Wellendichtungsanordnung an Pumpen Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendich- tungsanordnung an Pumpen, insbesondere Tauch pumpen. Bei Tauchpumpen arbeitet die Wel lendichtung unter sehr ungünstigen Bedingungen, da das Wasser gewöhnlich verschmutzt und mit Sand oder anderen, einen Verschleiss verursachenden Teil chen gemischt ist, so dass der Motor und die Lager in kurzer Zeit beschädigt werden würden, wenn Was ser durch die Wellendichtungen hindurchträte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Wellendichtungsanordnung zu schaffen, wobei das Wesen der Erfindung darin besteht, dass eine sich nicht drehende, elastisch verschiebbare Hülse, welche die Motorwelle umgibt, einen Teil einer ebenen Dichtung sowie eine oder mehrere ela stische Dichtungslippen trägt, die gegen eine ko nische Fläche eines an der Motorwelle befestigten Tisch anliegen, und dass sich innerhalb dieser Hülse eine Schraubenfeder befindet, die sich gegen eine Schulter an dieser Welle abstützt und so angeordnet ist, dass sie den anderen, drehenden Teil der ebenen Dichtung in Anlage an dem ersterwähnten Teil drückt und auf die Hülse eine Kraft überträgt,
um die Dichtungslippen in Anlage an der konischen Fläche zu halten. Auf diese Weise soll erreicht wer den, dass die Dichtungslippen entsprechend ihrer Abnutzung eingestellt werden, wobei der weitere Vorteil erzielt wird, dass diese Einstellung durch die gleiche Feder erfolgt, die für die Erzeugung des Dichtungsdrucks der ebenen Dichtung erforderlich ist. In der nachfolgenden Beschreibung ist eine be vorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Wellendichtungsänordnung erläutert, die auf der bei liegenden Zeichnung in einem Axialschnitt darge stellt ist.
Die gezeigte Dichtungsanordnung wird in An wendung auf eine Tauchpumpe üblicher Art mit einem glockenförmigen, doppelwandigen Gehäuse beschrieben, in dessen unterem Mittelteil sich der Läufer 11 befindet. Dieser Läufer ist am unteren freitragenden Ende einer senkrechten Antriebswelle 13 befestigt, die unmittelbar mit dem Elektromotor 15 gekuppelt ist. Der Läufer ist zwischen dem Boden 17 des Innengehäuses und dem Boden 21 des Aus sengehäuses angeordnet. Der Boden des Aussenge häuses ist mit einer Öffnung 19 versehen, so dass, wenn der Läufer 11 dreht, Wasser durch die -Öff nung 19 nach oben gesaugt und durch den Raum zwischen der Aussen- und der Innenwand des Ge häuses gefördert und aus diesem zu einer ange schlossenen Ablaufleitung weitergefördert wird.
Die Innenseite der durch die beiden Böden gebildeten Pumpenkammer ist mit einem Schutzüberzug 23 aus Gummi versehen.
Um die Welle 13 herum ist ein Schmiermittel behälter 25 angeordnet, der durch den Boden 17 des Innengehäuses, eine zylindrische Seitenwand 27, die sich vom Boden 17 nach oben erstreckt, und eine obere Abschlusswand 29 gellildet wird. Die Welle 13 ist mittels eines Wälzlagers 31 in der oberen Ab- schlusswand 29 gelagert und mit dieser durch eine elastische Dichtungshülse 33 abgedichtet.
Der Boden des Innengehäuses ist als Bund 35, gleichachsig die Welle 13 umgebend, nach oben ge zogen, welcher einen verhältnismässig grossen Ab stand von der Welle hat. In den Raum zwischen dem Bund und der Welle ist ein Dichtungsaggregat eingesetzt, das durch den Boden 17 des Innenge- häues und \oder den Bund 35 mit einem gewissen axialen Spiel, jedoch nicht drehbar, gehalten wird und gleitend gegen die Welle anliegende Dichtungs elemente enthält. Das Dichtungsaggregat umfasst eine Hülse 37, die eine zylindrische Aussenfläche aufweist und mit enger Passung in der zylindrischen Bohrung des Bundes 35 eingesetzt ist und ferner mit diesem mittels eines Dichtungsringes 39 abgedichtet ist.
Die Hülse 37 wird durch eine Gummimembran 41 gehalten, welche die Form einer flachen, kreis förmigen Scheibe hat, die in eine ausgedrehte Aus- nehmung in der Aussenfläche des Gehäusebodens 17 eingesetzt ist.
An ihrer Oberseite ist die Membran mit einem ersten ringförmigen Flansch 43 ausgebil det, der an der zylindrischen Wandung der Aus- nehmung in Anlage gehalten wird und in seiner Lage durch einen Wulst 45 gehalten wird,. sowie mit einem zweiten ringförmigen Flansch 47 von kleinerem Durchmesser, welcher das Ende der Hülse 37 umgibt und mit einem umgebogenen Rand in eine Nut der letzteren eingreift. Durch die elastische Nachgiebig keit der Membran 41 wird ein gewisses axiales Spiel der Hülse 37 ermöglicht.
