WO1998040628A1

WO1998040628A1 - Pumpe mit wellenabdichtung

Info

Publication number: WO1998040628A1
Application number: PCT/EP1998/001365
Authority: WO
Inventors: Alfons JÜNEMANN
Original assignee: Sterling Fluid Systems (Germany) Gmbh
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1998-09-17
Also published as: DE29704403U1; EP0966611A1; EP0966611B1; DE59811580D1; ES2221161T3; ATE269493T1

Abstract

Zumindest zeitweise Flüssigkeit führende Pumpe mit einer Wellendichtung (4) und einem außerhalb der Wellendichtung auf dieselbe Welle (3) wirkenden Wellenlager (5). Um etwaige Leckflüssigkeit nicht nach außen durchtreten zu lassen, ist der Zwischenraum (8) mit einem Unterdruckraum der Pumpe verbunden, wobei die Verbindung des Zwischenraums (8) mit der Pumpe von einer in bezug auf seine Verbindung mit dem Wellenlager (5) tiefer gelegenen Stelle des Zwischenraums (8) ausgeht.

Description

Pumpe mit Wellenabdichtung

Bei manchen Pumpen, bei denen die Welle beidseitig gelagert ist, ist zwischen der Wellendichtung und der Wellenlagerung ein zur Atmosphäre offener Raum vorgesehen (US-A-4 ,273, 515, US-A-1,662,250) . Das Wellenlager befindet sich in einem soge- nannten Lagerbügel an der Außenseite dieses Raums. Die an der Innenseite dieses Raumes befindliche Wellendichtung ist zur Prüfung auf Dichtheit gut zugänglich. Etwa austretende Leckflüssigkeit wird erkennbar und kann abgeführt werden, bevor sie das Wellenlager erreicht und dieses schädigen kann. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Lagerabstände groß sind. Daraus ergeben sich relativ große axiale Abmessungen der Maschine und die Welle muß stark dimensioniert werden. Das gilt auch für eine bekannte Pumpe (US-A-4,747, 752 ) , bei welcher ein Hauptlager in einem Lagerbügel außerhalb der Wellendichtung gelegen ist und der Austritt von Leckmedium dadurch verhindert wird, daß innenseitig von der Wellendichtung eine Absaugung vorgesehen ist, die mit der Saugseite der Pumpe verbunden ist. Die Absaugung geht von einem Raum aus, der sich zwischen der Wellendichtung und einer Drosselstelle befindet, welche von einem Sekundärlager gebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1 und vorzugsweise denjenigen der Unteransprüche. Danach sind Wellendichtung und Wellenlager durch einen ge- schlossenen Zwischenraum voneinander getrennt, der an einer in bezug auf die Verbindung des Zwischenraums mit dem Wellenlager geodätisch tief gelegenen Stelle mit einem Unterdruckraum der Pumpe verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, daß etwaige Leckflüssigkeit nicht zum Wellenlager übertreten kann, bevor sie abgesaugt wird.

Falls starke Leckage bei der erfindungsgemäßen Pumpe auftritt, die als Strahl oder Schwall vor ihrer Absaugung zum Wellenlager gelangt, sollte sie vom Wellenlager abgeschirmt werden. Dafür ist zweckmäßigerweise eine weitere Dichtung zwischen dem Zwischenraum und dem Wellenlager vorgesehen, beispielsweise eine Lippendichtung. Diese weitere Dichtung ist lediglich für den Notfall vorgesehen und braucht nur eine Abschirmung gegenüber strahl- oder schwallweise anfallender Flüssigkeit zu bilden. Da sie deshalb keinen hohen Dichtheitsanforderungen zu genügen braucht, kann sie unaufwendig ausgeführt sein.

Der Zwischenraum ist zweckmäßigerweise mit einem Gaszuführungsanschluß versehen, der zur Atmosphäre hin offen oder an eine geeignete Gasquelle angeschlossen ist. Im Falle des Betriebs der Pumpe als Gaspumpe kann dies deren Druckseite sein. Die Kombination der Absaugung und der Gaszuführung führt zu dem Effekt einer Spülung des Zwischenraums. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Absaugung und der Gasquelle wird der Zwischenraum von dem Spülgas durchströmt. Die Konzentration etwaigen Leckgases in der Atmosphäre des Zwischenraums wird dadurch reduziert und die Rückführung der Leckage zur Pumpe wird beschleunigt.

