EP0718530A1 - Pumpenaggregat - Google Patents
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- F04D29/605—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to a pump unit, in particular with a propeller pump, comprising a delivery pipe with a suction port receiving the pump propeller and a pressure port going behind it, and a bearing bracket receiving the propeller shaft with its bearings, the delivery pipe between the two ports having a seal housing concentrically surrounding the pump shaft, which accommodates a mechanical seal in a cartridge design to seal the shaft passage, as well as with a motor arranged on a motor console and a belt drive for driving the propeller pump.
- Pump units of the type mentioned are known. They are particularly suitable for the delivery of large quantities with comparatively low delivery levels. They are particularly suitable for drainage in corridors, water drainage in construction pits and generally for lowering water, for example in civil engineering, open-cast mining areas or as circulation pumps in evaporation or crystallization systems.
- a propeller pump Due to its design, a propeller pump has a bearing bracket in the manner of a lantern with roller bearings for the propeller shaft arranged at a distance outside its delivery pipe.
- a mechanical seal is located between these and the delivery pipe, which seals the pressure chamber of the pump against the bearing bracket and its rolling bearings.
- the sealing effect of this mechanical seal is effected in a known manner by sliding rings which seal both against the conveying medium and against the atmosphere, the space between the sealing rings being acted upon by a blocking medium which takes over the lubrication and cooling of the sliding rings. Nevertheless, this mechanical seal is a wearing part, which must be removed at certain intervals and replaced by a new part according to its stress.
- the invention has for its object to improve the design of a pump unit with a propeller pump in order to avoid this, while avoiding the aforementioned difficulties when replacing a mechanical seal, in particular without dismantling the pump shaft and its drive, by removing the housing of the mechanical seal in the direction of the propeller to be removed.
- the housing of the mechanical seal has a circumferential groove in the front region into which a two-part or multi-part support ring can be inserted, with which the housing axially supports, whereas it can be clamped against the support ring from the other side by means of a clamping ring using clamping screws.
- the design according to the invention enables the removal of the complete mechanical seal including its housing and the shaft sleeve after removing the propeller in the direction of the free end of the pump shaft.
- the clamping screws are first loosened and at least partially removed, so that the support ring can then be pulled out of the circumferential groove, after which at least some of the clamping screws are screwed in again and used as a removal aid in the sense that the mechanical seal housing is screwed down by means of the clamping screw nuts together with the shaft sleeve are pushed out of the centering collar of the pump housing.
- the mechanical seal can be removed from its housing and replaced with a new mechanical seal, after which the housing is pushed in the opposite direction through the sleeve until the circumferential groove is flush with the centering collar, after which the two-part or multi-part support ring is inserted into the circumferential groove and then the clamping screws are screwed into the flange formed on the sleeve, then the clamping ring is placed on the housing of the mechanical seal from above and after screwing the nuts onto the clamping screws, these are tightened and thus tightened the housing is clamped between the support ring and the clamping ring.
- Figure 1 shows a pump unit with a propeller pump.
- This comprises a delivery pipe (1) with a suction port (2) receiving the pump propeller (10) and a pressure port (3) going out behind it, and a bearing bracket (14) receiving the propeller shaft (11) with its bearings (12, 13).
- the delivery pipe (1) has a sleeve (15) concentrically surrounding the propeller shaft (11) between the two nozzles (2, 3), which has a mechanical seal housing (21, 21 ') together with one on the shaft in a centering collar (16) (11) arranged shaft sleeve (22). This is sealed off from the shaft (11) by means of a sealing element (29, Fig. 2).
- the installation and removal of the mechanical seal housing (21, 21 ') is advantageously facilitated by the fact that the installation space (40) surrounding the housing, for example, by a removable drip pan (41) can also be made accessible for picking up and draining off any leaks that may occur.
- the bearing bracket (14) is on a pump housing (46) receiving the delivery pipe (1) and next to or below it on a support unit (47) is a motor bracket (43) with the motor (44) and a belt drive (45) for driving the propeller pump arranged.
