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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wellenabdichtung einer Drehkolbenpumpe mit Drehkolben.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine mehrteilige Gleitringdichtung zur axialen Abdichtung des Pumpenraums einer Drehkolbenpumpe zur Förderung von sauberem, aber auch von mit Fasern oder dergleichen beladenem Gut, aufweisend eine Hülse und einen Stellring, die auf der Pumpenwelle aufsitzen und mit dieser mitdrehen, und einen ortsfesten Außenring, in dessen Innenraum über eine ortsfeste Gummiringdichtung ein ortsfester Geitring federnd angeordnet ist, wobei zwischen dem Außenring und dem Stellring ein sich axial-radial erstreckender Spalt verbleibt.
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Es ist eine Drehkolbenförderpumpe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (
DE 200 10 216 U1 ).
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Die bekannte Pumpe hat sich in ihrem Einsatz bestens bewährt, wenngleich deren Vorrichtung zur Wellenabdichtung aus einzelnen Teilen gebildet ist, die bei der Montage und Demontage der Pumpe jeder für sich zusammengesetzt und auseinandergebaut werden müssen.
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Heutzutage werden jedoch Anforderungen gestellt, die mit derartigen bekannten Pumpen kritisch werden könnten. Enthält nämlich das zu fördernde Material Fasern oder andere Verschmutzungen, so könnten bei der Montage der Gleitringdichtung Partikel zwischen die Gleitflächen geraten und so Probleme verursachen, die die Einsatzdauer der Pumpe herabsetzen können.
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Bei Pumpenwellen, die mit Fördergut in Berührung kommen, stellt sich das Problem, die Welle und ihre Lagerbereiche gegen Verschmutzungen durch das Fördergut abzudichten.
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Je nach Einsatzzweck von derartigen Wellen, beispielsweise für Drehkolben einer Förderpumpe, können Schwierigkeiten insbesondere darin liegen, dass aus dem geförderten Gut Faserbestandteile in den Dichtungsbereich eintreten. Dadurch werden beispielsweise Dichtlippen auseinandergepresst, oder ein Ringspalt zwischen einem mit der Welle mitbewegten Innenteil und einem gehäusefesten äußeren Teil wird mit Faserbestandteilen nach und nach angefüllt und setzt sich schließlich mit einer Art Fasermatte zu. Dadurch wird einerseits der Wirkungsgrad der Pumpe verschlechtert, andererseits wird das Nachpressen von Kühlmittel in den Ringspalt verhindert, da dieser eben mit Fasermaterial angefüllt ist. Durch Reibung wird eine weitere thermische Belastung der Bauteile bewirkt, die vor allem die Lebensdauer derartiger Dichtungen verkürzt. Des Weiteren treten beim Austausch von Dichtungen vor Ort Probleme dadurch auf, dass aufgrund der beengten Einbausituation eine mehrteilige Gleitringdichtung in der Regel nur von speziell ausgebildetem Personal mit ausreichender Sorgfalt montiert werden kann. Insbesondere kann bei getrennter Montage beider Dichtungshälften Schmutz zwischen die Gleitflächen gelangen, die die Dichtungsfunktion von Anfang an beeinträchtigen würde.
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Es ist eine Vorrichtung bekannt (
EP 1 437 511 B1 ), bei der die innere Stirnseite des Stellrings als axiale Gleitfläche ausgebildet ist und mit dem Gleitring eine Gleitringdichtung bildet, an der Wellendichtung ein Distanzring angeordnet ist, der Außendurchmesser des Distanzringes größer als der kleinste Innendurchmesser des Außenrings ist, der Gummiring auf dem Gleitring aufsitzt, der Stellring auf der Hülse aufsitzt und dass die Wellendichtung im Inneren des Außenrings angeordnet und mit einem auf der Hülse befindlichen Laufring ausgebildet ist, wobei der Stellring dem Drehkolben axial benachbart ist und der Bereich kleinsten Innendurchmessers des Außenrings dem Distanzring einen Anschlag nach axialer durch den sich entspannenden Gummiring bewirkter Bewegung des Distanzrings bildet, wobei ein Aufnahmering einen Hohlraum aufweist, in dem ein zweiter O-Ring mit einem zweiten spiegelsymmetrisch zum ersten Gegenring ausgebildeten Gegenring angeordnet ist, wobei der Gegenring mit dem Aufnahmering eine weitere Gleitringdichtung bilden.