Innerhalb der Hülse 37 sind zwei elastische hül- senförmige Dichtungslippen 49, 51 aus Gummi, Le der oder irgendeinem künstlichen Material befestigt, welche gegen einen an der Welle 13 befestigten ko nischen Körper 53 anliegen und die vorzugsweise durch umgebende Schraubenfedern in Anlage an die sem Körper gehalten werden. Am oberen Ende der Hülse 37 ist eine zweite Dichtung angeordnet, die aus zwei ebenen Dichtungsscheiben 55 und 57 aus Hartmetall besteht. Die obere Scheibe 55 ist an einer Endplatte 59 befestigt, die in das Ende der Hülse 37 eingeschraubt und daher feststehend ist, während die untere Dichtungsscheibe 57 an einem auf der Welle angebrachten und an deren Drehung teilnehmenden Ring 61 befestigt ist.
Der Ring 61 ist auf der Welle axial verschiebbar und mit dieser durch einen Dich tungsring 63 abgedichtet. Der Ring 61 nimmt an der Drehung der Welle infolge der Reibung des Dichtungsringes 63 teil und wird durch eine Schrau benfeder 65 nach oben gedrückt, die zur Welle kon- zentrisch ist und deren unteres Ende sich gegen eine Schulter abstützt, welche an einem auf der Welle befestigten Ring 67 vorgesehen ist.
Da die Feder 65 das Bestreben hat, sich in Achs richtung auszudehnen, wird der Ring 61 und damit die an diesem befestigte Dichtungsscheibe 57 in An lage an die an der Hülse 37 befestigte Dichtungs scheibe 55 gedrückt, so dass ein ausreichender Auf lagerdruck an dieser Dichtungsstelle besteht. Durch diesen Druck wird die Hülse 37 nach oben verlagert, wobei die Membran 41 elastisch nachgibt, so dass die Dichtungslippen 49, 51 durch die Wirkung der Feder 65 angedrückt werden.
In dem Masse, in wel chem die Dichtungslippen sich abnutzen, werden sie an dem konischen Körper 53 immer weiter nach oben gedrückt, da, wenn der Auflagerdruck der Dichtungslippen abnimmt, sich die Schraubenfeder 65 ausdehnt und die Hülse 37 nach oben drückt, bis im wesentlichen der gleiche Auflagerdruck der Dichtungslippen wiederhergestellt ist. Dieser Bewe gung wirkt jedoch bis zu einem gewissen Grade die Membran 41 entgegen.
An ihrer Unterseite sind die Schaufeln des Läu fers 11 miteinander durch eine Ringscheibe 69 ver bunden, während die der Membran 41 zugekehrte Oberseite des Läufers offen ist. Daher hat der auf der Saugseite der in Betrieb befindlichen Pumpe er zeugte Unterdruck Zugang zum beweglichen Mittel teil der Membran und wirkt auf diese in Richtung nach unten. Dies hat zur Folge, dass unter Zusam- mendrückung der Feder 65 die Hülse 37 nach unten verschoben wird, so dass der Auflagerdruck zwischen den Dichtungslippen 49, 51 und dem konischen Kör per 53 herabgesetzt wird und an dieser Stelle ein verringerter Verschleiss stattfindet.
Die Dichtungs wirkung wird hierdurch nicht beeinträchtigt, da der um das untere Ende der Welle herum vorhandene Unterdruck verhindert, dass das Wasser längs der Welle nach oben eindringen kann. Umgekehrt kann eine geringe Menge<B>öl</B> aus dem Behälter 25 durch die ebene Dichtung 55, 57 in das Innere der Hülse 37 und aus dieser an den Dichtungslippen 51, 49 vorbei gesaugt werden.
Wenn die Pumpe abgestellt wird und der äussere Wasserdruck auf einen Wert ansteigt, der der Eintauchtiefe entspricht, wird die Membran 41 nach oben gedrückt und werden die Dichtungslippen 49, 51 mit starkem Druck ange drückt, der jedoch nun geduldet werden kann, da die Welle 13 sich im Stillstand befindet und kein Ver- schleiss zu befürchten ist. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abän derungen erfahren.
Shaft sealing arrangement on pumps The invention relates to a shaft sealing arrangement on pumps, in particular submersible pumps. In submersible pumps, the shaft seal works under very unfavorable conditions, as the water is usually polluted and mixed with sand or other wear-causing particles, so that the motor and the bearings would be damaged in a short time if water ran through the shaft seals would pass through.
The invention is based on the object of creating an improved shaft seal arrangement, the essence of the invention being that a non-rotating, elastically displaceable sleeve which surrounds the motor shaft carries part of a flat seal and one or more elastic sealing lips, which rest against a conical surface of a table attached to the motor shaft, and that inside this sleeve there is a helical spring which is supported against a shoulder on this shaft and is arranged in such a way that it abuts the other, rotating part of the flat seal presses on the first-mentioned part and transmits a force to the sleeve,
to keep the sealing lips in contact with the conical surface. In this way, the aim is to ensure that the sealing lips are adjusted according to their wear, the further advantage being achieved that this adjustment is made by the same spring that is required for generating the sealing pressure of the flat seal. In the following description, a preferred embodiment of the inventive shaft seal arrangement is explained, which is Darge on the accompanying drawing in an axial section.
