DE202004012488U1 - Rotating mechanical seal assembly especially for submersible motor-driven pump has circulating system for cooling and/or lubricating of slide rings and with passages leading into and out of sealed chamber - Google Patents

Abstract

The rotating mechanical seal assembly (1) especially for a submersible motor-driven pump has interacting slide rings, and a circulating system for cooling and/or lubricating of the slide rings. The circulating system has a passage (4) leading into and a passage (5) leading out of a sealed chamber in the housing for the feed and drain of the flow medium, and a feed device in the chamber rotating commonly with the rotating slide ring to create a forced circulation of the medium. At least one outside circumferential section of each slide ring lies in the chamber. An independent claim is included for a submersible motor-driven pump incorporating the aforesaid mechanical seal assembly for sealing the drive shaft between the motor chamber (A) and pump chamber (B) of the pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für eine Tauchmotorpumpe zur Abdichtung einer Antriebswelle zwischen einem Motor- und Pumpenraum.The The invention relates to a mechanical seal arrangement, in particular for one Submersible pump for sealing a drive shaft between an engine and pump room.

Bei Tauchmotorpumpen besteht das Problem, dass der den Antriebsmotor enthaltende Motorraum gegenüber dem mit dem zu pumpenden Medium beaufschlagten Pumpenraum abgedichtet werden muss, um ein Eindringen des Mediums, z.B. Wasser, in den Matorraum zu verhindern. Dabei wurde schon der Einsatz von Gleitringdichtungsanordnungen vorgeschlagen, da diese gegenüber Dichtungen anderer Art, wie Labyrinth- oder Packungsdichtungen sowohl hinsichtlich der Dichtwirkung als auch der Dauerhaftigkeit der Dichtwirkung Vorteile bieten. Probleme beim Einsatz von Gleitringdichtungsanordnungen bei Tauchmotorpumpen können dadurch auftreten, dass bei einem häufigen Wechsel zwischen Betrieb im abzudichtenden Medium und ausserhalb (Atmosphäre) die Gefahr von Trockenlauf besteht, wenn die Pumpe nicht abgestellt wird. Es wurde zwar schon vorgeschlagen, eine doppeltwirksame Gleitringdichtungsanordnung mit Ölvorlage in einer gegenüber dem abzudichtenden Medium abgedichteten Kammer auszubilden, so dass die Gleitflächen der Gleitringpaarungen unabhängig von den jeweiligen Betriebsverhältnissen mit Öl als Schmiermittel versorgt werden. Nachteil dieser Vorgehensweise ist jedoch eine schlechte Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Gleitflächen, so dass die Gefahr von Überhitzung besteht. Ausserdem kann die Ölvorlage nach längeren Betriebszeiten in ihrer Wirksamkeit durch in die Kammer eingedrungene Leckage des abzudichtenden Mediums beeinträchtigt werden. Die Ölvorlage sollte daher auf ihre Wirksamkeit permanent überwacht werden, indem z.B. Mittel zur Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit der Ölvorlage vorgesehen werden.at Submersible pumps have the problem that the drive motor containing engine compartment opposite sealed the pump chamber charged with the medium to be pumped to prevent penetration of the medium, e.g. Water in the To prevent Matorraum. The use of mechanical seal arrangements has already been used suggested as opposed to this Other types of seals, such as labyrinth or packing seals with regard to the sealing effect as well as the durability of the sealing effect Offer advantages. Problems when using mechanical seal arrangements with submersible pumps occur because of a frequent change between operations in the medium to be sealed and outside (atmosphere) there is a risk of dry running exists if the pump is not turned off. It was already proposed a double-acting mechanical seal arrangement with oil charge in one opposite to form the sealed chamber of the medium to be sealed, so that the sliding surfaces of the Slip ring pairings independent of the respective operating conditions with oil are supplied as lubricants. Disadvantage of this approach is a poor heat dissipation from the area of the sliding surfaces, so the risk of overheating consists. In addition, the oil reservoir after longer Operating times in their effectiveness by penetrating into the chamber Leakage of the medium to be sealed can be impaired. The oil template its effectiveness should therefore be constantly monitored, e.g. Means for recording the electrical conductivity of the oil supply be provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtungsanordnung der gattungemässen Art zu schaffen, die verbesserten Schutz gegen Trockenlauf und Überhitzung bietet.The The invention has for its object a mechanical seal assembly the generic Kind of creating the improved protection against dry running and overheating offers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmal des Anspruches 1 gelöst. Ein Merkmal der erfindungsgemässen Gleitringdichtungsanordnung ist das Vorsehen eines Umlaufsystemes für ein Strömungsmedium zur Kühlung und/oder Schmierung der Gleitringe. Dieses Umlaufsystem umfasst Passagen für die Zu- und Abfuhr des Strömungsmediums in eine abgedichtete Kammer der Gleitringdichtungsanordnung, wie sie bislang für die Bevorratung einer Ölvorlage diente, sowie mit dem rotierenden Gleitring gemeinsam rotierende Fördermittel, durch die das Strömungsmedium in einen Zwangsumlauf versetzt werden kann und dabei einen aussenumfänglichen Bereich jedes Gleitringes, der in der Kammer freiliegt, beaufschlagt wird. Dies schafft nicht nur eine Kühlung der Gleitringe, so dass Überhitzung vermieden wird, sondern sorgt ferner dafür, dass stets Flüssigkeit zur Schmierung zwischen den Gleitflächen der Gleitringe ansteht und dadurch Trockenlauf verhindert wird. Eine in die Kammer eindringende Leckage des abzudichtenden Mediums wirkt sich wegen der grösseren Masse an Strömungsmedium weniger schädlich aus und lässt sich ausserdem ausserhalb der Gleitringdichtungsanordnung leicht beseitigen bzw. überwachen. Wegen der geringen baulichen Abmessungen wird gemäss einer Weiterbildung bevorzugt, dass die Gleitringdichtungsanordnung als sog. Face-to-Face-Anordnung ausgebildet ist, d.h. beidseitig eines zentralen rotierenden Gleitringes je ein damit zusammenwirkender