EP2304246A1 - Apparatus for impeller sealing in centrifugal pumps - Google Patents

Apparatus for impeller sealing in centrifugal pumps

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Publication number
EP2304246A1
EP2304246A1 EP09745466A EP09745466A EP2304246A1 EP 2304246 A1 EP2304246 A1 EP 2304246A1 EP 09745466 A EP09745466 A EP 09745466A EP 09745466 A EP09745466 A EP 09745466A EP 2304246 A1 EP2304246 A1 EP 2304246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
impeller
pump housing
sealing
pump
Prior art date
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Application number
EP09745466A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP2304246B1 (en
Inventor
Uwe Würdig
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2304246A1 publication Critical patent/EP2304246A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2304246B1 publication Critical patent/EP2304246B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel

Definitions

  • the invention relates to a device for impeller sealing in centrifugal pumps for fluid media.
  • the device serves to the construction of centrifugal pumps existing gap between the impeller and the
  • Gap seal provided pump used.
  • Centrifugal pumps of different designs are used for the transport of fluid media, in particular liquids in very large numbers.
  • the pumps consist of one or more impellers arranged on a shaft, which, driven by a motor, move in a corresponding free space of a pump housing (also referred to as housing bore).
  • a respective impeller generates a negative pressure at its impeller inlet side, at which the inflow for the fluid medium to be conveyed is located.
  • the medium is entrained at or in the impeller and transported by this in the course of the rotational movement to the impeller outlet on the pressure side of the impeller.
  • a gap between the impeller and the inner wall of the pump housing is essential. This is designed depending on the housing shape and impeller shape as axial or radial gap.
  • DE 199 60 160 A1 describes a device for optimizing the gap width in centrifugal pumps. After the solution described, a bead is formed on the outer circumference of the free end of a pump impeller. This bead is guided when inserting the impeller in the pump housing behind a sealing collar, which is formed on a housing arranged in the split ring. As a result, a very small gap size is achieved.
  • the sealing collar according to the solution is a rigid element, there is a risk that it may become if deposits form on it, runs into the impeller above the bead formed on the impeller. In addition, a mass transport from the pressure side to the suction side is not prevented by the remaining small gap, so that the risk of braid formation and finally the clogging of the gap is not eliminated.
  • the arrangement is comparatively complicated and insofar not self-sealing, as that is expected to increase very quickly by an occurring at the elastic elements during operation of the pump abrasion of the already remaining minimum residual gap.
  • the areas in which the springs are arranged not self-sealed.
  • deposits may form on the springs and block them, so that they can no longer exert the pressure required for extensive gap sealing on the elements pressing against the rotor wheel.
  • the risk of shrinkage of partially applied with larger surface areas on the impeller elastic elements is given in the corresponding contact surface, which also a disabling of the seal after a relatively low operating time of the pump is to be expected.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for impeller sealing in centrifugal pumps, through which in a very simple construction of the device, the mass transfer between the pressure side of the impeller of a centrifugal pump and the impeller inlet permanently reliably prevented, but still an unobstructed rotational movement of the wheels or in the pump housing is made possible.
  • the device By means of the device to be created, in particular even when used in sewage pumps such mass transport and thus braid formation in the gap area are to be prevented.
  • the device should allow both the factory equipment of pumps as well as be retrofitted.
  • the device according to the invention can be used both in centrifugal pumps with an axial gap and in those with a radial gap, depending on the geometry of their elements and their structural arrangement in the pump, as already stated. Furthermore, both single-stage and multi-stage centrifugal pumps, that is centrifugal pumps with more than one impeller, factory or in the course of retrofitting can be equipped with the inventive device.
  • a sealing ring is arranged between the pressure side and the suction side of the at least one impeller to solve the problem in the pump housing of the equipped or retrofitted centrifugal pump, which consists of a rigid pressure ring and one with the pressure ring connected annular elastic sealing lip consists. The sealing lip is connected in the region of its inner diameter with the pressure ring.
  • the sealing lip is inclined against a formed on the peripheral contour in the region of the impeller inlet on the impeller sliding surface.
  • the sealing ring formed as described above acts according to the invention held on the pump housing actuator.
  • the sealing ring is positioned with respect to the sliding surface and at the same time its sealing lip in the protruding from the pressure ring and / or biased the diameter of the pressure ring portion biased against the sliding surface of the impeller.
  • the sealing ring is thereby positioned and its sealing lip biased so that it rests with a radially outer end of the aforementioned area in the operation of the pump on the sliding surface.
  • the adjustment to be made on the actuator may be such that the sealing lip abuts only slightly (very low bias) on the corresponding sliding surface of the impeller in the resting state of the pump and the concerns of the radially outer end of the sealing lip on the sliding surface during operation of the pump In addition, between its pressure side and the suction side existing pressure difference is ensured safe.
  • the sealing device is designed so that due to the deformability of the projecting for this purpose in sufficient length of the pressure ring and / or him sufficient extent with respect to its diameter region of the sealing lip and the bias generated by means of the actuator in the sealing lip bias a permanent as well self-adjusting complete sealing of the gap is given.
  • the sealing ring is adjusted by means of the actuator with regard to its position and the preloading of its sealing lip such that the radially outer end of the sealing lip just touched the wear ring with the lowest possible bias voltage.
  • the sliding surface is part of a fixed in the region of the impeller inlet on the peripheral contour of the impeller rigid wear ring.
  • the abovementioned wear ring can already be arranged on the impeller at the factory on a pump equipped with the device according to the invention or can be fastened in the course of a retrofit with appropriate reworking of the impeller.
  • the wear ring is made of a particularly wear-resistant material such as stainless steel, ceramic or a special composite, or it is at least provided with a special wear protection coating.
  • the wear-resistant sliding surface is preferably realized by applying a wear ring on the impeller in the impeller inlet.
  • the sealing ring is, as already stated, realized by a rigid pressure ring and an elastic sealing lip connected to it, wherein the pressure ring also consists of a wear-resistant material, preferably metal.
  • the sealing lip in the case of a metallic pressure ring, consists of an elastomer and is connected to the pressure ring by vulcanization.
  • the invention can be advantageously further developed by the fact that in the elastomer for mechanical stabilization, a reinforcing material, preferably a metal mesh, is embedded.
  • a reinforcing material preferably a metal mesh
  • the geometry of the elastic, preferably made of an elastomer or rubber sealing lip is advantageously designed so that the thickness is reduced radially outward.
  • the sealing lip due to the pressure difference existing between the pressure side and the impeller inlet on the suction side, it is nevertheless ensured that the sealing lip, at least during operation of the centrifugal pump, rests in a sliding manner and completely seals the gap against the sliding surface of the associated impeller.
  • the gap seal due to the bias of the elastic sealing lip against the sliding surface is self-adjusting so far as the sealing lip, even if it gradually abrades in the course of operation, due to the given during operation pressure difference between the pressure and the suction side up to a certain Wear level is still sealing against the sliding surface when the pump is in operation.
  • a complete sealing of the gap during operation of the pump by which an accumulation of solids and / or contained in the conveyed medium fibrous components in the gap region and thus clogging by braid formation is effectively prevented even when used in wastewater, even then still be given when the sealing lip is no longer applied to the sliding surface when the pump is switched off due to material wear.
  • the bias in the elastic sealing lip of the sealing ring is achieved by suitable positioning of the sealing ring in the pump housing or in relation to the sliding surface, wherein the sealing ring is supported on a present in the interior of the pump housing abutment so that on its sealing lip a certain Pressure is exercised.
  • the solution according to the invention may possibly also be realized by an already existing split ring fixed in the pump housing acting as an abutment, as is customary for setting a predetermined gap width in pumps of the prior art, after corresponding reworking according to the invention with a counterpart, a likewise retrofitted wear ring of the impeller or its sliding surface inclined sealing lip is connected by mechanical fastening or vulcanization.
  • the actuator acting on the sealing ring is designed as an adjusting ring adjustable in the axial direction with respect to its position, which acts directly on the sealing ring.
  • the sealing lip is in this embodiment at least during operation of the centrifugal pump, slidably disposed on a preferably orthogonal to the axial direction or pump axis outer surface of the wear ring, wherein the axial direction is given by the direction of the longitudinal extent of the one impeller or possibly more impellers driving motor shaft ,
  • the position of the adjusting ring by means of two or more, with respect to the circumference of the adjusting ring approximately equally distributed arranged adjusting screws adjustable, which are each brought into engagement with a pump housing in the axial direction extending thread.
  • the threads for the screws are preferably formed in threaded holes, which are passed in the axial direction through the pump housing.
  • the threads for the screws of the actuator are each arranged in a part in the arranged on the outer circumference of the housing ring circular segment-shaped recesses and another part in corresponding to these recesses of the housing ring and together with these preferably each a full circle enclosing, annular recesses of the pump housing educated.
  • the adjusting ring has an external thread and is brought into engagement with a correspondingly arranged internal thread of the pump housing. The axial position of the adjusting ring is thus adjustable within the centrifugal pump by rotating the adjusting ring in the internal thread of the pump housing.
  • the device according to the invention according to an advantageous development of locking screws, by means of which the collar in the respective can be fixed for him set position and position.
  • the device according to the invention is suitable for the original equipment of centrifugal pumps as well as their retrofitting. Therefore, the device according to an intended for retrofitting training is designed so that their respective elements are components of a kit, which is also attached to a drilling template or a jig for the correct position arrangement of the screws and optionally for the locking screws to be formed threaded holes.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to embodiments. In this case, the explained examples relate to variants which are suitable, in particular, for the conversion of pumps which were not previously provided with a corresponding device.
  • Fig. 1 a corresponding to a possible embodiment of the device according to the invention with this retrofitted centrifugal pump
  • Fig. 2 an enlarged section of the pump according to Fig. 1 with the
  • FIG. 3a, 3b the according to the embodiment of FIG. 1 and FIG. 2 additionally inserted into the housing of the pump housing ring,
  • Fig. 1 shows an example of a retrofitted with the device according to the invention centrifugal pump, the pump is shown for better illustration with an outbreak in the pump housing 1.
  • the example shown relates to the conversion of a centrifugal pump, in which the impeller 2 is designed in the form of a channel wheel.
  • This and the other explained in connection with the drawings embodiment relates to an embodiment in which connected to the pressure ring 7 and this together with the sealing ring forming annular elastic sealing lip 8 is biased by means of an acting on the sealing ring 9 and the sliding surface. 6 'is formed on a attached to the impeller 2 Schl constitutionring 6.
  • the pump consists of the pump housing 1 in which the arranged on a motor shaft not shown impeller 2 or channel wheel during operation of the pump in the circumferential direction u moves.
