning, som har et første sæt tætningsringe, som er 5 anbragt mellem pumpehusets bagvæg og pumpeakselen, og et andet sæt tætningsringe, som er således anbragt, at de hindrer udsivning af kølevæske, såsom kølevand, mellem akselen og et på ydersiden af bagvæggen monteret køleaggregat, hvilke sæt tætningsringe begge omfatter en stationær og en medløbende 10 ring, og hvor der mellem de to sæt tætningsringe er anbragt en forspændt fjederindretning, såsom en skruefjeder, som via trykringe trykker mod de stationære tætningsringe, og hvor der findes et skyllerør koaksialt med pumpeakselen.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2228296 og tysk patent-15 skrift nr. 3544872 kendes dobbelte glideringstætninger, med to rotorringe og to statorringe, som af en fælles i midten beliggende fjeder trykkes udad mod hver sin rotorring, og hvor der ledes kølevæske til og fra tætningen. Disse glide-tætninger virker ikke helt tilfredsstillende, fordi kølevæ-20 sken ikke kan optage varmen fra stator- og rotorringene hurtigt nok, og tætningerne ikke i tilstrækkelig grad er selvrensende .

Man har også længe ønsket at øge effektiviteten af akseltætningsindretningerne ved en centifugalpumpes aksel, dér hvor 25 akselen er ført gennem pumpehusets bagvæg, således at man reducerer uønsket udslip af pumpemedie.

Formålet med opfindelsen er at anvise en centrifugalpumpe af den oven for nævnte art, som yder en særlig effektiv køling af stator-og rotorringene og dermed også en effektiv tætning 30 ved det sted i bagvæggen, hvor akselen er ført igennem, idet man også stræber mod at gøre tætningsringene selvrensende og bruge kølevæsken som barrierevæske i forhold til pumpemediet.

DK 172332 B1 2

Centrifugalpumpen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at fjederindretningen udgøres af nævnte ene fjeder, såsom en skruefjeder, der er anbragt koaksialt med pumpeakselen uden på skyllerøret, at skyllerøret strækker sig ind under stator-5 ringene koaksialt med disse, og at statorringene og skyllerøret er styret radialt sådan, f.eks. via dele, der ligger an mod det omgivende hus, at der dannes spalter, der tillader kølevæsken at passere både uden på og inden i skyllerøret. Herved opnås en særligt god køling af de to tætninger, fordi 10 særligt statorringene køles effektivt. Dette på grund af en rask strøm af kølevæske parallelt med skyllerøret både uden på og udvendigt i dette ud for statorringene. Takket være de nævnte spalter kan kølevæsken cirkulere helt ud i krogene nær stator- og rotorringene, hvilket køler sidstnævnte bedre end 15 kendt. På grund af fjederindretningens rystelser, vil man i øvrigt få en effektiv selvrensning af diverse tætningsringe. Kølevæsken vil også fungere som en effektiv barrierevæske i forhold til pumpemediet i pumpehuset.

Ifølge opfindelsen kan trykringen have mindst et aksialt for-20 løbende fremspring, som samvirker med den anden statorrings endeflade, og som afgrænser en eller flere i hovedsagen radiale kanaler til fremme af cirkuleringen af kølevæske i det af statorringene, rotorringene, pumpehusets bagvæg, køleaggregatet, akselen og løbehjulet afgrænsede rum. Herved bli-25 ver der særligt gode muligheder for radial strømning af kølevæske inden i det nævnte rum.

Desuden kan ifølge opfindelsen såvel trykskiven som trykringen have dels et aksialt fremspring, som indgriber i den første henholdsvis den anden statorring, dels radiale frem-30 spring, som indgriber i køleaggregatet med henblik på at hindre rotation af statorringene. Dette har i praksis vist sig særlig effektivt, idet statorringene godt nok hindres i at rotere, men dog kan udføre små aksiale bevægelser (vibrationer) .

DK 172332 B1 3

Endvidere kan ifølge opfindelsen køleaggregatet dels have en kanal for tilføring af kølevæske, og som er anbragt i hovedsagen midt imellem trykskiven og trykringen, dels have en kanal for bortledning af kølevæske, og som er således an-5 bragt, at den kommunicerer med et andet ringformede kammer. Herved opnås en særlig effektiv cirkulation af kølevæske.

Endelig kan der ifølge opfindelsen mellem rotorringene og henholdsvis løbehjulets navdel og en ved motorhuset anbragt akseltilslutningsdel være indskudt tætnende O-ringe. Derved 10 kan den som barrierevæske virkende kølevæske arbejde særlig effektivt.

Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegningen, der viser en udførelsesform for en centrifugalpumpe ifølge op-15 findelsen set i længdesnit, idet store dele af pumpehuset, løbehjulet og pumpeakselen er fjernet.

Den i fig. 1 viste centrifugalpumpe har et løbehjul 1, som er monteret på en pumpeaksel 3, og som kan rotere inden i et pumpehus, af hvilket man i fig. 1 kun ser bagvæggen 4. Pumpe-20 husets forvæg befinder sig altså til højre for løbehjulet, men er for ikke at sløre det væsentlige ved opfindelsen fjernet. Til pumpehuset og pumpeakselen 3 er der sluttet en motor 5, som er antydet yderst til venstre i figuren. Mellem pumpeakselen 3 og pumpehusets bagvæg 4 er der, på det sted 25 hvor akselen er ført gennem et hul i bagvæggen, monteret en akseltætningsindretning 6. Denne omfatter et første sæt tætningsringe 10, som er anbragt mellem bagvæggen 4 og pumpeakselen 3, samt et andet sæt tætningsringe 11, som er således anbragt, at det hindrer udsivningen af kølevand mellem akse-30 len og et på bagvæggens 4 bagside fastmonteret, med cirkulerende kølevæske, såsom kølevand, forsynet køleaggregat 14. Sidstnævnte er fastmonteret på passende måde, f.eks. ved fastskruning, samtidig med, at der er indlagt en tætnende DK 172332 B1 4 elastisk ring, såsom en O-ring 26, mellem køleaggregatet og nævnte bagvæg. Den i køleaggregatet 14 cirkulerende væske køler ikke kun. Den tjener også som barrierevæske, dvs. at den kan være sat under et tryk, som er mindst lige så højt 5 som trykket i rummet 16 mellem løbehjulets 1 bagside og pumpehusets bagvæg 4.

Det første sæt tætningsringe 10 kan som vist bestå af en til bagvæggen 4, fortrinsvis indirekte, fastgjort første stator-ring 20, mod hvilken en med løbehjulets bagside la stift for-10 bundet første rotorring 25 kan ligge tætnende an. Mellem bagvæggen 4 og den første statorring 20 kan der findes et første ringformet kammer 21, hvori en første tætnende elastisk ring, såsom en O-ring 22, er indlagt.

Det andet sæt tætningsringe 11 kan som vist omfatte en i det 15 indre af køleaggregatet 14 og omkring akselen 3 placeret anden statorring 30, mod hvilken en anden, med akselen stift forbundet rotorring 35, kan ligge tætnende an. Mellem køleaggregatet 14 og den anden statorring kan der findes et andet ringformet kammer 31, hvori en anden tætnende ring, såsom en 20 O-ring 32 er indlagt.

Mellem de to sæt tætningsringe 10, 11 er der anbragt en forspændt fjederindretning, f.eks. en skruefjeder 12, der dels ligger an mod en trykskive 13, som selv ligger an mod det første sæt tætningsringe 10, dels ligger an mod en trykring 25 15, som selv ligger an mod det andet sæt tætningsringe 11.

Trykringen 15 er som vist sammenbygget med et inden for denne, men uden om pumpeakselen beliggende skyllerør 18, der som vist også strækker sig ind under statorringene 20 og 30. Skyllerrøret 18 er således placeret, at det kan tillade køle-30 væske at passere på både sin inderside og sin yderside.

De ringformede kamre 21 og 31, hvori O-ringene 22 og 3 2 befinder sig, kan have større aksial længde end diameteren d DK 172332 B1 5 af vedkommende O-rings tværsnit. Fortrinsvis har kamrene en længde på 1,1 - 1,5, f.eks. 1,2 - 1,3 gange d.

Trykskiven 13 kan som vist have mindst et aksialt fremspring 40, som indgriber i den første statorring 20, og kan også 5 have et eller flere radialt udadrettede fremspring 41, som indgriber i køleaggregatet 14 med henblik på at hindre rotation af statorringen 20 i forhold til køleaggregatet og dermed hindre rotation af statorringen i forhold til bagvæggen 4. På tilsvarende måde kan trykringen 15 være forsynet med 10 mindst et aksialt rettet fremspring 44, som samvirker med den anden statorring 30, ligesom trykringen 15 kan forsynes med mindst et radialt udadrettet fremspring 48, som indgriber i køleaggregatet 14, således at statorringen hindres i at rotere i forhold til køleaggregatet og dermed hindres i at 15 rotere i forhold til bagvæggen 4.