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Aus
WO 91/14118 ist eine Dichtungsvorrichtung für eine Pumpenwelle bekannt, welche zur Darstellung eines Doppeldichtungstyps eine innere Dichtung und eine äußere Dichtung aufweist. Die innere Dichtung sitzt in einem inneren, an der Welle angebrachten Stellring, während die äußere Dichtung in einem äußeren Rückhaltering sitzt. Der äußere Rückhaltering hat eine Schale, welche aufgrund von Federn die äußere Dichtung zunächst gegen eine Gleithülse presst und als Folge davon die innere Dichtung gegen den inneren Stellring presst. Die Anzahl der Feder wird bestimmt in Bezug auf den Oberflächendruck, welcher an den Dichtungsflächen erreicht werden soll. Die Wellenrotation wird von dem inneren Stellring mit der inneren Dichtung, einer Wellenhülse und dem Rückhaltering mit der äußeren Schale und der äußeren Dichtung und den Federn mitgemacht. Dagegen rotiert der Gleitring nicht mit. Diese Dichtanordnung arbeitet somit völlig ahne Gleitringdichtungen.
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Durch die Erfindung soll eine weitere Vorrichtung mit den o. a. Eigenschaften geschaffen werden, was durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale erreicht wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert, wobei am Ende der Figurbeschreibung weitere Vorteile der Erfindung anschaulicher erläutert werden können.
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Die Figur zeigt einen Längsquerschnitt in einer Halbansicht durch die Gleitringdichtung einer Drehkolbenförderpumpe in zusammengebautem Zustand.
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In der Figur ist der Raum einer Pumpenwelle 2 gezeigt. Es Ist ersichtlich, dass durch Drehung der Welle 2 ein Drehkolben in einem Pumpenraum 30 gedreht werden kann und entsprechend Fördergut transportiert.
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Im Pumpengehäuse ist im Inneren ein Außenring 4 vorgesehen, der dort ohne weiteres eingebaut und auch ausgebaut werden kann.
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Der Außenring 4 ist mit einem abdichtenden Gummiring 13, einem O-Ring, ausgestaltet, wobei der Gummiring 13 auf einem Gleitring 14 aufsitzt. Demzufolge sind der Gummiring 13 und der Gleitring 14 ortsfeste Teile. In der Figur ist der an sich runde Querschnitt des Gummirings 13 verformt gezeigt. Weiterhin sind ein Gummiring 13a und ein Gleitring 14a in entsprechender Anordnung gezeigt.
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Auf der Welle 2 sitzt eine Hülse 7 auf. Die Hülse 7 ist am pumpenseitigen Ende (bei 30) mit einem Stellring 3 versehen, wobei der Stellring 3 über die Hülse 7 mit der Welle 2 eine Drehverbindung eingeht.
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Am linksseitigen Ende der Hülse 7 ist ein Stellring 90 vorgesehen.
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Im Gehäuse und im Außenring 4 ist eine radial verlaufende Bohrung ausgebildet, die in einen Innenraum 42 im Inneren des Außenrings 4 bzw. radial außerhalb der Hülse 7 führt, so dass dieser Raum mit einer Kühl- und Schmierflüssigkeit befüllt werden könnte. Eine Bohrung führt in einen Spalt 9b und kann beispielsweise zum Abschmieren verwendet werden. Dadurch kann beispielsweise das Verhärten von in den Spalt 9b eingedrungenen Faserstoffe verhindert werden.
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Es ist ersichtlich, dass Fördermedium durchaus aus dem Pumpenraum 20 in den Spalt 9b eindringen kann. Um zu verhindern, dass dieses Fördermedium zur Welle 2 gelangt, befindet sich zwischen dem Stellring 3 und dem Gleitring 14a eine so genannte Gleitringdichtung 100. Dies bedeutet, dass diese beiden Teile sich relativ zueinander bewegen können, aber zwischen ihren Gleitflächen praktisch kein Pumpmedium hindurch gelangen kann. Entsprechend spiegelsymmetrisch ist eine Gleitringdichtung 100 zwischen dem Stellring 90 und dem Laufring 14 ausgebildet.