- the mechanical seal housing (21, 21 ') has a circumferential groove (23) in the front or lower area (21) into which a two-part or multi-part support ring (24) can be inserted, with which the housing (21, 21 ') is axially supported, whereas it can be braced against the support ring (24) from the other side by means of a clamping ring (25) using, for example, four clamping screws (26).
- the measure can be taken that the mechanical seal (20) is formed in two parts in the axial direction and each part (21, 21 ') is provided with a connection bore (18, 19) for flushing liquid.
- an expedient embodiment of the invention provides that the tensioning screws (26) can be screwed into a flange (17) formed on the inside of the sleeve (15), spaced apart in the circumferential direction, and arranged adjacent to the outer circumference of the parts of the support ring (24) .
- the clamping screws (26) also serve to securely hold the support ring (24) inserted into the circumferential groove (23), so that no further securing elements are required to seat and hold it in the groove (23).
- the mechanical seal (20) is shown in section. It comprises the housing (21) which is fitted at one end into the centering collar (16) of the sleeve (15) and is clamped between the support ring (24) and the clamping ring (25) by the screws (26). Furthermore, the mechanical seal (20) comprises the shaft sleeve (22) which rotates with the shaft (11) and which is sealed against the shaft (11) with the sealing ring (29) at a snug fit. Between there are two sliding ring pairs (50, 51) and (52, 53) in a two-stage arrangement, each of which cooperate with one another as sealing ring pairs.
- the rings (50) and (52) are each supported on support rings (54, 55), which in turn are held axially on shoulders (60, 61) of the shaft sleeve (22).
- the sealing rings (50, 52) rotate with the shaft (11), while the counter-sealing rings (51, 52) in the housing (21) are held non-rotatably.
- Elastic sealing lips (56) and (57) are arranged between each pair of sliding rings (50, 51) and (52, 53).
- the mechanical seal (20) thus consists of functionally well-proven individual parts and, due to its double-stage arrangement, is reliably sealed both from the conveying medium from one side and from the atmosphere from the other side.
- the replacement of the mechanical seal (20) present as a wearing part is made considerably easier and simpler, as a result of which downtimes and costs are avoided or reduced.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat, insbesondere mit einer Propellerpumpe, umfassend ein Förderrohr mit einem den Pumpenpropeller aufnehmenden Saugstutzen und einem dahinter abgehenden Druckstutzen sowie einen die Propellerwelle mit ihren Lagerungen aufnehmenden Lagerträger, wobei das Förderrohr zwischen den beiden Stutzen ein die Pumpenwelle konzentrisch umgebendes Dichtungsgehäuse aufweist, das eine Gleitringdichtung in Cartridge-Ausführung zur Abdichtung des Wellendurchtritts aufnimmt, sowie mit einem an einer Motorkonsole angeordneten Motor und einem Riementrieb zum Antrieb der Propellerpumpe.
- Pumpenaggregate der genannten Art sind bekannt. Sie eignen sich besonders zur Förderung großer Fördermengen bei vergleichsweise geringen Förderhöhen. Sie eignen sich bevorzugt zur Flurentwässerung, Wasserhaltung an Baugruben und allgemein zur Wasserabsenkung, beispielsweise im Tiefbau, Tagebau- Abbaugebieten oder als Umwälzpumpen in Eindampf- bzw. Kristallisationsanlagen.
- Bauartbedingt besitzt eine Propellerpumpe außerhalb ihres Förderrohres einen Lagerträger nach Art einer Laterne mit im Abstand angeordneten Wälzlagern für die Propellerwelle.
- Zwischen diesen und dem Förderrohr befindet sich eine Gleitringdichtung, die den Druckraum der Pumpe gegenüber dem Lagerträger und seinen Wälzlagern abdichtet. Die Dichtwirkung dieser Gleitringdichtung wird in bekannter Weise durch Gleitringe bewirkt, die sowohl gegen Fördermedium als auch gegen Atmosphäre abdichten, wobei der Raum zwischen den Dichtringen von einem Sperrmedium beaufschlagt ist, welches die Schmierung und Kühlung der Gleitringe übernimmt. Gleichwohl ist diese Gleitringdichtung ein Verschleißteil, welches entsprechend seiner Beanspruchung in gewissen Zeitabständen ausgebaut und durch ein neues Teil ersetzt werden muß.