Für den Anschluß der Absaugung des Zwischenraums ist jeder Unterdruckraum der Pumpe geeignet. Insbesondere kann dies die Saugseite der Pumpe sein. Unter dem zusammenfassenden Begriff des Unterdruckraums der Pumpe sollen auch solche mit der Pumpe in Verbindung stehenden Räume verstanden werden, die für einen solchen Anschluß geeignet sind, beispielsweise die Saugleitung. Als Unterdruckraum kommt auch ein solcher in Frage, der atmosphärischen oder überatmosphärischen Druck führt, wenn die Gaszuführung von einem Raum entsprechend höheren Drucks genommen wird. Der Zwischenraum kann dann je nach dem Druckabfall in der Gaszuführung und Absaugung einen überatmo- sphärischen Druck annehmen. Dies ist unbedenklich, zumal wenn zwischen dem Zwischenraum und dem Wellenlager eine Dichtung angeordnet ist, die das Wellenlager vor einer je nach Lage des Falles übermäßigen Gasdurchströmung vom Zwischenraum her schützt. Im allgemeinen ist es jedoch vorzuziehen, daß der Druck im Zwischenraum etwa auf Atmosphärendruck gehalten oder etwas geringer ist, damit eine Strömung vom Zwischenraum zur Wellendichtung im wesentlichen verhindert wird.

Die Spülgasmenge wird zweckmäßigerweise so eingestellt, daß die gewünschte Funktion zwar gewährleistet, der Pumpenbetrieb dadurch aber nicht nennbar belastet wird. Die Einstellung der Spülgasmenge geschieht durch die Festlegung der Strömungsquerschnitte und der anliegenden Druckdifferenz.

Besonders geeignet für die Anwendung der Erfindung sind solche Pumpen, die zur Mischförderung von Gas und Flüssigkeit geeignet sind, zum Beispiel Flüssigkeitsringgaspumpen.

Bei Flüssigkeitsringgaspumpen im Kompressorbetrieb wird der Zwischenraum zweckmäßigerweise einerseits mit der Saugseite und andererseits mit der Druckseite verbunden. Die Anschlußstelle an der Druckseite sollte so gewählt werden (z.B. im oberen Teil des Flüssigkeitsabscheiders), daß keine Betriebsflüssigkeit in die Verbindungsleitung eintreten kann. Diese Anschlußart kann sowohl bei Pumpen für Vakuumbetrieb als auch bei Pumpen für Druckbetrieb angewendet werden.

Durch ein Rückschlagventil in der Verbindungsleitung zur Saugseite kann gewährleistet werden, daß beim Stillstand der Pumpe der Zwischenraum nicht von Betriebsflüssigkeit erreicht wird. Entsprechendes gilt auch für die Verbindungsleitung zur Druckseite. Vorteilhafterweise wird die Verbindungsleitung des Zwischenraums zum Unterdruckraum der Pumpe wenigstens teilweise transparent oder mit einem Sensor ausgeführt, damit etwa austretende Betriebsflüssigkeit und Reparaturbedürftigkeit der Dichtung zu erkennen ist.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung auch in Verbindung mit solchen Wellendichtungen, bei denen bauartbedingt mit Leckage gerechnet werden muß oder Leckage mit ver- gleichsweise hoher Wahrscheinlichkeit auftreten kann, wie

Stopfbuchsen. Durch die Erfindung wird in diesen Fällen eine nach außerhalb der Pumpe durchtretende Leckage verhindert.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einem Teil-Längsschnitt veranschaulicht.