The seal arrangement shown is described in application to a submersible pump of the usual type with a bell-shaped, double-walled housing, in the lower central part of which the rotor 11 is located. This rotor is attached to the lower, self-supporting end of a vertical drive shaft 13 which is coupled directly to the electric motor 15. The runner is arranged between the bottom 17 of the inner housing and the bottom 21 of the sengehäuses from. The bottom of the outer housing is provided with an opening 19 so that when the rotor 11 rotates, water is sucked up through the opening 19 and conveyed through the space between the outer and inner walls of the housing and out of this a connected drain line is conveyed further.
The inside of the pump chamber formed by the two floors is provided with a protective cover 23 made of rubber.
A lubricant container 25 is arranged around the shaft 13 and is formed by the bottom 17 of the inner housing, a cylindrical side wall 27 which extends upwards from the bottom 17, and an upper end wall 29. The shaft 13 is mounted in the upper end wall 29 by means of a roller bearing 31 and is sealed with this by an elastic sealing sleeve 33.
The bottom of the inner housing is as a collar 35, coaxially surrounding the shaft 13, pulled upward ge, which was a relatively large Ab from the shaft. In the space between the collar and the shaft, a sealing unit is inserted, which is held by the bottom 17 of the inner housing and / or the collar 35 with a certain axial play, but not rotatable, and contains sealing elements that slide against the shaft . The sealing unit comprises a sleeve 37, which has a cylindrical outer surface and is inserted with a tight fit in the cylindrical bore of the collar 35 and is also sealed with the latter by means of a sealing ring 39.
The sleeve 37 is held by a rubber membrane 41, which has the shape of a flat, circular disc which is inserted into a turned recess in the outer surface of the housing base 17.
On its upper side, the membrane is designed with a first annular flange 43, which is held in contact with the cylindrical wall of the recess and held in its position by a bead 45. as well as with a second annular flange 47 of smaller diameter which surrounds the end of the sleeve 37 and with a bent edge engages in a groove of the latter. Due to the elastic flexibility of the membrane 41, a certain axial play of the sleeve 37 is made possible.
Within the sleeve 37, two elastic sleeve-shaped sealing lips 49, 51 made of rubber, leather or some artificial material are attached, which bear against a conical body 53 attached to the shaft 13 and which are preferably in contact with this body by surrounding helical springs being held. At the upper end of the sleeve 37, a second seal is arranged, which consists of two flat sealing washers 55 and 57 made of hard metal. The upper disk 55 is attached to an end plate 59 which is screwed into the end of the sleeve 37 and is therefore stationary, while the lower sealing disk 57 is attached to a ring 61 mounted on the shaft and participating in its rotation.
The ring 61 is axially displaceable on the shaft and sealed with this by a sealing ring 63 you. The ring 61 takes part in the rotation of the shaft as a result of the friction of the sealing ring 63 and is pushed upwards by a helical spring 65 which is concentric to the shaft and the lower end of which is supported against a shoulder which is attached to one on the shaft attached ring 67 is provided.
Since the spring 65 has the tendency to expand in the axial direction, the ring 61 and thus the sealing washer 57 attached to it is pressed in position to the sealing washer 55 attached to the sleeve 37, so that there is sufficient stock pressure at this sealing point consists. As a result of this pressure, the sleeve 37 is displaced upwards, the membrane 41 yielding elastically so that the sealing lips 49, 51 are pressed on by the action of the spring 65.
To the extent that the sealing lips wear out, they are pushed further and further upwards on the conical body 53, since when the bearing pressure of the sealing lips decreases, the coil spring 65 expands and pushes the sleeve 37 upwards until substantially the same bearing pressure of the sealing lips is restored. However, the membrane 41 counteracts this movement to a certain extent.
On its underside, the blades of the runner 11 are ver related to each other by an annular disk 69, while the top of the runner facing the membrane 41 is open. Therefore, the vacuum generated on the suction side of the pump in operation has access to the movable central part of the membrane and acts on it in the downward direction. This has the consequence that when the spring 65 is compressed, the sleeve 37 is displaced downward so that the bearing pressure between the sealing lips 49, 51 and the conical body 53 is reduced and there is less wear at this point.
The sealing effect is not impaired by this, as the negative pressure around the lower end of the shaft prevents the water from penetrating upwards along the shaft. Conversely, a small amount of <B> oil </B> can be sucked out of the container 25 through the flat seal 55, 57 into the interior of the sleeve 37 and out of it past the sealing lips 51, 49.
When the pump is switched off and the external water pressure rises to a value that corresponds to the immersion depth, the membrane 41 is pressed upwards and the sealing lips 49, 51 are pressed with strong pressure, which can now be tolerated as the shaft 13 is at a standstill and no wear is to be feared. The invention is not limited to the illustrated and described embodiment, but can experience various changes Abän within its scope.