- Bisher erforderte der Austausch der Gleitringdichtung einen umständlichen, zeitraubenden und somit erheblich kostenträchtigen Aufwand. Dazu mußte zunächst der Propeller nach vorne abgenommen werden, sodann der Motor in eine Entspannungsstellung für den Riementrieb gebracht und dieser von der Riemenscheibe der Pumpenwelle abgenommen werden. Sodann wurde der Lagerträger zusammen mit der darin gelagerten Pumpenwelle und mit der Gleitringdichtung aus dem Dichtungseinsatz herausgezogen, worauf erst dann der eigentliche Ausbau der Gleitringdichtung und Einbau einer neuen Gleitringdichtung vorgenommen werden konnte.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauart eines Pumpenaggregates mit einer Propellerpumpe zu verbessern, um unter Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten beim Auswechseln einer Gleitringdichtung diese insbesondere ohne Demontage der Pumpenwelle und ihres Antriebes auswechseln zu können, und zwar durch Ausbau des Gehäuses der Gleitringdichtung in Richtung des abzunehmenden Propellers.
- Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Pumpenaggregat der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß das Gehäuse der Gleitringdichtung im vorderen Bereich eine Umfangsnut aufweist, in die ein zwei- oder mehrteiliger Stützring einlegbar ist, mit dem sich das Gehäuse axial abstützt, wogegen es von der anderen Seite durch einen Spannring mittels Spannschrauben gegen den Stützring verspannbar ist.
- Mit großem Vorteil ermöglicht die erfindungsgemäße Bauart den Ausbau der kompletten Gleitringdichtung einschließlich ihres Gehäuses und der Wellenhülse nach Abnehmen des Propellers in Richtung zum freien Ende der Pumpenwelle. Dazu werden zunächst die Spannschrauben gelöst und mindestens teilweise entfernt, sodaß anschließend der Stützring aus der Umfangsnut herausgezogen werden kann, wonach zumindest ein Teil der Spannschrauben wieder eingeschraubt und als Ausbauhilfe in dem Sinne verwendet werden, daß durch Niederschrauben des Spannrings mit Hilfe der Spannschraubenmuttern das Gleitringdichtungsgehäuse zusammen mit der Wellenhülse nach vorn aus dem Zentrierbund des Pumpengehäuses herausgedrückt werden. Nunmehr kann die Gleitringdichtung aus ihrem Gehäuse entfernt und durch eine neue Gleitringdichtung ersetzt werden, wonach in umgekehrter Richtung das Gehäuse durch die Muffe hindurch soweit geschoben wird, bis die Umfangsnut mit dem Zentrierbund bündig ist, wonach der zwei- oder mehrteilige Stützring in die Umfangsnut eingeschoben und anschließend die Spannschrauben in den an der Muffe ausgebildeten Flansch eingeschraubt, sodann von oben her der Spannring auf das Gehäuse der Gleitringdichtung aufgelegt und nach Aufschrauben der Muttern auf die Spannschrauben diese festgezogen und damit das Gehäuse zwischen Stützring und Spannring verspannt wird.
- Weitere Ausgestaltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen. Die Erfindung wird in Zeichnungen anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispieles gezeigt, woraus weitere wesentliche Einzelheiten erkennbar sind.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- im Schnitt das vollständige Pumpenaggregat,
- Fig. 2
- im Schnitt eine Gleitringdichtung mit Gehäuse in eingebautem Zustand,
- Fig. 3
- im Schnitt eine Gleitringdichtung.