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Unter normalen Betriebsbedingungen kann das Fördermedium zwar in dem Spalt 9b eindringen, wobei dieser nach außen hin abgeschlossen ist, es kann jedoch nur in geringem Maße zwischen die Gleitflächen gelangen. Die den Spalt 9b durchströmende Flüssigkeit dient zum Abführen der an den Gleitflächen entstehenden und an den Stellring 3 sowie an den Gleitring 14a abgegebenen Wärmeenergie.
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Bei einem Fördermedium, das beispielsweise Fasern oder Verschmutzungen enthält, gelangen diese Fasern in den Spalt 9b und bilden dort, je nach Betriebszeit, eine so genannte Matte, wobei diese Matte sich nicht mit der Welle 2 mitdreht, sondern zusammen mit dem Außenring 4 ortsfest ist.
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Diese ortsfeste Matte könnte sich bis an den Gummiring 13a heran erstrecken. Dies ist jedoch deshalb unproblematisch, weil sowohl die Matte als auch der Gummiring 13a ortsfest sind. Bei bekannten Ausführungsformen von Drehkolbenpumpen, konnte dies deshalb problematisch werden, weil die ortsfeste Matte sich bis zu dem sich drehenden Gummiring erstrecken und die Dichtung mechanisch beeinträchtigen konnte. Auch konnte dadurch eine erhebliche Wärmeenergie erzeugt werden, die außerdem nur schlecht abgeführt werden konnte.
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Solange faserstofffreie Flüssigkeiten gepumpt werden, kann eine handelsübliche Gleitringdichtung in der Cartridge-Einheit eingebaut werden. Der Vorteil der Cartridge-Bauweise liegt darin, dass bei Vor-Ort-Montage alle zur Wellenabdichtung erforderlichen Bauteile in der vorher zusammengebauten Position montiert sind und als Einheit eingebaut werden können, ohne dass während der Montage Schmutzteilchen zwischen die Gleitflächen geraten könnten.
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Ausgehend von der Figur wird nachfolgend der Vorgang der Demontage des Blockrings gemäß der Erfindung beschrieben.
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Der Drehkolben 30 wird aus dem Pumpengehäuse entfernt.
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Der Stellring 3 wird nicht mehr gegen den Drehkolben 30 gedrückt, da dieser entfernt worden ist Der Gummiring 13a geht in seine Normalgestalt zurück und bewegt dadurch den Gleitring 14a und auch den Stellring 3 bei Betrachtung der Figur nach rechts. Dieser axiale Bewegungsvorgang wird auf die Hülse 7 übertragen.
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Der nächste Arbeitsschritt ist nunmehr, die Dichtungen von der Welle 2 zu entfernen und zwar als Einheit. Nun können die Dichtungen ersetzt werden. Danach können die Welle 2 und der Drehkolben 30 wieder eingesetzt werden.
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Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, dass diese Dichtung als Baueinheit lagerfähig und für sich transportabel ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind:
- – Großvolumige, zur Atmosphäre verschlossene Sperrkammer
- – 100-Prozent-Prüfung auf Maßhaltigkeit und Leckrate bei Montage
- – Automatische Entriegelung beim Einbau in die Pumpe (keine Halteplättchen)
- – Standardausführung mit Quench- oder Sperrflüssigkeit, z. B. Hydrauliköl, Getriebeöl, Glyzerin, Silikonöl usw. Grundsätzlich geeignet für Thermosiphonsysteme
- – Back-To-Back-Anordnung
- – Stationäre Gleitringdichtung
- – Sperrdruck bis 12 bar möglich
- – Kein Radialwellendichtring erforderlich
- – Ausführung TA-Luft-konform
- – massiver, verschleißfester Laufring
- – Gute Wärmeabfuhr, deshalb trockenlaufunempfindlich
- – Geeignet auch für faserige und klebrige Medien
- – Drehmomentübertragung durch Kraftschluss.