  • the motor also not shown here, is flange-mounted on the pump housing 1 on the right-hand side of the pump so that the motor shaft extends in the axial direction a.
  • the gap to be sealed is formed, in which it is due to the design of the pump shown in the example is an axial gap. This gap is completely sealed by means of the, in the enlarged section of Fig. 2 again better illustrated inventive device against mass transfer between the pressure side 3 of the pump and the impeller inlet 5 on the suction side 4 of the pump.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the centrifugal pump which has been retrofitted or retrofitted with the device according to the invention for impeller sealing according to FIG. 1, in a sectional view.
  • a shoulder has been formed by twisting on the outer contour of the impeller 2.
  • highly wear-resistant wear ring 6 was attached and by means of several screws to the impeller 2.
  • previously distributed on the circumference corresponding with the counterbores of the wear ring 6 corresponding threaded holes are introduced into the impeller 2.
  • a preferably metallic housing ring 1 1 has been added to reduce the in this pump on the side of the impeller inlet 5 relatively large diameter of the housing bore addition, the training in Figs.
  • the housing ring 1 1 has a plurality of annular recesses 12, which are each provided with a first part of a thread and, together with corresponding, incorporated in the pump housing 1 and provided with the associated second part of the thread recesses each include a full circle or circular cylinder.
  • each set screws 10 are brought into engagement.
  • the adjusting ring 9 in the axial direction a is movable.
  • the adjusting screws 10 serve at the same time for fastening the housing ring 1 1 in the pump housing 1.
  • adjusting ring 9 presses against the flexible portion 8 'of the sealing lip 8 of the adjusting ring 9 and the wear ring 6 arranged Sealing ring, wherein the pressing force with which the sealing lip 8 is pressed against the wear ring 6, is dependent on the adjustable by means of screws 10 position of the adjusting ring 9.
  • the respectively set and adjustable if necessary position of the adjusting ring 9 is by means of an inner bore of the Set screws 10 guided and each brought with a threaded hole in the adjusting ring 9 engaged locking screws 15, which are presently designed as lag screws, fixed.
  • the screw heads of the captive arranged locking screws 15 reach a shoulder of the inner bore of the respective screw 10 to the plant.
  • the sealing ring consists of a rigid metallic pressure ring 7 to which the annular rubber sealing lip 8 is screwed in the example shown.
  • a compound of the rigid pressure ring 7 with the sealing lip 8 by vulcanization is more advantageous.
  • the sealing lip 8 is biased by the adjusting ring 9 so that it, as shown in the figure, with the pump off only with respect to its outer peripheral end 8 "of the pressure ring 7 superior flexible portion 8 'on the wear ring. 6
  • the sealing lip 8 is pressed closer to the wear ring 6 with complete sealing of the axial gap due to the pressure difference between the pressure side 3 of the pump and the impeller inlet 5 of the suction side 4.
  • the sealing lip 8 is only slidable with the outer end 8 "of the area 8 'on the wear ring 6, so that the rotational movement of the impeller 2 of the pump is still possible. Due to the applied to the sealing lip 8 bias remains while the sliding contact with the sliding surface 6 even with operationally occurring axial and / or radial vibrations of the impeller 2 always exist. It is thus a reliable despite possible vibrations, but also permanent, self-adjusting complete seal for the gap between the pump housing 1 and the suction side 4 of the impeller 2 and the impeller inlet 5 given.
  • a centrifugal pump equipped with the device according to the invention as a wastewater pump As a result, a braid formation in the gap region and thus a subsequent blockage of the pump is reliably prevented.
  • the adjusting ring 9 can be inserted directly into the pump housing 1 without additional housing ring 1 1.
  • the screws 10 are guided by axially extending threaded holes in the pump housing 1.
  • the embodiment without additional housing ring 1 1 course to give preference.
  • the illustration of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 a or 3 b is intended to show that pumps already in use can also be retrofitted with the device according to the invention.
  • Another embodiment of the device according to the invention is shown in Fig. 4 in a comparable with the Fig. 2 representation.
  • the positioning of the adjusting ring 9 and thus of the sealing ring and the determination of the force acting on the sealing ring with pressure ring 7 and sealing lip 8 pressing force by means of an arranged on the end face of the adjusting ring 9 external thread 13.
  • the axial position of the adjusting ring 9 in accordance with the requirements, that is concern of the radially outer end 8 "of the pressure ring 7 upstanding portion 8 'of the sealing lip 8 under the lowest possible bias on the wear ring 6, adjustable corresponding adjustment position of the adjusting ring 9 by means of the locking screws 15 (in the outer region of the adjusting ring are arranged one or more locking screws 15) which act as clamping screws and brace the flanks of the threads 13, 14 of the adjusting ring 9 and the pump housing 1 against each other between the pump housing 1 and the adjusting ring 9, an O-ring 16 made of rubber.
  • the device according to the invention is achieved by the complete prevention of backflow, namely the return flow from the pressure side 3 to the suction side 4 on the impeller 2, and by the elimination of crossflow losses a significant increase in efficiency at appropriately equipped centrifugal pumps.
  • Suction-side blockages are effectively prevented, in particular in sewage pumps with single or multi-channel impellers.
  • the device is also characterized by a simple structure and a good retrofitting in already in use pumps.
  • actuator for example, adjusting ring

Abstract

The invention relates to an apparatus for impeller sealing in centrifugal pumps for fluid media, by means of which apparatus the gap between the pump housing (1) and at least one impeller (2) is sealed completely against a material transport from the pressure side (3) of the impeller (2) to its suction side (4). According to the invention, a sealing ring which comprises a rigid thrust ring (7) and an annular elastic sealing lip (8) which is connected to the thrust ring (7) is arranged in the pump housing (1) between the pressure side (3) and the suction side (4), wherein, during operation of the centrifugal pump, the sealing lip (8) bears in a sliding manner in the region of the impeller inlet (5) over the entire circumference of the impeller (2) against a sliding surface (6') which is formed on the impeller (2). To this end, the sealing ring is positioned by means of an actuator (9) in the pump housing (1) and its sealing lip (8) which is inclined against said sliding surface (6') is prestressed.

Description

Vorrichtung zur Laufradabdichtung bei Kreiselpumpen Device for impeller sealing in centrifugal pumps
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laufradabdichtung bei Kreiselpumpen für fluide Medien. Die Vorrichtung dient dazu, den bei Kreiselpumpen konstruktionsbedingt vorhandenen Spalt zwischen dem Laufrad und demThe invention relates to a device for impeller sealing in centrifugal pumps for fluid media. The device serves to the construction of centrifugal pumps existing gap between the impeller and the
Pumpengehäuse gegen einen Stofftransport von der Druckseite des Laufrades zu dessen Saugseite am Laufradeintritt abzudichten. Sie ist für dieTo seal the pump housing against a mass transport from the pressure side of the impeller to its suction side at the impeller inlet. She is for the
Erstausrüstung gattungsgemäßer Pumpen im Zuge von deren Herstellung, aber auch für die Nachrüstung von bislang nicht mit einer entsprechendenOriginal equipment generic pumps in the course of their production, but also for the retrofitting of not yet with a corresponding
Spaltabdichtung versehenen Pumpen einsetzbar.Gap seal provided pump used.
Kreiselpumpen unterschiedlicher Bauformen werden für den Transport von fluiden Medien, insbesondere Flüssigkeiten in sehr großer Zahl eingesetzt. Die Pumpen bestehen aus einem oder mehreren auf einer Welle angeordneten Laufrädern, welche sich, angetrieben von einem Motor, in einem entsprechenden Freiraum eines Pumpengehäuses (auch als Gehäusebohrung bezeichnet) bewegen. Durch seine Rotation erzeugt ein jeweiliges Laufrad an seiner Laufradeintrittsseite, an welcher sich der Zufluss für das zu fördernde fluide Medium befindet, einen Unterdruck. Hierdurch wird das Medium an beziehungsweise in das Laufrad hineingerissen und von diesem im Zuge der Drehbewegung zum Laufradaustritt auf der Druckseite des Laufrads befördert. Damit sich das Laufrad in dem Pumpengehäuse bewegen kann, ist ein Spalt zwischen dem Laufrad und der Innenwand des Pumpengehäuses unerlässlich. Dieser ist je nach Gehäuseform und Laufradform als Axial- oder Radialspalt ausgebildet.Centrifugal pumps of different designs are used for the transport of fluid media, in particular liquids in very large numbers. The pumps consist of one or more impellers arranged on a shaft, which, driven by a motor, move in a corresponding free space of a pump housing (also referred to as housing bore). As a result of its rotation, a respective impeller generates a negative pressure at its impeller inlet side, at which the inflow for the fluid medium to be conveyed is located. As a result, the medium is entrained at or in the impeller and transported by this in the course of the rotational movement to the impeller outlet on the pressure side of the impeller. In order for the impeller to move in the pump housing, a gap between the impeller and the inner wall of the pump housing is essential. This is designed depending on the housing shape and impeller shape as axial or radial gap.
Über den Spalt gelangt jedoch zwangsläufig ein Teil des geförderten Fluids von der Druckseite zurück auf die Saugseite des Laufrads. Hierdurch entstehen hydraulische Verluste. Die Pumpenhersteller sind daher bemüht, das Spaltmaß möglichst gering zu halten. Auf der anderen Seite können, insbesondere durch Toleranzen der Bauteile, gewisse Mindestspaltmaße nicht unterschritten werden, da sonst die Gefahr besteht, dass ein gegebenenfalls etwas unrund laufendes Laufrad an die Innenwand des Gehäuses anschlägt. Diese Gefahr wird zudem im Laufe der Betriebszeit einer Pumpe dadurch erhöht, dass am Gehäuse und am Laufrad, Ablagerungen entstehen, durch welche sich ein zu gering bemessener Spalt zusetzen kann, so dass sich die Pumpe schließlich „festfrisst". In der Folge kommt es zur Laufradblockierung und zu Maschinenschäden bis hin zum völligen Ausfall der Pumpe. Dies bedingt im Einzelfalle teure Betriebsunterbrechungen. Die genannten Probleme werden durch weitere Faktoren zusätzlich verstärkt. So entstehen im Laufe des Pumpenbetriebs durch Kavitation, das heißt durch die Implosion in dem geförderten Medium vorübergehend entstehender Gasblasen, Materialschäden am Gehäuse und/oder am Laufrad, welche, abgesehen von schweren Schäden, wie beispielsweise Brüchen an Teilen des Laufrads, auch das Spaltmaß ungünstig beeinflussen können. Ein besonderes Problem tritt ferner beim Einsatz der Pumpen für die Förderung von Abwasser auf. Durch in dem Abwasser enthaltene Verunreinigungen in Form von Feststoffen und faserigen Bestandteilen kommt es an den Laufrädern zur so genannten Zopfbildung und in deren Folge zur Verstopfung durch Zusetzen des Spaltes, wodurch schließlich ebenfalls das Laufrad blockiert wird. Dabei ist der Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Laufrad, bedingt durch die Druckdifferenz zwischen der Saug- und der Druckseite, ein besonders kritischer Bereich, in welchen entsprechende Verunreinigungen regelrecht hineingezogen werden.However, a part of the conveyed fluid inevitably passes from the pressure side back to the suction side of the impeller via the gap. This results in hydraulic losses. The pump manufacturers are therefore endeavoring to keep the gap size as low as possible. On the other hand, in particular due to tolerances of the components, it is not possible to fall below certain minimum gap dimensions, since otherwise there is a risk that an optionally slightly out-of-round Impeller strikes the inner wall of the housing. This risk is also increased in the course of the operating time of a pump in that on the housing and on the impeller, deposits are formed, which can enforce a too small sized gap, so that the pump finally "seizures" In some cases, these problems are aggravated by other factors, such as the formation of gas bubbles in the course of pump operation due to cavitation, ie due to the implosion in the pumped medium , Material damage to the housing and / or the impeller, which, apart from serious damage, such as fractures on parts of the impeller, can also adversely affect the gap size.Also, a particular problem arises when using the pumps for the production of wastewater the wastewater contained in the wastewater Form of solids and fibrous components occurs on the wheels for so-called braid formation and as a result to blockage by clogging the gap, which finally also the impeller is blocked. In this case, the gap between the pump housing and the impeller, due to the pressure difference between the suction and the pressure side, a particularly critical area in which corresponding impurities are literally drawn.