- Figur 1 zeigt ein Pumpenaggregat mit einer Propellerpumpe. Diese umfaßt ein Förderrohr (1) mit einem den Pumpenpropeller (10) aufnehmenden Saugstutzen (2) und einem dahinter abgehenden Druckstutzten (3) sowie einen die Propellerwelle (11) mit ihren Lagerungen (12, 13) aufnehmenden Lagerträger (14). Das Förderrohr (1) weist zwischen den beiden Stutzen (2, 3) eine die Propellerwelle (11) konzentrisch umgebende Muffe (15) auf, die in einem Zentrierbund (16) ein Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') zusammen mit einer auf der Welle (11) angeordneten Wellenhülse (22) aufnimmt. Diese ist gegenüber der Welle (11) mittels Dichtelement (29, Fig. 2) abgedichtet. Mit Vorteil wird der Ein- und Ausbau des Gleitringdichtungsgehäuses (21, 21') dadurch erleichtert, daß der das Gehäuse umgebende Einbauraum (40) beispielsweise durch eine abnehmbare Auffangwanne (41) auch zur Aufnahme und Abführung eventuell auftretender Leckagen zugänglich gemacht werden kann.
- Auf einem das Förderrohr (1) aufnehmenden Pumpengehäuse (46) ist der Lagerträger (14) und daneben bzw. darunter an einer Trageinheit (47) eine Motorkonsole (43) mit dem Motor (44) und einem Riementrieb (45) zum Antrieb der Propellerpumpe angeordnet.
- Wie Figur 2 in einer vergrößerten Teildarstellung zeigt, weist das Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') im vorderen bzw. unteren Bereich (21) eine Umfangsnut (23) auf, in die ein zwei- oder mehrteiliger Stützring (24) einlegbar ist, mit dem sich das Gehäuse (21, 21') axial abstützt, wogegen es von der anderen Seite durch einen Spannring (25) mittels beispielsweise vier Spannschrauben (26) gegen den Stützring (24) verspannbar ist.
- Es ist ersichtlich, daß entsprechend dem weiter oben beschriebenen Ausbau des Gleitringdichtungsgehäuses (21, 21') dieses nach Lösen der Spannschrauben (26) und Entfernen des Stützringes (24) aus dem Zentrierbund (16) nach vorne oder unten ausgebaut und von der Welle (11) abgestreift werden kann. Beim Herausdrücken des Gehäuseteils (21) aus einem entsprechend tolerierten Paßsitz im Zentrierbund (16) können die Spannschrauben (26) als Montagehilfe verwendet werden. Vor dem Stützring (24) sind die Gehäuseteile (21, 21') bevorzugt nur noch mit Gleitsitz ausgebildet, weshalb der weitere Ausbau - und umgekehrt Wiedereinbau - problemlos durchführbar ist.
- Eine Ausgestaltung sieht im Interesse eines problemlosen Ausbaus der Wellenhülse (22) aus dem Gleitringdichtungsgehäuse (21) vor, daß diese von ihrem propellerseitigen Ende her mit Schultern (30 - 32) ausgebildet ist. Ferner ist die Wellenhülse (22) von einem in eine Umfangsnut (36) an ihrem oberen Ende einklipsbaren Sicherungselement (37) wie beispielsweise einem Sprengring oder einem anderen dem Fachmann bekannten Sicherungselement, axial gehalten und nach dessen Entfernung problemlos ausbaubar.
- Zur Erleichterung von Ausbau bzw. Wiedereinbau der Gleitringdichtung kann die Maßnahme getroffen sein, daß die Gleitringdichtung (20) in axialer Richtung zweiteilig ausgebildet und jeder Teil (21, 21') mit einer Anschlußbohrung (18, 19) für Spülflüssigkeit versehen ist. Weiter sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Spannschrauben (26) in einen an der Innenseite der Muffe (15) ausgebildeten Flansch (17), in Umfangsrichtung beabstandet, einschraubbar und am äußeren Umfang der Teile des Stützringes (24) anliegend angeordnet sind. Auf diese Weise dienen die Spannschrauben (26) zugleich zum sicheren Halt des in die Umfangsnut (23) eingesetzten Stützringes (24), sodaß zu dessen Sitz und Halt in der Nut (23) keine weiteren Sicherungselemente mehr erforderlich sind.