Es handelt sich um eine Flüssigkeitsringgaspumpe mit einem Gehäuse 1, einem Flügelrad 2, einer Welle 3, einer Gleitring- dichtung 4 und einem Wellenlager 5. Die Zeichnung zeigt lediglich die Abdichtung und Lagerung des antriebsseitigen Wellenendes. Die Anordnung am anderen Wellenende kann entsprechend ausgeführt sein.

Die Gleitringdichtung 4 ist im Bereich einer Wellenschonhülse 6 angeordnet, die zusammen mit der Nabe des Flügelrads 2 durch eine Wellenmutter 7 gesichert ist. Das Gehäuse bildet um das äußere Ende der Gleitringdichtung bzw. der Wellenschonhülse 6 und der Mutter 7 einen Ringraum 8 , der den soge- nannten Zwischenraum bildet und an den sich das Wellenlager 5 anschließt, das von dem Ringraum 8 durch eine Anordnung von Lippendichtungen 9 getrennt ist.

Im geodätisch tiefstgelegenen Bereich des Ringraums 8 enthält das Gehäuse eine Anschlußbohrung 10, die in nicht dargestellter Weise mit der Saugseite der Flüssigkeitsringgaspumpe verbunden ist. Die Verbindung kann durch eine außenliegende Rohrleitung oder eine innerhalb der Gehäusewandungen gelegene Bohrung erfolgen. Die Anschlußstelle, an der die Bohrung 10 in den Ringraum 8 mündet, liegt jedenfalls tiefer als die Stelle, an der etwaige Flüssigkeit aus dem Ringraum 8 zum Wellenlager 5 hin überlaufen könnte. Das ist die tiefste Stelle der Bohrung in dem zwischen dem Ringraum 8 und dem Lager 5 befindlichen Gehäusebund 12, wenn keine Dichtungen 9 vorgesehen sind. Im Falle der Anwesenheit der Dichtungen 9 ist dies die tiefste Stelle des Umfangs der Welle 3 im Bereich des Ringraums 8.

Außerdem enthält das den Ringraum 8 bildende Gehäuse einen Gaszuführungsanschluß 11, der wahlweise mit der Atmosphäre oder der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Durch die anliegende Druckdifferenz ergibt sich eine ständige Gasspülung des Ringraums 8. Durch die Wellendichtung 4 etwa austretendes gasförmiges oder flüssiges Medium wird zusammen mit dem Spülgasstrom in den Verdichter zurückgeführt. Eine Umweltbelastung durch austretendes Fördergas oder Betriebsflüssigkeit wird vermieden.

Bei defekter Wellendichtung kann die Maschine noch kurzzeitig weiter betrieben werden, da der Leckagestrom aufgrund der Spülung des Ringraums zum Verdichter zurückgeführt wird. Nach außen hin bleibt die Maschine dabei dicht.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist die axiale Baulänge der Konstruktion gering. Entsprechend gering sind auch das Bauvolumen und die Masse der Pumpe.

Claims

Patentansprüche

1. Zumindest zeitweise Flüssigkeit führende Pumpe mit einer Wellendichtung (4) und einem außerhalb der Wellendichtung auf dieselbe Welle (3) wirkenden Wellenlager (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Wellendichtung (4) und das Wel- lenlager (5) durch einen geschlossenen Zwischenraum (8) getrennt sind, der mit einem Unterdruckraum der Pumpe verbunden ist, und daß die Verbindung des Zwischenraums (8) mit der Pumpe von einer in bezug auf seine Verbindung mit dem Wellenlager (5) tiefer gelegenen Stelle des Zwi- schenraums (8) ausgeht.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenraum ( 8 ) und dem Lager eine weitere Dichtung (9) angeordnet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (8) mit einem Gaszuführungsanschluß (11) versehen ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszuführungsanschluß (11) mit der Druckseite der als Gaspumpe ausgebildeten Pumpe verbunden ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszuführungsanschluß (11) zur Atmosphäre hin offen ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen dem Zwischenraum ( 8 ) und dem Unterdruckraum der Pumpe und/oder der Druckseite der Pumpe ein Rückschlagventil angeordnet ist ,

Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung zum Unterdruckraum der Pumpe wenigstens teilweise transparent ist.