Daher ist man bei der Pumpenfertigung um konstruktive Maßnahmen bemüht, durch welche das Spaltmaß gering gehalten beziehungsweise optimiert und darüber hinaus im Langzeitbetrieb der Pumpe möglichst konstant gehalten werden kann. So wird beispielsweise in der DE 199 60 160 A1 eine Vorrichtung zur Optimierung der Spaltweite bei Kreiselpumpen beschrieben. Nach der beschriebenen Lösung wird am Außenumfang des freien Endes eines Pumpenlaufrades ein Wulst ausgebildet. Dieser Wulst wird beim Einsetzen des Laufrades in das Pumpengehäuse hinter einen Dichtbund geführt, welcher an einem im Gehäuse angeordneten Spaltring ausgebildet ist. Hierdurch wird ein sehr geringes Spaltmaß erreicht. Da es sich jedoch bei dem Dichtbund gemäß der Lösung um ein starres Element handelt, besteht die Gefahr, dass dieser sich, sofern sich an ihm Ablagerungen ausbilden, oberhalb des an dem Laufrad ausgebildeten Wulstes in das Laufrad einläuft. Zudem wird durch den verbleibenden geringen Spalt ein Stofftransport von der Druckseite auf die Saugseite nicht verhindert, so dass auch die Gefahr der Zopfbildung und schließlich der Verstopfung des Spaltes nicht beseitigt ist.Therefore, it is endeavored in constructing the pump production by which the gap kept low or optimized and beyond can be kept as constant as possible in the long-term operation of the pump. For example, DE 199 60 160 A1 describes a device for optimizing the gap width in centrifugal pumps. After the solution described, a bead is formed on the outer circumference of the free end of a pump impeller. This bead is guided when inserting the impeller in the pump housing behind a sealing collar, which is formed on a housing arranged in the split ring. As a result, a very small gap size is achieved. However, since the sealing collar according to the solution is a rigid element, there is a risk that it may become if deposits form on it, runs into the impeller above the bead formed on the impeller. In addition, a mass transport from the pressure side to the suction side is not prevented by the remaining small gap, so that the risk of braid formation and finally the clogging of the gap is not eliminated.
In der EP 1 808 603 A1 wird eine Lösung zur Reduzierung der Breite eines radialen Dichtspaltes beschrieben, mittels welcher außerdem weitestgehend verhindert werden soll, dass sich der Spalt mit zunehmender Betriebsdauer der Pumpe in unerwünschter Weise verbreitert. Hierzu sind in den Radialspalt zwischen dem Pumpengehäuse und der Außenkontur des Laufrades ein starrer Verschleißring und ein elastischer Ring eingebracht. Während der Verschleißring, welcher beispielsweise aus gehärtetem Stahlguss oder einem keramischen Werkstoff besteht, das Flügelrad unter Verbleib eines geringen Restspaltes umgibt, ist der elastische Ring um den Verschleißring herum angeordnet und an der Innenkontur des Pumpengehäuses befestigt. Hierdurch ist eine Art elastische Aufhängung für den als Spaltring wirkenden Verschleißring gebildet. Mittels dieser elastischen Aufhängung werden insbesondere Schwingungen des Laufrades, wie sie vor allem beim Anlaufen der Pumpe auftreten, abgefangen und so eine Beschädigung des Spaltrings oder der Außenkontur des Laufrades verhindert. Ferner werden hierdurch der Spaltring und die Innenkontur des Pumpengehäuses thermisch voneinander entkoppelt. Durch die Lösung ist eine Spaltoptimierung gegeben, welche es ermöglicht, dass das Spaltmaß auch über eine längere Betriebszeit der Pumpe hinweg unter Kompensation von Maßtoleranzen der Pumpenteile und von im Betrieb der Pumpe auftretenden Schwingungen konstant gehalten wird. In jedem Falle verbleibt jedoch auch bei dieser Lösung ein Restspalt, an dem insbesondere beim Einsatz der Pumpe zur Förderung von Abwasser weiterhin die Gefahr einer Zopfbildung beziehungsweise Verzopfung besteht. Insoweit sind entsprechend ausgebildete Pumpen nur bedingt für den Einsatz als Abwasserpumpen geeignet. Durch die US 2,109,679 A wird eine Lösung beschrieben, bei der mittels mehrerer durch Schrauben und Federn an Konturabschnitte des Laufrads gedrückter elastischer Elemente eine nahezu vollständige Abdichtung des Spalts - A -In EP 1 808 603 A1, a solution for reducing the width of a radial sealing gap is described, by means of which, moreover, it is to be prevented as far as possible that the gap widened in an undesired manner with increasing operating time of the pump. For this purpose, a rigid wear ring and an elastic ring are introduced into the radial gap between the pump housing and the outer contour of the impeller. While the wear ring, which consists for example of hardened cast steel or a ceramic material surrounding the impeller whereabouts of a small residual gap, the elastic ring is arranged around the wear ring and secured to the inner contour of the pump housing. As a result, a kind of elastic suspension for the wear acting as a split ring wear ring is formed. By means of this elastic suspension in particular vibrations of the impeller, as they occur especially when starting the pump, intercepted and thus prevents damage to the split ring or the outer contour of the impeller. Furthermore, as a result, the split ring and the inner contour of the pump housing are thermally decoupled from each other. Through the solution, a gap optimization is given, which makes it possible that the gap is kept constant over a longer operating time of the pump while compensating for dimensional tolerances of the pump parts and vibrations occurring during operation of the pump. In any case, however, remains in this solution, a residual gap at which, especially when using the pump for the promotion of wastewater, the risk of braid or clogging continues. In that regard, appropriately trained pumps are only partially suitable for use as sewage pumps. US Pat. No. 2,109,679 A describes a solution in which an almost complete sealing of the gap is achieved by means of a plurality of elastic elements pressed against contour sections of the impeller by means of screws and springs - A -
erreicht wird. Die Anordnung ist jedoch vergleichsweise kompliziert und insoweit nicht selbstdichtend, als dass sich durch einen an den elastischen Elementen im Betrieb der Pumpe auftretenden Abrieb der ohnehin verbleibende minimale Restspalt sehr schnell vergrößern dürfte. Zudem sind die Bereiche, in denen die Federn angeordnet sind, selbst nicht abgedichtet. Hierdurch können insbesondere bei einer Verwendung der Pumpe im Abwasser Ablagerungen an den Federn entstehen und diese blockieren, so dass sie nicht mehr den zur weitgehenden Spaltabdichtung erforderlichen Druck auf die gegen das Laufrad drückenden Elemente ausüben können. Ferner ist die Gefahr eines Einlaufens der teilweise mit größeren Flächenbereichen an dem Laufrad anliegenden elastischen Elemente in die entsprechende Anlagefläche gegeben, wodurch ebenfalls ein Unwirksamwerden der Dichtung nach einer verhältnismäßig geringen Betriebszeit der Pumpe zu erwarten ist. Schließlich können radiale und axiale Schwingungen des Laufrads, wie sie beim Betrieb der Pumpe immer auftreten durch das Dichtsystem nicht ausgeglichen werden. Als Folge dessen mag zwar der Spalt im Allgemeinen fast geschlossen sein, wird aber jedenfalls insbesondere bei axialen Schwingungen des Laufrads gelegentlich weiter geöffnet. Im Falle eines wiederholten kurzzeitigen Öffnens des Spaltes werden sich aber insbesondere bei einer Verwendung der Pumpe zum Fördern von Abwasser unvermeidlich Ablagerungen im Spaltbereich bilden, welche im Laufe der Zeit zu der schon angesprochenen Zopfbildung und schließlich zur Verstopfung oder gar Beschädigung der Pumpe führen.is reached. However, the arrangement is comparatively complicated and insofar not self-sealing, as that is expected to increase very quickly by an occurring at the elastic elements during operation of the pump abrasion of the already remaining minimum residual gap. In addition, the areas in which the springs are arranged, not self-sealed. As a result, in particular when the pump is used in the wastewater, deposits may form on the springs and block them, so that they can no longer exert the pressure required for extensive gap sealing on the elements pressing against the rotor wheel. Furthermore, the risk of shrinkage of partially applied with larger surface areas on the impeller elastic elements is given in the corresponding contact surface, which also a disabling of the seal after a relatively low operating time of the pump is to be expected. Finally, radial and axial vibrations of the impeller, as they always occur during operation of the pump can not be compensated by the sealing system. As a result, while the gap may generally be almost closed, it is occasionally occasionally opened further, particularly with axial vibrations of the impeller. In the case of a repeated short-term opening of the gap, however, deposits will inevitably form in the gap region, in particular when the pump is used for pumping wastewater, which in the course of time leads to the already mentioned braid formation and finally to blockage or even damage to the pump.
