DE1222333B

DE1222333B - Erstarrungsstopfbuechse

Info

Publication number: DE1222333B
Application number: DEG37925A
Authority: DE
Inventors: Hans Timm
Original assignee: KERNENERGIEVERWERT GES fur; Schiffahrt M B H
Current assignee: KERNENERGIEVERWERT GES fur; Schiffahrt M B H
Priority date: 1963-06-10
Filing date: 1963-06-10
Publication date: 1966-08-04

Description

Erstarrungsstopfbüchse Die Erfindung bezieht sich auf eine Erstarrungsstopfbüchse für die Abdichtung von Wellendurchführungen an Gehäusen, die ein bei Abkühlung erstarrendes Medium enthalten, mit einer nachgeschalteten Gleitringdichtung, bei welcher im Betrieb ein Gleitring von der Gegendichtfläche abhebbar ist, vorzugsweise für Kreiselpumpen.
Bei der Behandlung von Flüssigkeiten mit Rührwerken, Pumpen od. dgl. ist es oft erforderlich, eine Anlage zu wählen, bei welcher keinerlei Leckverluste auftreten. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn es sich darum handelt, eine in einem Reaktor zu bestrahlende Flüssigkeit umzuwälzen. So wird z. B. für die Bestrahlung organischer Flüssigkeiten in einem Reaktor eine Umlaufpumpe benötigt, die eine Umwälzung der zu bestrahlenden Flüssigkeit mit etwa 0,6 bis 1 cbm pro Stunde bewirkt. Um über längere Zeiträume einwandfreie Arbeitsbedingungen zu erzielen, muß die Pumpe möglichst lange wartungsfrei laufen, wobei einerseits aus Sicherheitsgründen und andererseits zur Erzielung einwandfreier Ergebnisse auch bei längerer Laufdauer keine Substanzverluste zugelassen sind.
Aus diesem Grunde wurden bisher gekapselte Pumpen verwendet, bei denen sich auch der Antriebsmotor im umlaufenden Medium befand. Diese gekapselten Pumpen haben den Nachteil, daß die Arbeitsbedingungen stark eingeengt werden, weil die Motorwicklung auf etwa 150° C gekühlt werden muß.
Falls in dem Reaktor eine Flüssigkeit bestrahlt werden soll, deren Schmelzpunkt im Bereich der Kühltemperatur liegt, treten Schwierigkeiten auf. Aus diesem Grunde wurde bisher bei der Umwälzung derartiger Medien eine normale Kreiselpumpe mit Faltenbalg-Gleitringdichtung verwendet. Dabei mußte in Kauf genommen werden, daß die Dichtung einen Leckverlust von mindestens 100 g pro Woche aufweist, solange sich die Gleitringe in einwandfreiem Zustand befinden. Handelt es sich bei der umzuwälzenden Flüssigkeit um eine solche mit schlechter Schmierfähigkeit, z. B. um Diphenyl, so verringert sich die Lebensdauer der Gleitringe merklich, und es tritt bereits nach kurzer Einsatzzeit ein wesentlich höherer Leckverlust auf, falls die Anlage nicht stillgelegt und die Gleitringe ausgewechselt werden.
Es sind Gewindegangdichtungen bekannt, denen eine Gleitringdichtung nachgeschaltet ist. Dabei sind bereits Maßnahmen getroffen, einen Gleitring mit Hilfe eines Fliehkrafthebels von der Gegendichtfläche abzuheben, um bei umlaufender Welle eine Abnützung der Gleitflächen zu vermeiden. Es ist auch bekannt, das Abheben eines Schleifringes mit Hilfe eines willkürlich betätigbaren Handhebels vorzunehmen. Hierbei ist aber zumindest bei niedriger Drehzahl immer noch eine Abnutzung vorhanden, und es ist eine einwandfreie Dichtung bei Nenndrehzahl nicht gewährleistet, falls die Viskosität des die Dichtung beaufschlagenden Mediums aus irgendeinem Grunde zu gering sein sollte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erstarrungsstopfbüchse der genannten Art zu schaffen, die sehr lange betriebsbereit bleibt und die in jedem Fall eine sichere Dichtung gewährleistet.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der abhebbare Gleitring an einem Wärmedehnrohr angeordnet ist, das eine Wand des Erstarrungsstopfbüchsspaltes bildet, mit dem aus der Wellendichtung des Pumpengehäuses austretenden Medium in Berührung steht und dessen dem Gleitring abgewandtes Ende derart fest angeordnet ist, daß bei einer zu starken Erwärmung des abzudichtenden Mediums im Stopfbüchsspalt ein Schließen des Gleitringdichtungsspaltes erfolgt.
Hierdurch wird eine Steuerung des Gleitringdichtungsspaltes in der Weise erreicht, daß er sich schließt, wenn wegen zu großer Erwärmung und damit Verflüssigung des Mediums im Stopfbüchsspalt ein Austreten des Mediums zu befürchten ist.
Falls im Bereich des Stopfbüchsdichtungsspaltes die Welle in bekannter Weise mit einem Rückfördergewinde versehen ist, kann das Dehnrohr den Fördergewindeabschnitt umgeben.
Das Dehnrohr ist vorzugsweise feststehend angeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung beschrieben, in der ein Axialschnitt durch eine Wellenverbindung zwischen Antrieb und Pumpe dargestellt ist. Im Pumpengehäuse 10 ist ein Läufer 11 angeordnet, der über eine Welle 12 von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Pumpe saugt das umzuwälzende Medium an der Saugseite 13 an und gibt es über die Druckseite 15 wieder ab. Die Welle 12 ist am Eingang des Gehäuses 10 in einem Lager 14 gelagert. Das Pumpengehäuse wird von einem Stutzen 16 abgeschlossen, der innen an dem zum Gehäuse hin liegenden Ende das Lager 14 abstützt und sich zum anderen Ende hin bei 17 verjüngt. An den verjüngten Abschnitt 17 des Stutzens 16 schließt' ein aus Aluminium bestehendes Dehnrohr 20 an. Dieses Dehnrohr umschließt den Abschnitt 18 der Welle 12, der als Förderspindel ausgebildet ist. Durch ein Gewinde 21 ist das Dehnrohr fest mit einer Kühlvorrichtung 22 verbunden, die bei 19 an das verjüngte Ende des Stutzens 16 angeschweißt ist. Die Kühlvorrichtung besteht aus einem ersten Kühlsystem 23. das einen Zufluß 24 und einen Abfluß 26 aufweist. Daran schließt sich ein zweites Kühlsystem 28 an, das mit Kühlwasserzufluß 30 und Kühlwasserabfluß 32 versehen ist. Diese beiden Kühlsysteme können hintereinander oder parallel betrieben werden.
Das vom Inneren des Pumpengehäuses 10 her in den Wellengang eindringende Medium wird durch die Kühlvorrichtung 22 so stark gekühlt, daß es in dem von den Kühlvorrichtungen umschlossenen Abschnitt erstarrt und von der Schnecke 33 auf dem Wellenabschnitt 18 zum Pumpengehäuse hin zurückgedrückt wird.
An dem zum Motor hin liegenden Ende des von denn Dehnrohr 20 und dem Stutzen 16 gebildeten Wellenkanals sitzt ein Gleitring 34, der zusammen mit einem. Gleitring 36 eine Gleitringdichtung bildet. Der Gleitring 34 ist durch eine Gewindeverbindung 35 auf dem Dehnrohr 20 feststehend angeordnet. Dagegen ist der Gleitring 36 über die Teile 44, 42, 43 zur Drehung mit der Welle 12 verbunden. Der Gleitring 34 besteht zweckmäßig aus Bronze, während der Gleitring 36 aus einer gegossenen Hartmetallegierung, z. B. Stellit, hergestellt ist. Im normalen Betrieb der Pumpe bei eingeschaltetem Kühlwasserumlauf ist zwischen den beiden Gleitringen 34 und 36 ein schmaler Spalt von 0,1 bis 0,2 mm vorgesehen. Die Breite des Spaltes ist einstellbar. Zu diesem Zweck sind in den Gleitring 36 Haltestifte 44 eingeschraubt, die von einem Justierring 42 übergriffen werden, welcher in axialer Richtung verschiebbar auf einer Muffe 43 sitzt. Eine Feder 46 sorgt dafür, daß der Gleitring 36 in Richtung auf den Gleitring 34 unter einer Vorspannung steht, so daß dadurch auch die Stifte 44 in Eingriff mit dem Justierring 42 gehalten werden.
Zur Abdichtung dient weiter noch ein Faltenbalg 38, welcher den Gleitring 36 mit einem Ring 40 verbindet, der am Boden der Muffe 43 angeordnet ist. Der Ring 40 ist durch eine Klemmdichtung 48 in abgedichteter Verbindung mit der Welle 12.
Zwischen dem Motor und der Wellendichtung ist noch ein Lagerbock 50 vorgesehen, in welchem die Welle 12 mittels Lagern 52 und 54 gelagert ist. Zusammen mit dem Lager 14 sind demnach zwischen Pumpe 10 und Motor drei Lager für die Welle vorgesehen, um damit eine schwindungsfreie Führung der durch den Fördergewindeabschnitt verlängerten Welle zu gewährleisten.
Der Spalt zwischen den Gleitringen 34 und 36 wird derart eingestellt, daß er bei zu starker Erwärmung des Mediums im Stopfbüchsenspalt durch die dabei auftretende Wärmedehnung des Dehnrohres 20 geschlossen wird. Dadurch wird das bei zu starker Erwärmung durch die Erstarrungsstopfbüchse hindurchsickernde Medium von der Gleitringdichtung abgefangen,