- In der Figur 3 ist die Gleitringdichtung (20) im Schnitt dargestellt. Sie umfaßt das Gehäuse (21), welches an einem Ende in den Zentrierbund (16) der Muffe (15) eingepaßt und zwischen dem Stützring (24) und dem Spannring (25) durch die Schrauben (26) verspannt ist. Weiterhin umfaßt die Gleitringdichtung (20) die mit der Welle (11) mitdrehende Wellenhülse (22), die gegenüber der Welle (11) mit dem Dichtring (29) an einem Paßsitz abgedichtet ist. Dazwischen befinden sich in zweistufiger Anordnung zwei Gleitringpaare (50, 51) und (52, 53), die jeweils als Dichtringpaare miteinander zusammenwirken. Die Ringe (50) und (52) stützen sich jeweils an Stützringen (54, 55) ab, die ihrerseits an Schultern (60, 61) der Wellenhülse (22) axial gehalten sind. Die Dichtringe (50, 52) drehen sich mit der Welle (11) mit, während die Gegendichtringe (51, 52) im Gehäuse (21) undrehbar gehalten sind. Zwischen jeweils einem Gleitringpaar (50, 51) bzw. (52, 53) sind elastische Dichtlippen (56) und (57) angeordnet. Die Gleitringdichtung (20) besteht somit aus funktionell bestens bewährten Einzelteilen und ist infolge ihrer doppelstufigen Anordnung sowohl gegenüber dem Fördermedium von einer Seite her, als auch gegenüber der Atmosphäre von der anderen Seite her zuverlässig dicht.
- Mit der Bauart nach der Erfindung wird das Auswechseln der als Verschleißteil vorhandenen Gleitringdichtung (20) wesentlich erleichtert und vereinfacht, wodurch Ausfallzeiten und Kosten vermieden bzw. vermindert werden.
Claims (5)
- Pumpenaggregat, insbesondere mit einer Propellerpumpe, umfassend ein Förderrohr (1) mit einem den Pumpenpropeller (10) aufnehmenden Saugstutzen (2) und einem dahinter abgehenden Druckstutzen (3) sowie mit einem die Propellerwelle (11) mit ihren Lagerungen (12, 13) aufnehmenden Lagertrager (14), wobei das Förderrohr (1) zwischen den beiden Stutzen (2, 3) ein die Propellerwelle (11) konzentrisch umgebendes Dichtungsgehäuse (21, 21') aufweist, das eine Gleitringdichtung (20) in Cartridge-Ausführung zur Abdichtung des Wellendurchtritts aufnimmt, sowie mit einem an einer Motorkonsole (43) angeordneten Motor (44) und einem Riementrieb (45) zum Antrieb der Propellerpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21, 21') der Gleitringdichtung (20) im vorderen Bereich eine Umfangsnut (23) aufweist, in die ein zwei- oder mehrteiliger Stützring (24) einlegbar ist, mit dem sich das Gehäuse (21, 21') axial abstützt, wogegen es von der anderen Seite her durch einen Spannring (25) mittels Spannschrauben (26) gegen den Stützring (24) verspannbar ist.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhülse (22) von ihrem propellerseitigen Ende her mit Schultern (30 - 32) bzw. (60, 61) ausgebildet ist, an welchen Stützringe (54, 55) zur Abstützung von Dichtringen (50, 52) anliegen.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhülse (22) von einem in eine Umfangsnut (36) am äußeren Ende einklipsbaren Sicherungselement (37), z. B. einem Sprengring, axial gehalten ist.
- Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) der Gleitringdichtung (20) in axialer Richtung zweiteilig ausgebildet und jeder Teil (21, 21') mit einer Anschlußbohrung (18, 19) für Spülflüssigkeit versehen ist.
- Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschrauben (26) in einen an der Innenseite der Muffe (15) ausgebildeten Flansch (17), in Umfangsrichtung beabstandet, einschraubbar und am äußeren Umfang der Teile des Stützringes (24) anliegend angeordnet sind.
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