Eine insbesondere durch ihren einfachen Aufbau günstigere Lösung wird durch die DE 196 13 486 C2 beschrieben. Gemäß dieser Lösung gleitet beim Betrieb der Pumpe in deren Spaltbereich ein in Ausnehmungen des Pumpengehäuses gehaltener elastischer Dichtungsring an einer vorderen Abdeckscheibe des Laufrades entlang. Die Vorrichtung führt jedoch, wie auch in der Schrift ausgeführt, nicht zu einer Abdichtung des Spaltes, sondern zu einem äußerst geringen Spaltmaß, wobei dieses sich durch Abrieb und einen dadurch einsetzenden Verschleiß des Dichtungsrings in verhältnismäßig kurzer Zeit vergrößern dürfte. Im Hinblick darauf, dass radiale und axiale Schwingungen des Laufrades aufgrund der Art der Lagerung des Dichtrings an dem Pumpengehäuse auch bei dieser Lösung nicht ausgeglichen werden, ist die beschriebene Anordnung ebenfalls nicht für den Einsatz in Abwasserpumpen geeignet. Insoweit besteht auch hier die Gefahr einer schnellen Anlagerung von Feststoffen oder faserigen Verunreinigung im Bereich des Dichtrings und des Anliegens seiner Kante an dem Laufrad, mithin die Gefahr einer Zopfbildung im Spaltbereich.A more favorable in particular by their simple structure solution is described by DE 196 13 486 C2. According to this solution, during operation of the pump in its gap region, an elastic sealing ring held in recesses of the pump housing slides along a front cover of the impeller. However, the device performs, as stated in the document, not to a seal of the gap, but to an extremely small gap, which is likely to increase by abrasion and thereby incipient wear of the sealing ring in a relatively short time. In view of the fact that radial and axial vibrations of the impeller due to the nature of the mounting of the sealing ring on the Pump housing are not compensated even with this solution, the described arrangement is also not suitable for use in sewage pumps. In that regard, there is also the danger of a rapid accumulation of solids or fibrous contamination in the region of the sealing ring and the concerns of its edge on the impeller, thus the risk of braid formation in the gap region.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Laufradabdichtung bei Kreiselpumpen zu schaffen, durch welche bei einem sehr einfachen Aufbau der Vorrichtung der Stofftransport zwischen der Druckseite des Laufrads einer Kreiselpumpe und deren Laufradeintritt dauerhaft sicher verhindert, aber dennoch eine ungehinderte Drehbewegung des oder der Laufräder in dem Pumpengehäuse ermöglicht wird. Durch die zu schaffende Vorrichtung soll insbesondere auch bei einem Einsatz in Abwasserpumpen ein derartiger Stofftransport und damit eine Zopfbildung im Spaltbereich verhindert werden. Darüber hinaus soll die Vorrichtung sowohl die werkseitige Ausstattung von Pumpen ermöglichen als auch nachrüstbar sein.The object of the invention is therefore to provide a device for impeller sealing in centrifugal pumps, through which in a very simple construction of the device, the mass transfer between the pressure side of the impeller of a centrifugal pump and the impeller inlet permanently reliably prevented, but still an unobstructed rotational movement of the wheels or in the pump housing is made possible. By means of the device to be created, in particular even when used in sewage pumps such mass transport and thus braid formation in the gap area are to be prevented. In addition, the device should allow both the factory equipment of pumps as well as be retrofitted.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a device having the features of the main claim. Advantageous training or further developments are given by the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Abhängigkeit von der Geometrie ihrer Elemente und von deren baulicher Anordnung in der Pumpe, wie bereits eingangs ausgeführt, sowohl bei Kreiselpumpen mit einem Axialspalt als auch bei solchen mit einem Radialspalt einsetzbar. Ferner können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl einstufige als auch mehrstufige Kreiselpumpen, das heißt Kreiselpumpen mit mehr als einem Laufrad, werksseitig oder im Zuge einer Nachrüstung ausgestattet werden. Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe in dem Pumpengehäuse einer mit der Vorrichtung ausgestatteten oder nachgerüsteten Kreiselpumpe zwischen der Druckseite und der Saugseite des mindestens einen Laufrads ein Dichtring angeordnet, welcher aus einem starren Druckring und einer mit dem Druckring verbundenen ringförmigen elastischen Dichtlippe besteht. Die Dichtlippe ist im Bereich ihres Innendurchmessers mit dem Druckring verbunden. In einem von dem Druckring aufragenden oder/und den Druckring, bezogen auf dessen Durchmesser, überragenden Bereich ist die Dichtlippe gegen eine an der Umfangskontur im Bereich des Laufradeintritts an dem Laufrad ausgebildete Gleitfläche geneigt. Auf den wie vorstehend beschrieben ausgebildeten Dichtring wirkt erfindungsgemäß ein an dem Pumpengehäuse gehaltenes Stellglied. Durch dieses Stellglied wird der Dichtring bezüglich der Gleitfläche positioniert und gleichzeitig seine Dichtlippe in dem vom Druckring aufragenden oder/und den Durchmesser des Druckrings überragenden Bereich gegen die Gleitfläche des Laufrads vorgespannt. Der Dichtring wird dabei derart positioniert und seine Dichtlippe so vorgespannt, dass diese mit einem radial äußeren Ende des vorgenannten Bereichs im Betrieb der Pumpe an der Gleitfläche anliegt. Die an dem Stellglied vorzunehmende Einstellung kann derart sein, dass die Dichtlippe im Ruhezustand der Pumpe nur leicht (sehr geringe Vorspannung) an der korrespondierenden Gleitfläche des Laufrads anliegt und das Anliegen des radial äußeren Endes der Dichtlippe an der Gleitfläche im Betrieb der Pumpe durch die dann zusätzlich zwischen ihrer Druckseite und der Saugseite bestehende Druckdifferenz sicher gewährleistet ist. Die Dichtvorrichtung ist dabei so gestaltet, dass aufgrund der Verformbarkeit des zu diesem Zweck in ausreichender Länge von dem Druckring aufragenden oder/und ihn im ausreichenden Maße bezüglich seines Durchmessers überragenden Bereichs der Dichtlippe und der mittels des Stellglieds in der Dichtlippe erzeugten Vorspannung eine dauerhafte sowie sich selbstnachstellende vollständige Abdichtung des Spalts gegeben ist. In vorteilhafter Weise werden durch die mögliche großzügige Verformung des den Druckring überragenden oder/und von ihm aufragenden elastischen Bereichs auch die beim Pumpenbetrieb auftretenden Radial- und Axialschwingungen insoweit ausglichen, dass selbst diese nicht zu einem auch nur kurzeitigen Öffnen des Spaltes führen. Bei neuen mit einer entsprechenden Spaltdichtung ausgestatteten Pumpen oder bei frisch mit der entsprechenden Spaltdichtung nachgerüsteten Pumpen wird der Dichtring dabei mittels des Stellglieds bezüglich seiner Position und der Vorspannung seines Dichtlippe so eingestellt, dass das radial äußere Ende der Dichtlippe den Schleißring mit geringstmöglicher Vorspannung gerade sicher berührt.The device according to the invention can be used both in centrifugal pumps with an axial gap and in those with a radial gap, depending on the geometry of their elements and their structural arrangement in the pump, as already stated. Furthermore, both single-stage and multi-stage centrifugal pumps, that is centrifugal pumps with more than one impeller, factory or in the course of retrofitting can be equipped with the inventive device. According to the invention, a sealing ring is arranged between the pressure side and the suction side of the at least one impeller to solve the problem in the pump housing of the equipped or retrofitted centrifugal pump, which consists of a rigid pressure ring and one with the pressure ring connected annular elastic sealing lip consists. The sealing lip is connected in the region of its inner diameter with the pressure ring. In one of the pressure ring upstanding and / or the pressure ring, based on its diameter, projecting region, the sealing lip is inclined against a formed on the peripheral contour in the region of the impeller inlet on the impeller sliding surface. On the sealing ring formed as described above acts according to the invention held on the pump housing actuator. By this actuator, the sealing ring is positioned with respect to the sliding surface and at the same time its sealing lip in the protruding from the pressure ring and / or biased the diameter of the pressure ring portion biased against the sliding surface of the impeller. The sealing ring is thereby positioned and its sealing lip biased so that it rests with a radially outer end of the aforementioned area in the operation of the pump on the sliding surface. The adjustment to be made on the actuator may be such that the sealing lip abuts only slightly (very low bias) on the corresponding sliding surface of the impeller in the resting state of the pump and the concerns of the radially outer end of the sealing lip on the sliding surface during operation of the pump In addition, between its pressure side and the suction side existing pressure difference is ensured safe. The sealing device is designed so that due to the deformability of the projecting for this purpose in sufficient length of the pressure ring and / or him sufficient extent with respect to its diameter region of the sealing lip and the bias generated by means of the actuator in the sealing lip bias a permanent as well self-adjusting complete sealing of the gap is given. Advantageously, be compensated by the possible generous deformation of the pressure ring superior and / or upstanding from him elastic region and the radial and axial vibrations occurring during pump operation insofar that even these do not lead to a just kurzeitigen opening of the gap. In the case of new pumps equipped with a corresponding gap seal or pumps which have been retrofitted with the corresponding gap seal, the sealing ring is adjusted by means of the actuator with regard to its position and the preloading of its sealing lip such that the radially outer end of the sealing lip just touched the wear ring with the lowest possible bias voltage.