Claims

Patentansprüche: 1. Erstarrungsstopfbüchse für die Abdichtung von Wellendichtungen an Gehäusen, die ein bei Abkühlung erstarrendes Medium enthalten, mit einer nachgeschalteten Gleitringdichtung, bei welcher im Betrieb ein Gleitring von der Gegendichtfläche abhebbar ist, vorzugsweise für Kreiselpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß der abhebbare Gleitring an einem Wärmedehnrohr angeordnet ist, das eine Wand des Erstarrungsstopfbüchsspaltes bildet, mit dem aus der Wellendurchführung des Pumpengehäuses austretenden Medium in Berührung steht und dessen dem Gleitring abgewandtes Ende fest derart angeordnet ist, daß bei einer zu starken Erwärmung des abzudichtenden Mediums im Stopfbüchsspalt ein Schließen des Gleitringdichtungsspaltes erfolgt.
2. Erstarrungsstopfbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bekannten Anordnung eines Fördergewindes auf der Welle das Dehnrohr den Fördergewindeabschnitt umgibt.
3. Erstarrungsstopfbüchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnrohr feststehend angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 253 781; französische Patentschrift Nr. 1260 957; USA.-Patentschriften Nr. 1997 613, 2 747 901, 2 799 522, 1539 941; »ehernical Engineering«, April 1937, S. 253; Karl Trutnowsky, »Berührungsdichtungen«, Springerverlag, 1958, S. 142 und 143.