Trykringens 15 aksialt rettede fremspring 44 kan sammen med den anden statorrings 30 ene endeflade afgrænse en eller flere i hovedsagen radiale kanaler 47 til fremme af cirkuleringen af kølevæske i det af statorringene 20, 30, rotorrin-20 gene 25, 35, pumpehusets bagvæg 4, køleaggregatet 44, akselen 3 og løbehjulet 1 afgrænsede rum.

Til dette rum kan der tilføres kølevæske via en i køleaggregatet 14 tildannet indføringskanal 46, som indmunder i hovedsagen midt imellem trykskiven 13 og trykringen 15. Køle-25 væske kan ledes bort fra det nævnte rum via en bortlednings-kanal 49 i køleaggregatet. Bortledningskanalen 49 kan som vist befinde sig ud for det andet ringkammer 31. Idet kølevæsken passerer ind gennem kanalen 46, vil den strømme ind til ydersiden af skyllerøret og derefter passere hen til et 30 af statorringen 20 og rotorringen 25 fastlagt rum 49', hvorefter den vil strømme mod venstre gennem kanaler mellem pumpeakselen 3 og skyllerøret 18. Når kølevæsken er nået hen til et af statorringen 3 0 og rotorringen 35 afgrænset rum 52', vil kølevæsken igen strømme mod højre, idet den strømmer

Claims

5 Mellem rotorringen 25 og løbehjulets 1 navdel kan der som vist være indlagt en O-ring 52. Ligeså kan der mellem den på motorhuset anbragte akseltilslutningsdel 5 og den anden rotorring 35 være indskudt en tætnende O-ring 53. Patentkrav 10 -------------------

1. Centrifugalpumpe med løbehjul (1), pumpeaksel (3) og pumpehus (4) og en til pumpehuset og pumpeakselen sluttet motor (5) , og hvor der omkring pumpeakselen (3) findes en akseltætningsindretning (6) , som har et første sæt tætnings- 15 ringe (10), som er anbragt mellem pumpehusets bagvæg (4) og pumpeakselen (3) , og et andet sæt tætningsringe (11), som er således anbragt, at de hindrer udsivning af kølevæske, såsom kølevand, mellem akselen og et på ydersiden af bagvæggen (4) monteret køleaggregat, hvilke sæt tætningsringe begge omfat-20 ter en stationær (20, 30) og en medløbende (25, 35) ring, og hvor der mellem de to sæt tætningsringe (10, 11) er anbragt en forspændt fjederindretning (12), såsom en skruefjeder, som via trykringe (13, 15) trykker mod de stationære tætningsringe, og hvor der findes et skyllerør (18) koaksialt med pumpe-25 akselen (3), kendetegnet ved, at fjederindretningen, såsom skruefjederen, er anbragt koaksialt med pumpeakselen (3) uden på skyllrøret (18), at skyllerøret (18) strækker sig ind under statorringene (20, 30) koaksialt med disse, og at statorringene (20, 30) og skyllrøret er styret radialt 30 sådan, f.eks. via dele (22, 32), der ligger an mod det omgivende hus (4, 14), at der dannes spalter, der tillader kølevæsken at passere både uden på og inden i skyllerøret (18). DK 172332 B1 7

2. Centrifugalpumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trykringen (15) har mindst et aksialt forløbende fremspring (44), som samvirker med den anden statorrings (32) ene endeflade, og som afgrænser en eller flere i hovedsagen 5 radiale kanaler (47) til fremme af cirkuleringen af kølevæske i det af statorringene (20, 30), rotorringene (25, 35), pumpehusets bagvæg (4) , køleaggregatet (14), akselen (3) og løbehjulet (1) afgrænsede rum.

3. Cent rif ugaJLpumpe ifølge krav 1 eller 2, kendeteg-10 net ved, at såvel trykskiven (13) som trykringen (15) har dels et eller flere aksiale fremspring (40, 44), som indgriber i den første (20) henholdsvis den anden statorring (30), dels et eller flere radiale fremspring (41, 48), som indgriber i køleaggregatet (14) med henblik på at hindre rotation 15 af statorringene (20, 30).

4. Centrifugalpumpe ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at køleaggregatet (14) dels har en kanal (46) for til føring af kølevæske, og som er anbragt i hovedsagen midt imellem trykskiven (13) og trykringen (15), dels har en kanal 20 (49) for bortledning af kølevæske, og som er således anbragt, at den kommunicerer med et andet ringformede kammer (31). 1 Centrifugalpumpe ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der mellem rotorringene (25, 35) og henholdsvis løbehjulets (1) navdel og en ved motorhuset anbragt 25 akseltilslutningsdel (5) er indskudt tætnende O-ringe (52, 53) .