Gemäß einer möglichen Ausbildungsform der Erfindung ist die Gleitfläche Teil eines im Bereich des Laufradeintritts an der Umfangskontur des Laufrads befestigten starren Schleißrings. Der vorgenannte Schleißring kann dabei bereits werksseitig an einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Pumpe an dem Laufrad angeordnet oder bei entsprechender Nacharbeit des Laufrads im Zuge einer Nachrüstung befestigt werden. Der Schleißring besteht aus einem besonders verschleißfesten Material wie Edelstahlhartguss, Keramik oder einem Spezialverbundstoff, oder er ist zumindest mit einer besonderen Verschleißschutzbeschichtung versehen. Denkbar ist es natürlich auch, zumindest die Gleitfläche des Laufrads durch eine geeignete Oberflächenbehandlung oder Beschichtung des Materials besonders verschleißfest zu gestalten oder das Laufrad insgesamt aus einem entsprechend verschleißfesten Material auszubilden, was jedoch gegebenenfalls zu erhöhten Kosten führt. Insbesondere im Zusammenhang mit der Nachrüstung wird aber in der Praxis die verschleißfeste Gleitfläche vorzugsweise durch Aufbringen eines Schleißrings auf das Laufrad im Bereich des Laufradeintritts realisiert werden. Der Dichtring ist, wie bereits ausgeführt, durch einen starren Druckring und eine mit ihm verbundene elastische Dichtlippe realisiert, wobei der Druckring ebenfalls aus einem verschleißfesten Werkstoff, vorzugsweise Metall, besteht. Im Falle eines metallischen Druckrings besteht die Dichtlippe gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung aus einem Elastomer und ist mit dem Druckring durch Vulkanisation verbunden. Dabei kann die Erfindung vorteilhafterweise noch dadurch weitergebildet sein, dass in das Elastomer zur mechanischen Stabilisierung ein Verstärkungsmaterial, vorzugsweise ein Metallgewebe, eingebettet ist. Ferner ist es möglich, zur Stabilisierung in das Elastomer eine Metallfederscheibe einzuvulkanisieren. Die Geometrie der elastischen, vorzugsweise aus einem Elastomer beziehungsweise aus Gummi bestehenden Dichtlippe ist vorteilhafterweise so gestaltet, dass deren Dicke sich nach radial außen verringert. Diese Gestaltung der Geometrie der Dichtlippe und die schon zuvor erläuterten Maßnahmen zu ihrer mechanischen Stabilisierung dienen dazu, dass die Dichtlippe, auch bei großen Druckdifferenzen zwischen der Druckseite und der Laufradeintrittsseite, dem Grundgedanken der Erfindung folgen nur mit ihrem radial äußersten Bereich gleitend an dem Schleißring beziehungsweise der Gleitfläche anliegt. Es hat sich gezeigt, dass ohne entsprechende Maßnahmen aufgrund des hohen, auf die Dichtlippe wirkenden Drucks die Gefahr besteht, dass die Dichtlippe durchgebogen wird oder abknickt und hierdurch mit einem großen Flächenbereich an dem Schleißring zur Anlage gelangt, wodurch sich die Gefahr vergrößert, dass die Dichtlippe sich im Laufe der Zeit verstärkt in die Gleitfläche beziehungsweise in den Schleißring einarbeitet. Durch die zwischen der Druckseite und dem Laufradeintritt auf der Saugseite bestehende Druckdifferenz ist dabei aber dennoch gewährleistet, dass die Dichtlippe zumindest im Betrieb der Kreiselpumpe gleitend sowie den Spalt vollständig abdichtend an der Gleitfläche des zugehörigen Laufrads anliegt. Wie bereits ausgeführt, ist die Spaltabdichtung aufgrund der Vorspannung der elastischen Dichtlippe gegen die Gleitfläche insoweit selbstnachstellend, als die Dichtlippe auch wenn sie sich im Laufe des Betriebs allmählich abschleift, aufgrund der im Betrieb gegebenen Druckdifferenz zwischen der Druck- und der Saugseite bis zu einem bestimmten Verschleißgrad bei in Betrieb befindlicher Pumpe immer noch dichtend an der Gleitfläche anliegt. Eine vollständige Abdichtung des Spalts beim Betrieb der Pumpe, durch welche eine Anlagerung von Feststoffen und/oder von in dem geförderten Medium enthaltenen faserigen Bestandteilen im Spaltbereich und somit ein Verstopfung durch Zopfbildung selbst bei einem Einsatz in Abwasser wirksam verhindert wird, kann dabei auch dann noch gegeben sein, wenn die Dichtlippe bei abgeschalteter Pumpe aufgrund eingetretenen Materialverschleißes schon nicht mehr an der Gleitfläche anliegt.According to a possible embodiment of the invention, the sliding surface is part of a fixed in the region of the impeller inlet on the peripheral contour of the impeller rigid wear ring. The abovementioned wear ring can already be arranged on the impeller at the factory on a pump equipped with the device according to the invention or can be fastened in the course of a retrofit with appropriate reworking of the impeller. The wear ring is made of a particularly wear-resistant material such as stainless steel, ceramic or a special composite, or it is at least provided with a special wear protection coating. It is also conceivable, of course, to make at least the sliding surface of the impeller particularly wear-resistant by means of a suitable surface treatment or coating of the material or to design the impeller as a whole from a suitably wear-resistant material, which however may lead to increased costs. In particular, in connection with retrofitting but in practice the wear-resistant sliding surface is preferably realized by applying a wear ring on the impeller in the impeller inlet. The sealing ring is, as already stated, realized by a rigid pressure ring and an elastic sealing lip connected to it, wherein the pressure ring also consists of a wear-resistant material, preferably metal. In the case of a metallic pressure ring, the sealing lip according to a preferred embodiment of the invention consists of an elastomer and is connected to the pressure ring by vulcanization. In this case, the invention can be advantageously further developed by the fact that in the elastomer for mechanical stabilization, a reinforcing material, preferably a metal mesh, is embedded. Furthermore, it is possible to vulcanize a metal spring washer for stabilization in the elastomer. The geometry of the elastic, preferably made of an elastomer or rubber sealing lip is advantageously designed so that the thickness is reduced radially outward. This design of the geometry of the sealing lip and the measures already explained above their mechanical stabilization serve the fact that the sealing lip, even with large pressure differences between the pressure side and the impeller inlet side, the basic idea of the invention is applied only with its radially outermost region slidably applied to the wear ring or the sliding surface. It has been shown that without appropriate measures due to the high, acting on the sealing lip pressure there is a risk that the sealing lip is bent or kinked and thereby comes with a large area on the wear ring to the plant, thereby increasing the risk that the Sealing lip increasingly incorporated in the course of time in the sliding surface or in the wear ring. However, due to the pressure difference existing between the pressure side and the impeller inlet on the suction side, it is nevertheless ensured that the sealing lip, at least during operation of the centrifugal pump, rests in a sliding manner and completely seals the gap against the sliding surface of the associated impeller. As already stated, the gap seal due to the bias of the elastic sealing lip against the sliding surface is self-adjusting so far as the sealing lip, even if it gradually abrades in the course of operation, due to the given during operation pressure difference between the pressure and the suction side up to a certain Wear level is still sealing against the sliding surface when the pump is in operation. A complete sealing of the gap during operation of the pump, by which an accumulation of solids and / or contained in the conveyed medium fibrous components in the gap region and thus clogging by braid formation is effectively prevented even when used in wastewater, even then still be given when the sealing lip is no longer applied to the sliding surface when the pump is switched off due to material wear.
Gemäß dem grundsätzlichen Lösungsgedanken wird die Vorspannung in der elastischen Dichtlippe des Dichtrings durch geeignete Positionierung des Dichtrings in dem Pumpengehäuse beziehungsweise in Bezug zur Gleitfläche erreicht, wobei sich der Dichtring an einem im Innern des Pumpengehäuses vorhandenen Widerlager so abstützt, dass auf seine Dichtlippe ein gewisser Druck ausgeübt wird. Insoweit ist die erfindungsgemäße Lösung gegebenenfalls auch dadurch realisierbar, dass ein bereits vorhandener und in dem als Widerlager wirkenden Pumpengehäuse fixierter Spaltring, wie er zur Einstellung einer vorgegebenen Spaltbreite bei Pumpen des Standes der Technik gebräuchlich ist, nach entsprechender Nacharbeit gemäß der Erfindung mit einer gegen, einen ebenfalls nachgerüsteten Schleißring des Laufrads beziehungsweise dessen Gleitfläche geneigten Dichtlippe durch mechanische Befestigung oder Vulkanisation verbunden wird. Gemäß einer praxisgerechten, vorzugsweise insbesondere für den Einsatz in einstufigen Kreiselpumpen mit Axialspalt vorgesehenen Ausbildungsform der Erfindung ist das auf den Dichtring wirkende Stellglied als ein in der axialen Richtung bezüglich seiner Position verstellbarer Stellring ausgebildet, welcher direkt auf den Dichtring wirkt. Die Dichtlippe liegt bei dieser Ausbildungsform zumindest im Betrieb der Kreiselpumpe, gleitend an einer vorzugsweise orthogonal zur axialen Richtung beziehungsweise Pumpenachse angeordneten Außenfläche des Schleißrings an, wobei die axiale Richtung durch die Richtung der Längserstreckung der das eine Laufrad oder gegebenenfalls doch mehrere Laufräder treibenden Motorwelle gegeben ist. Entsprechend einer vorgesehenen Ausgestaltung dieser Ausbildungsform ist die Position des Stellrings mittels zweier oder mehrerer, bezüglich des Umfangs des Stellrings annähernd gleich verteilt angeordneter Stellschrauben einstellbar, welche jeweils mit einem sich am Pumpengehäuse in der axialen Richtung erstreckenden Gewinde in Eingriff gebracht sind. Die Gewinde für die Stellschrauben sind dabei vorzugsweise in Gewindebohrungen ausgebildet, welche in der axialen Richtung durch das Pumpengehäuse hindurchgeführt sind.According to the basic idea of solution, the bias in the elastic sealing lip of the sealing ring is achieved by suitable positioning of the sealing ring in the pump housing or in relation to the sliding surface, wherein the sealing ring is supported on a present in the interior of the pump housing abutment so that on its sealing lip a certain Pressure is exercised. In that regard, the solution according to the invention may possibly also be realized by an already existing split ring fixed in the pump housing acting as an abutment, as is customary for setting a predetermined gap width in pumps of the prior art, after corresponding reworking according to the invention with a counterpart, a likewise retrofitted wear ring of the impeller or its sliding surface inclined sealing lip is connected by mechanical fastening or vulcanization. According to a practice-oriented embodiment of the invention, which is preferably provided in particular for use in single-stage centrifugal pumps with an axial gap, the actuator acting on the sealing ring is designed as an adjusting ring adjustable in the axial direction with respect to its position, which acts directly on the sealing ring. The sealing lip is in this embodiment at least during operation of the centrifugal pump, slidably disposed on a preferably orthogonal to the axial direction or pump axis outer surface of the wear ring, wherein the axial direction is given by the direction of the longitudinal extent of the one impeller or possibly more impellers driving motor shaft , According to an intended embodiment of this embodiment, the position of the adjusting ring by means of two or more, with respect to the circumference of the adjusting ring approximately equally distributed arranged adjusting screws adjustable, which are each brought into engagement with a pump housing in the axial direction extending thread. The threads for the screws are preferably formed in threaded holes, which are passed in the axial direction through the pump housing.
Insbesondere bei der Nachrüstung von Pumpen mit der erfindungsgemäßen Spaltdichtung kann es jedoch erforderlich sein, in das Pumpengehäuse einen zusätzlichen, an dem Stellring auf der dem Dichtring abgewandten Seite anliegenden Gehäusering einzufügen. Dies ist insbesondere bei Pumpen der Fall, welche auf der Laufradeintrittsseite eine verhältnismäßig große Gehäusebohrung beziehungsweise Gehäusekammer aufweisen. Bei diesen Pumpen ist es ohne die Einordnung des zusätzlichen Gehäuserings nicht möglich, die Stellschrauben so zu positionieren, dass der Stellring an entsprechender Stelle, nämlich insbesondere in dem, den starren Druckring des Dichtrings überragenden oder/und von ihm aufragenden Bereich Dichtlippe, auf den Dichtring wirkt. Um dies zu ermöglichen, wird der besagte Gehäusering eingefügt, welcher auf seinem Umfang mehrere kreissegmentförmige Ausnehmungen aufweist. Die Gewinde für die Stellschrauben des Stellglieds sind dabei jeweils zu einem Teil in den auf dem Außenumfang des Gehäuserings angeordneten kreissegmentförmigen Ausnehmungen und zu einem anderen Teil in korrespondierend zu diesen Ausnehmungen des Gehäuserings angeordneten und mit diesen zusammen vorzugsweise jeweils einen Vollkreis einschließenden, kreisringförmigen Ausnehmungen des Pumpengehäuses ausgebildet. Durch die mit den Gewinden in Eingriff gebrachten Stellschrauben wird der Gehäusering gleichzeitig in dem Pumpengehäuse fixiert. Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung weist der Stellring ein Außengewinde auf und ist mit einem korrespondierend dazu angeordneten Innengewinde des Pumpengehäuses in Eingriff gebracht. Die axiale Position des Stellrings ist damit innerhalb der Kreiselpumpe durch Verdrehen des Stellrings in dem Innengewinde des Pumpengehäuses einstellbar. Unabhängig davon, gemäß welcher der zuvor erläuterten Ausbildungsformen der Stellring und/oder die zu seiner Positionierung beziehungsweise zur Festlegung der auf den Dichtring wirkenden Andruckkraft dienenden Mittel ausgebildet sind, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung Feststellschrauben auf, mittels derer der Stellring in der jeweils für ihn eingestellten Lage und Position fixierbar ist. Wie bereits mehrfach ausgeführt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erstausrüstung von Kreiselpumpen ebenso wie zu deren Nachrüstung. Daher ist die Vorrichtung gemäß einer zur Nachrüstung vorgesehenen Ausbildungsform so ausgebildet, dass deren jeweilige Elemente Bestandteile eines Bausatzes sind, welchem außerdem eine Bohrschablone beziehungsweise eine Bohrlehre zur lagerichtigen Anordnung der für die Stellschrauben und gegebenenfalls für die Feststellschrauben auszubildenden Gewindebohrungen beigefügt ist. Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen nochmals näher erläutert werden. Dabei betreffen die erläuterten Beispiele Varianten, die insbesondere zur Umrüstung von bisher nicht mit einer entsprechenden Vorrichtung versehenen Pumpen geeignet sind. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In particular, when retrofitting pumps with the gap seal according to the invention, it may be necessary to insert into the pump housing an additional, on the adjusting ring on the side facing away from the sealing ring housing ring. This is the case in particular for pumps which have a relatively large housing bore or housing chamber on the impeller inlet side. With these pumps, it is not without the classification of the additional housing ring it is possible to position the adjusting screws in such a way that the adjusting ring acts on the sealing ring at the corresponding point, namely in particular in the region of the sealing lip projecting beyond the rigid pressure ring of the sealing ring and / or rising from it. To enable this, the said housing ring is inserted, which has a plurality of circular segment-shaped recesses on its periphery. The threads for the screws of the actuator are each arranged in a part in the arranged on the outer circumference of the housing ring circular segment-shaped recesses and another part in corresponding to these recesses of the housing ring and together with these preferably each a full circle enclosing, annular recesses of the pump housing educated. By the screws brought into engagement with the threads of the housing ring is fixed simultaneously in the pump housing. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the adjusting ring has an external thread and is brought into engagement with a correspondingly arranged internal thread of the pump housing. The axial position of the adjusting ring is thus adjustable within the centrifugal pump by rotating the adjusting ring in the internal thread of the pump housing. Regardless of which of the embodiments described above, the adjusting ring and / or serving for its positioning or fixing the force acting on the sealing pressure means are formed, the device according to the invention according to an advantageous development of locking screws, by means of which the collar in the respective can be fixed for him set position and position. As already stated several times, the device according to the invention is suitable for the original equipment of centrifugal pumps as well as their retrofitting. Therefore, the device according to an intended for retrofitting training is designed so that their respective elements are components of a kit, which is also attached to a drilling template or a jig for the correct position arrangement of the screws and optionally for the locking screws to be formed threaded holes. The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments. In this case, the explained examples relate to variants which are suitable, in particular, for the conversion of pumps which were not previously provided with a corresponding device. In the accompanying drawings show:
Fig. 1 : eine entsprechend einer möglichen Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dieser nachgerüstete Kreiselpumpe, Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt der Pumpe nach Fig. 1 mit derFig. 1: a corresponding to a possible embodiment of the device according to the invention with this retrofitted centrifugal pump, Fig. 2: an enlarged section of the pump according to Fig. 1 with the
Vorrichtung zur Laufradabdichtung, Fig. 3a, 3b: den gemäß der Ausbildungsform nach Fig. 1 und Fig. 2 zusätzlich in das Gehäuse der Pumpe eingefügten Gehäusering,Device for impeller sealing, Fig. 3a, 3b: the according to the embodiment of FIG. 1 and FIG. 2 additionally inserted into the housing of the pump housing ring,
Fig. 4 eine andere grundsätzliche Ausbildungsform der Erfindung, mit einem speziell gestalteten Stellring,4 shows another basic embodiment of the invention, with a specially designed collar,
Die Fig. 1 zeigt beispielhaft eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachgerüstete Kreiselpumpe, wobei die Pumpe zur besseren Veranschaulichung mit einem Ausbruch im Pumpengehäuse 1 dargestellt ist. Das gezeigte Beispiel betrifft die Umrüstung einer Kreiselpumpe, bei welcher das Laufrad 2 in Form eines Kanalrads ausgebildet ist. Diese sowie die andere im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläuterte Ausbildungsform bezieht sich auf eine Ausbildung, bei welcher die mit dem Druckring 7 verbundene und mit diesem gemeinsam den Dichtring ausbildende ringförmige elastische Dichtlippe 8 mittels eines auf den Dichtring wirkenden Stellrings 9 vorgespannt wird und die Gleitfläche 6' an einem an dem Laufrad 2 befestigten Schleißring 6 ausgebildet ist. Die Pumpe besteht aus dem Pumpengehäuse 1 in welchem sich das auf einer hier nicht dargestellten Motorwelle angeordnete Laufrad 2 beziehungsweise Kanalrad beim Betrieb der Pumpe in der Umfangsrichtung u bewegt. Der hier ebenfalls nicht dargestellte Motor wird auf der in der Darstellung rechten Seite der Pumpe am Pumpengehäuse 1 so angeflanscht, dass sich die Motorwelle in der axialen Richtung a erstreckt. Zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Laufrad 2 ist der abzudichtende Spalt ausgebildet, bei welchem es sich aufgrund der Bauform der im Beispiel gezeigten Pumpe um einen Axialspalt handelt. Dieser Spalt ist mittels der, in dem vergrößerten Ausschnitt nach der Fig. 2 nochmals besser veranschaulichten erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen einen Stofftransport zwischen der Druckseite 3 der Pumpe und dem Laufradeintritt 5 auf der Saugseite 4 der Pumpe vollständig abgedichtet. Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Laufradabdichtung nach- beziehungsweise umgerüsteten Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 , in einer Schnittdarstellung. Zur Umrüstung ist durch Abdrehen an der Außenkontur des Laufrads 2 ein Absatz ausgebildet worden. An diesen Absatz wurde ein mit einer komplementären Stufe versehener hochverschleißfester Schleißring 6 angelegt und mittels mehrerer Schrauben an dem Laufrad 2 befestigt. Hierzu wurden zuvor, auf dem Umfang verteilt, entsprechende mit den Senkbohrungen des Schleißrings 6 korrespondierende Gewindebohrungen in das Laufrad 2 eingebracht. In das Pumpengehäuse 1 der im Beispiel gezeigten Pumpe ist zur Reduzierung des bei dieser Pumpe auf der Seite des Laufradeintritts 5 verhältnismäßig großen Durchmessers der Gehäusebohrung zusätzlich ein vorzugsweise metallischer Gehäusering 1 1 eingefügt worden, dessen Ausbildung in den Fig. 3a und 3b veranschaulicht ist. Der Gehäusering 1 1 weist mehrere kreisringförmige Ausnehmungen 12 auf, welche jeweils mit einem ersten Teil eines Gewindes versehen sind und zusammen mit korrespondierenden, in das Pumpengehäuse 1 eingearbeiteten und mit dem zugehörigen zweiten Teil des Gewindes versehenen Ausnehmungen jeweils einen Vollkreis beziehungsweise Kreiszylinder einschließen. Mit den teilweise in den Ausnehmungen 12 des Gehäuserings 1 1 und teilweise in den Ausnehmungen des Pumpengehäuses 1 ausgebildeten Innengewinden sind jeweils Stellschrauben 10 in Eingriff gebracht. Mittels der mit einem Innensechskantschlüssel einstellbaren Stellschrauben 10 ist der Stellring 9 in der axialen Richtung a beweglich. Die Stellschrauben 10 dienen dabei gleichzeitig zur Befestigung des Gehäuserings 1 1 in dem Pumpengehäuse 1. Der mit Absätzen versehene Stellring 9 drückt gegen den flexiblen Bereich 8' der Dichtlippe 8 des zwischen dem Stellring 9 und dem Schleißring 6 angeordneten Dichtrings, wobei die Druckkraft, mit welcher die Dichtlippe 8 gegen den Schleißring 6 gedrückt wird, abhängig ist von der mittels der Stellschrauben 10 einstellbaren Position des Stellrings 9. Die jeweils eingestellte und bei Bedarf nachstellbare Position des Stellrings 9 wird mittels der durch eine Innenbohrung der Stellschrauben 10 geführten und jeweils mit einer Gewindebohrung im Stellring 9 in Eingriff gebrachten Feststellschrauben 15, welche vorliegend als Zugschrauben ausgebildet sind, fixiert. Dabei gelangen die Schraubenköpfe der unverlierbar angeordneten Feststellschrauben 15 an einem Absatz der Innenbohrung der jeweiligen Stellschraube 10 zur Anlage. Der Dichtring besteht aus einem starren metallischen Druckring 7 an welchen die ringförmige aus Gummi bestehende Dichtlippe 8 bei dem gezeigten Beispiel angeschraubt ist. Vorteilhafter ist jedoch eine Verbindung des starren Druckrings 7 mit der Dichtlippe 8 durch Vulkanisation. Die Dichtlippe 8 wird durch den Stellring 9 derart mit einer Vorspannung beaufschlagt, dass sie, wie aus der Figur ersichtlich, bei ausgeschalteter Pumpe nur mit dem bezogen auf ihren Umfang äußeren Ende 8" ihres den Druckring 7 überragenden flexiblen Bereichs 8' an dem Schleißring 6 anliegt. Im Betrieb der Pumpe wird die Dichtlippe 8 unter vollständiger Abdichtung des Axialspalts aufgrund der zwischen der Druckseite 3 der Pumpe und dem Laufradeintritt 5 der Saugseite 4 bestehenden Druckdifferenz stärker an den Schleißring 6 herangedrückt. Aufgrund ihrer Elastizität liegt die Dichtlippe 8 aber dennoch nur gleitend mit dem äußeren Ende 8" des Bereichs 8' an dem Schleißring 6 an, so dass die Rotationsbewegung des Laufrads 2 der Pumpe weiterhin ermöglicht ist. Aufgrund der auf die Dichtlippe 8 aufgebrachten Vorspannung bleibt dabei deren gleitender Kontakt mit der Gleitfläche 6 auch bei betriebsbedingt auftretenden axialen und/oder radialen Schwingungen des Laufrads 2 stets bestehen. Es ist somit eine trotz möglicher Schwingungen zuverlässige, darüber hinaus aber auch dauerhafte, sich selbstnachstellende vollständige Abdichtung für den Spalt zwischen dem Pumpengehäuse 1 und der Saugseite 4 des Laufrads 2 beziehungsweise dem Laufradeintritt 5 gegeben. Beim Einsatz einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Kreiselpumpe als Abwasserpumpe wird dadurch eine Zopfbildung im Spaltbereich und damit eine spätere Verstopfung der Pumpe sicher verhindert.Fig. 1 shows an example of a retrofitted with the device according to the invention centrifugal pump, the pump is shown for better illustration with an outbreak in the pump housing 1. The example shown relates to the conversion of a centrifugal pump, in which the impeller 2 is designed in the form of a channel wheel. This and the other explained in connection with the drawings embodiment relates to an embodiment in which connected to the pressure ring 7 and this together with the sealing ring forming annular elastic sealing lip 8 is biased by means of an acting on the sealing ring 9 and the sliding surface. 6 'is formed on a attached to the impeller 2 Schleißring 6. The pump consists of the pump housing 1 in which the arranged on a motor shaft not shown impeller 2 or channel wheel during operation of the pump in the circumferential direction u moves. The motor, also not shown here, is flange-mounted on the pump housing 1 on the right-hand side of the pump so that the motor shaft extends in the axial direction a. Between the pump housing 1 and the Impeller 2, the gap to be sealed is formed, in which it is due to the design of the pump shown in the example is an axial gap. This gap is completely sealed by means of the, in the enlarged section of Fig. 2 again better illustrated inventive device against mass transfer between the pressure side 3 of the pump and the impeller inlet 5 on the suction side 4 of the pump. FIG. 2 shows an enlarged detail of the centrifugal pump which has been retrofitted or retrofitted with the device according to the invention for impeller sealing according to FIG. 1, in a sectional view. For conversion, a shoulder has been formed by twisting on the outer contour of the impeller 2. At this paragraph provided with a complementary stage highly wear-resistant wear ring 6 was attached and by means of several screws to the impeller 2. For this purpose, previously distributed on the circumference, corresponding with the counterbores of the wear ring 6 corresponding threaded holes are introduced into the impeller 2. In the pump housing 1 of the pump shown in the example, a preferably metallic housing ring 1 1 has been added to reduce the in this pump on the side of the impeller inlet 5 relatively large diameter of the housing bore addition, the training in Figs. 3a and 3b is illustrated. The housing ring 1 1 has a plurality of annular recesses 12, which are each provided with a first part of a thread and, together with corresponding, incorporated in the pump housing 1 and provided with the associated second part of the thread recesses each include a full circle or circular cylinder. With the partially formed in the recesses 12 of the housing ring 1 1 and partially in the recesses of the pump housing 1 internal threads each set screws 10 are brought into engagement. By means of adjustable with an Allen key screws 10, the adjusting ring 9 in the axial direction a is movable. The adjusting screws 10 serve at the same time for fastening the housing ring 1 1 in the pump housing 1. The paragraph provided with adjusting ring 9 presses against the flexible portion 8 'of the sealing lip 8 of the adjusting ring 9 and the wear ring 6 arranged Sealing ring, wherein the pressing force with which the sealing lip 8 is pressed against the wear ring 6, is dependent on the adjustable by means of screws 10 position of the adjusting ring 9. The respectively set and adjustable if necessary position of the adjusting ring 9 is by means of an inner bore of the Set screws 10 guided and each brought with a threaded hole in the adjusting ring 9 engaged locking screws 15, which are presently designed as lag screws, fixed. In this case, the screw heads of the captive arranged locking screws 15 reach a shoulder of the inner bore of the respective screw 10 to the plant. The sealing ring consists of a rigid metallic pressure ring 7 to which the annular rubber sealing lip 8 is screwed in the example shown. However, a compound of the rigid pressure ring 7 with the sealing lip 8 by vulcanization is more advantageous. The sealing lip 8 is biased by the adjusting ring 9 so that it, as shown in the figure, with the pump off only with respect to its outer peripheral end 8 "of the pressure ring 7 superior flexible portion 8 'on the wear ring. 6 During operation of the pump, the sealing lip 8 is pressed closer to the wear ring 6 with complete sealing of the axial gap due to the pressure difference between the pressure side 3 of the pump and the impeller inlet 5 of the suction side 4. However, due to its elasticity, the sealing lip 8 is only slidable with the outer end 8 "of the area 8 'on the wear ring 6, so that the rotational movement of the impeller 2 of the pump is still possible. Due to the applied to the sealing lip 8 bias remains while the sliding contact with the sliding surface 6 even with operationally occurring axial and / or radial vibrations of the impeller 2 always exist. It is thus a reliable despite possible vibrations, but also permanent, self-adjusting complete seal for the gap between the pump housing 1 and the suction side 4 of the impeller 2 and the impeller inlet 5 given. When using a centrifugal pump equipped with the device according to the invention as a wastewater pump As a result, a braid formation in the gap region and thus a subsequent blockage of the pump is reliably prevented.
Sofern der Innendurchmesser des Pumpengehäuses 1 nicht zu groß ist, kann abweichend von dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel der Stellring 9 auch ohne zusätzlichen Gehäusering 1 1 direkt in das Pumpengehäuse 1 eingefügt sein. Die Stellschrauben 10 sind dabei durch axial verlaufende Gewindebohrungen im Pumpengehäuse 1 geführt. Dabei ist im Falle einer ab Werk erfolgenden Ausrüstung der Kreiselpumpen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Ausbildungsform ohne zusätzlichen Gehäusering 1 1 selbstverständlich der Vorzug zu geben. Die Darstellung der in den Fig. 1 bis 3a beziehungsweise 3b gezeigten Ausbildungsform soll jedoch dazu dienen, aufzuzeigen, dass auch bereits im Einsatz befindliche Pumpen gut mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachgerüstet werden können. Eine andere Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Fig. 4 in einer mit der Fig. 2 vergleichbaren Darstellung gezeigt. Bei dieser Ausbildungsform erfolgt die Positionierung des Stellrings 9 und damit des Dichtrings sowie die Festlegung der auf den Dichtring mit Druckring 7 und Dichtlippe 8 wirkenden Andruckkraft mittels eines auf der Stirnseite des Stellrings 9 angeordneten Außengewindes 13. Dieses greift in ein entsprechendes im Pumpengehäuse 1 (gegebenenfalls, nämlich im Falle der Nachrüstung, durch entsprechende Nachbearbeitung des Pumpengehäuses 1 ) ausgebildetes Innengewinde 14 ein. Durch Verdrehen in dem Innengewinde 14 ist die axiale Position des Stellrings 9 entsprechend den Erfordernissen, das heißt Anliegen des radial äußeren Endes 8" des von dem Druckring 7 aufragenden Bereichs 8' der Dichtlippe 8 unter geringstmöglicher Vorspannung an dem Schleißring 6, einstellbar. In der entsprechenden Einstellposition ist der Stellring 9 mittels der Feststellschrauben 15 (im Außenbereich des Stellrings sind eine oder mehrere Feststellschrauben 15 angeordnet) fixierbar, welche als Klemmschrauben wirken und die Flanken der Gewinde 13, 14 des Stellrings 9 und des Pumpengehäuses 1 gegeneinander verspannen. Zur Abdichtung ist zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Stellring 9 ein O-Ring 16 aus Gummi angeordnet. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die vollständige Verhinderung der Rückströmung, nämlich der Rückströmung von der Druckseite 3 zur Saugseite 4 am Laufrad 2, und durch den Wegfall von Querströmungsverlusten eine deutliche Wirkungsgraderhöhung bei entsprechend ausgestatteten Kreiselpumpen erreicht. Saugseitige Verstopfungen werden insbesondere bei Abwasserpumpen mit Ein- oder Mehrkanallaufrädern wirksam verhindert. Hierdurch werden die Betriebs-, Energie- und Reparaturkosten beim Einsatz der Kreiselpumpen reduziert. Die Vorrichtung zeichnet sich zudem durch einen einfachen Aufbau und eine gute Nachrüstbarkeit bei bereits im Einsatz befindlichen Pumpen aus. Durch einen selbsttätigen Ausgleich der bautechnischen und/oder in Folge des Verschleißes auftretenden Toleranzen der Bauteile ist die vorgestellte Lösung vorteilhafterweise außerdem selbstnachstellend und daher dauerhaft selbstdichtend.If the inner diameter of the pump housing 1 is not too large, deviating from the previously described embodiment, the adjusting ring 9 can be inserted directly into the pump housing 1 without additional housing ring 1 1. The screws 10 are guided by axially extending threaded holes in the pump housing 1. In this case, in the case of an ex-factory equipment of centrifugal pumps with the device according to the invention the embodiment without additional housing ring 1 1 course to give preference. However, the illustration of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 a or 3 b is intended to show that pumps already in use can also be retrofitted with the device according to the invention. Another embodiment of the device according to the invention is shown in Fig. 4 in a comparable with the Fig. 2 representation. In this embodiment, the positioning of the adjusting ring 9 and thus of the sealing ring and the determination of the force acting on the sealing ring with pressure ring 7 and sealing lip 8 pressing force by means of an arranged on the end face of the adjusting ring 9 external thread 13. This engages in a corresponding in the pump housing 1 (optionally , namely in the case of retrofitting, by appropriate post-processing of the pump housing 1) formed internal thread 14 a. By turning in the internal thread 14, the axial position of the adjusting ring 9 in accordance with the requirements, that is concern of the radially outer end 8 "of the pressure ring 7 upstanding portion 8 'of the sealing lip 8 under the lowest possible bias on the wear ring 6, adjustable corresponding adjustment position of the adjusting ring 9 by means of the locking screws 15 (in the outer region of the adjusting ring are arranged one or more locking screws 15) which act as clamping screws and brace the flanks of the threads 13, 14 of the adjusting ring 9 and the pump housing 1 against each other between the pump housing 1 and the adjusting ring 9, an O-ring 16 made of rubber. By means of the device according to the invention is achieved by the complete prevention of backflow, namely the return flow from the pressure side 3 to the suction side 4 on the impeller 2, and by the elimination of crossflow losses a significant increase in efficiency at appropriately equipped centrifugal pumps. Suction-side blockages are effectively prevented, in particular in sewage pumps with single or multi-channel impellers. As a result, the operating, energy and repair costs are reduced when using the centrifugal pumps. The device is also characterized by a simple structure and a good retrofitting in already in use pumps. By an automatic compensation of structural and / or occurring as a result of wear tolerances of the components, the solution presented is advantageously also self-adjusting and therefore permanently self-sealing.
Liste der BezugszeichenList of reference numbers
1 Pumpengehäuse1 pump housing
2 Laufrad2 impeller
3 Druckseite3 print side
4 Saugseite4 suction side
5 Laufradeintritt5 impeller entry
6 Schleißring6 wearing ring
7 Druckring7 pressure ring
8 Dichtlippe8 sealing lip
8' Bereich der Dichtlippe8 'area of the sealing lip
8" Ende (radial äußeres Ende der Dichtlippe)8 "end (radially outer end of the sealing lip)
9 Stellglied, zum Beispiel Stellring9 actuator, for example, adjusting ring
10 Stellschraube10 setscrew
1 1 Gehäusering1 1 housing ring
12 Ausnehmung12 recess
13 Außengewinde 14 Innengewinde13 external thread 14 internal thread
15 Feststellschraube15 locking screw
16 O-Ring16 O-ring
a axiale Richtunga axial direction
U Umfangshchtung U perimeter

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Laufradabdichtung bei Kreiselpumpen für fluide Medien, mittels welcher der zwischen dem Pumpengehäuse (1 ) und mindestens einem über eine Motorwelle getriebenen Laufrad (2) der Kreiselpumpe ausgebildete, die Rotationsbewegung des Laufrads (2) in dem Pumpengehäuse (1 ) ermöglichende Axial- oder Radialspalt gegen einen Stofftransport von der Druckseite (3) des mindestens einen Laufrads (2) zu dessen Saugseite (4) am Laufradeintritt (5) abgedichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pumpengehäuse (1 ) zwischen der Druckseite (3) und der Saugseite (4) des betreffenden Laufrads (2) ein Dichtring angeordnet ist, welcher aus einem starren Druckring (7) und einer mit dem Druckring (7) verbundenen ringförmigen elastischen Dichtlippe (8) besteht, die im Bereich ihres Innendurchmessers mit dem Druckring (7) verbunden und in einem von dem Druckring (7) aufragenden oder/und dessen Durchmesser überragenden Bereich (8') gegen eine an der Umfangskontur im Bereich des Laufradeintritts (5) an dem Laufrad (2) ausgebildete Gleitfläche (6') geneigt ist und dass ein an dem Pumpengehäuse (1 ) gehaltenes Stellglied (9) auf den Dichtring wirkt, durch welches der Dichtring bezüglich der Gleitfläche (6') positioniert und seine Dichtlippe (8) in dem Bereich (8') derart vorgespannt ist, dass die Dichtlippe (8) mit einem radial äußeren Ende (8") ihres Bereichs (8') im Betrieb der Kreiselpumpe aufgrund der zwischen der Druckseite (3) und der Saugseite (4) bestehenden Druckdifferenz an der Gleitfläche (6') anliegt und den Axialspalt oder den Radialspalt vollständig abdichtet, wobei aufgrund der Verformbarkeit des Bereichs (8') der Dichtlippe (8) und der mittels des Stellglieds (9) in der Dichtlippe (8) erzeugten Vorspannung eine dauerhafte, sich selbstnachstellende sowie die beim Pumpenbetrieb auftretenden Radial- und Axialschwingungen ausgleichende Dichtung gegeben ist. 1. Device for impeller sealing in centrifugal pumps for fluid media, by means of which between the pump housing (1) and at least one driven by a motor shaft impeller (2) of the centrifugal pump formed, the rotational movement of the impeller (2) in the pump housing (1) enabling Axial or radial gap against material transport from the pressure side (3) of the at least one impeller (2) to the suction side (4) is sealed at the impeller inlet (5), characterized in that in the pump housing (1) between the pressure side (3) and the suction side (4) of the respective impeller (2) is arranged a sealing ring which consists of a rigid pressure ring (7) and an annular elastic sealing lip (8) connected to the pressure ring (7), which in the region of its inner diameter with the pressure ring ( 7) and in one of the pressure ring (7) towering and / or diameter projecting portion (8 ') against one on the peripheral contour in the region of Impeller inlet (5) on the impeller (2) formed sliding surface (6 ') is inclined and that on the pump housing (1) held actuator (9) acts on the sealing ring, through which the sealing ring with respect to the sliding surface (6') positioned and its sealing lip (8) in the region (8 ') is biased such that the sealing lip (8) with a radially outer end (8 ") of its area (8') in the operation of the centrifugal pump due to the between the pressure side (3) and the suction side (4) existing pressure difference on the sliding surface (6 ') and completely seals the axial gap or the radial gap, due to the deformability of the region (8') of the sealing lip (8) and by means of the actuator (9) in the sealing lip (8) generated bias is a permanent, self-adjusting and the occurring during pump operation radial and axial vibrations compensating seal.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (6') Teil eines im Bereich des Laufradeintritts (5) an der Umfangskontur des Laufrads (2) befestigten starren Schleißrings (6) ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sliding surface (6 ') is part of a in the region of the impeller inlet (5) on the peripheral contour of the impeller (2) fixed rigid wear ring (6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (8) aus einem Elastomer besteht und mit dem Druckring (7) durch Vulkanisation verbunden ist, wobei der Druckring (7) aus Metall besteht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing lip (8) consists of an elastomer and is connected to the pressure ring (7) by vulcanization, wherein the pressure ring (7) consists of metal.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in das Elastomer der Dichtlippe (8) ein Verstärkungsmaterial eingebettet ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the elastomer of the sealing lip (8), a reinforcing material is embedded.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Elastomer der Dichtlippe (8) ein Metallgewebe eingebettet ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that in the elastomer of the sealing lip (8), a metal mesh is embedded.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Dichtlippe (8') eine Metallfederscheibe einvulkanisiert ist.6. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the sealing lip (8 ') a metal spring washer is vulcanized.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke der ringförmigen Dichtlippe (8) in Richtung ihres7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the thickness of the annular sealing lip (8) in the direction of her
Außenumfangs verringert.Reduced outer circumference.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als ein direkt auf den Dichtring wirkender Stellring (9) ausgebildet ist, dessen Position im Pumpengehäuse (1 ) in der axialen8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the actuator is designed as a directly acting on the sealing ring adjusting ring (9) whose position in the pump housing (1) in the axial
Richtung (a) mittels zweier oder mehrerer bezüglich des Umfangs des Stellrings (9) annähernd gleich verteilt angeordneter Stellschrauben (10) verstellbarer ist, welche jeweils mit einem Gewinde des Pumpengehäuses (1 ) in Eingriff gebracht sind und auf den Stellring (9) drücken. Direction (a) by means of two or more with respect to the circumference of the adjusting ring (9) approximately equally distributed arranged adjusting screws (10) is adjustable, which in each case with a thread of the pump housing (1) are brought into engagement and press on the adjusting ring (9).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde für die Stellschrauben (10) in Gewindebohrungen ausgebildet sind, welche in der axialen Richtung (a) durch das Pumpengehäuse (1 ) hindurch geführt sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the threads for the adjusting screws (10) are formed in threaded bores which are guided in the axial direction (a) through the pump housing (1).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in das Pumpengehäuse (1 ) ein zusätzlicher, an dem Stellring (9) auf der dem Dichtring abgewandten Seite anliegender Gehäusering (1 1 ) eingefügt ist und die Gewinde für die Stellschrauben (10) jeweils zu einem Teil in auf dem Außenumfang des Gehäuserings (1 1 ) angeordneten kreissegment- förmigen Ausnehmungen (12) und zu einem Teil in korrespondierend zu den Ausnehmungen (12) des Gehäuserings (1 1 ) angeordneten und mit diesen zusammen jeweils einen Vollkreis einschließenden kreisringförmigen Ausnehmungen des Pumpengehäuses (1 ) ausgebildet sind, wobei der Gehäusering (1 1 ) durch die mit den Gewinden in Eingriff gebrachten10. The device according to claim 8, characterized in that in the pump housing (1) an additional, on the adjusting ring (9) on the side facing away from the sealing ring adjacent housing ring (1 1) is inserted and the thread for the screws (10) respectively to a part in on the outer circumference of the housing ring (1 1) arranged kreissegment- shaped recesses (12) and to a part in corresponding to the recesses (12) of the housing ring (1 1) arranged and with these together each a full circle enclosing annular recesses the pump housing (1) are formed, wherein the housing ring (1 1) brought by the engaged with the threads
Stellschrauben (10) in dem Pumpengehäuse (1 ) fixiert ist.Adjusting screws (10) in the pump housing (1) is fixed.
1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als ein direkt auf den Dichtring (7, 8) wirkender Stellring (9) mit einem Außengewinde (13) ausgebildet ist, dessen Position im Pumpengehäuse (1 ) in der axialen Richtung (a) durch Verdrehen des Stellrings (9) in einem an einer Innenfläche des Pumpengehäuses (1 ) ausgebildeten Innengewinde (14) verstellbar ist.1 1. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the actuator as a directly on the sealing ring (7, 8) acting adjusting ring (9) is formed with an external thread (13) whose position in the pump housing (1) in the axial direction (a) by turning the adjusting ring (9) in a on an inner surface of the pump housing (1) formed internal thread (14) is adjustable.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (9) in der für ihn eingestellten axialen Position mittels Feststellschrauben (15) fixierbar ist.12. Device according to one of claims 8 to 1 1, characterized in that the adjusting ring (9) in the adjusted axial position for him by means of locking screws (15) is fixable.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dass deren jeweiligen Elemente Bestandteile eines Bausatzes zur Nachrüstung bisher nicht mit einer Spaltdichtung ausgestatteter Kreiselpumpen sind, welchem außerdem eine Bohrschablone oder Bohrlehre zur lagerichtigen Anordnung auszubildender Gewindebohrungen beigefügt ist. 13. Device according to one of claims 8 to 10, that their respective elements are components of a kit for retrofitting previously not equipped with a gap seal centrifugal pumps, which also a drilling template or drill guide for the correct arrangement of trainees threaded holes is attached.
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