drehfester Gleitring vorgesehen ist. Bei den Fördermitteln handelt es sich bevorzugt um eine Vielzahl umfänglich verteilt angeordnete Förderausnehmungen oder -nuten, die seitens des äusseren Umfanges in den rotierenden Gleitring eingebracht und zur Kammer hin offen sind. Die Zu- bzw. Abführpassagen sollten vorzugsweise tangential in die Kammer einmünden, wobei es bevorzugt wird, dass die Einmündungsstelle für das zufliessende Strömungsmedium nahe derjenigen Gleitringpaarung vorgesehen ist, die beim Betrieb in der Regel am höchsten belastet ist, um die Kühlwirkung an dieser Stelle besonders zur Wirkung zu bringen. Die höchstbelastete Stelle ist zumeist diejenige, die dem Motorraum zugewandt ist. Zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung kann gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung ein stationäres Strömungsleitelement an einem zwischenliegenden Bereich der Kammer zwischen der Zuführpassage und den Fördermitteln vorgesehen sein, um das Strömungsmedium zwangsweise gegen die Gleitringoberflächen zu richten. Die aufgrund der erwähnten Massnahme kompakte Ausgestaltung der Gleitringdichtungsanordnung ermöglicht es, diese als montagefertige Einschubeinheit auszubilden, so dass die Montage als auch die Wartung der Anordnung mit geringerem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Beim Einsatz in Tauchmotorpumpen sind in der Regel die an der Gleitringdichtungsanordnung anstehenden Medien starken Druckschwankungen unterworfen. Gemäss einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist daher die Gleitringdichtungsanordnung druckrichtungsunabhängig ausgebildet, so dass die abdichtende Wirkung unabhängig von der Richtung des Druckes des abzudichtenden Mediums, des Strömungsmediums und/oder einem Medium im Motorraum ist.This The object is achieved according to the invention solved by the feature of claim 1. A feature of the mechanical seal arrangement according to the invention is the provision of a circulation system for a flow medium for cooling and / or Lubrication of the slide rings. This circulation system includes passages for the Supply and discharge of the flow medium into a sealed chamber of the mechanical seal assembly, such as her so far for stocking up an oil reservoir served, as well as rotating together with the rotating slide ring Funding, through which is the flow medium can be put into a forced circulation and thereby an external one Area of each slide ring that is exposed in the chamber becomes. This not only creates cooling of the slip rings, causing overheating is avoided, but also ensures that always liquid for lubrication between the sliding surfaces of the slide rings and thereby preventing dry running. One penetrating into the chamber Leakage of the medium to be sealed affects because of the larger mass of flow medium less harmful out and lets is also easy outside the mechanical seal assembly eliminate or monitor. Because of the small structural dimensions according to one Further development preferred that the mechanical seal arrangement as so-called face-to-face arrangement is formed, i.e. one on both sides central rotating sliding ring each interacting with it non-rotating slide ring is provided. The funding is preferably encompassing a large number distributed recesses or grooves on the part of the outside Introduced circumferentially into the rotating seal ring and to the chamber are open. The inlet and outlet passages should preferably open tangentially into the chamber, whereby it is preferred that the junction for the inflow flow medium close to that pair of slip rings is provided that during operation usually the highest is charged to the cooling effect particularly effective at this point. The most stressed The position is usually the one facing the engine compartment. to further improve the cooling effect can according to another development of the invention a stationary flow guide at an intermediate area of the chamber between the feed passage and the funding be provided to the flow medium to be directed against the sliding ring surfaces. The due of those mentioned Measure compact design of the mechanical seal assembly allows it to design this as a ready-to-install plug-in unit, so that the assembly and maintenance of the arrangement with less time carried out can be. When used in submersible pumps, they are usually on the mechanical seal assembly exposed media subject to strong pressure fluctuations. According to one Another preferred development of the invention is therefore the mechanical seal arrangement pressure independent of direction trained so that the sealing effect regardless of the direction of the pressure of the medium to be sealed, the flow medium and / or a medium in the engine compartment.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Tauchmotorpumpe unter Verwendung einer Gleitringdichtungsanordnung der vorgenannten Art zur Abdichtung einer Antriebswelle zwischen einem Motor- und Pumpenraum der Tauchmotorpumpe, wobei die Passagen im Gehäuse der Gleitringdichtungsanordnung mit Umlaufpassagen in einem Pumpengehäuse verbunden sind, um das Strömungsmedium in eine wärmetauschende Beziehung zu einem der Aussenumgebung der Tauchmotorpumpe ausgesetzten Bereich des Pumpengehäuses zu leiten. Dabei handelt es vorzugsweise um eine Wandung des Pumpenraumgehäuses, die aussen von dem abzudichtenden Medium umströmt ist.Another aspect of the invention is a submersible pump using a mechanical seal arrangement of the aforementioned type for sealing a drive shaft between a motor and pump chamber of the submersible pump, the passages in the housing of the mechanical seal arrangement are connected to circulation passages in a pump housing in order to direct the flow medium into a heat-exchanging relationship with a region of the pump housing which is exposed to the external environment of the submersible motor pump. This is preferably a wall of the pump chamber housing, around which the medium to be sealed flows around on the outside.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The Invention is described below using an embodiment and the drawing explained in more detail. It demonstrate:

1 in einer geschnittenen Ansicht ein Detail einer Tauchmotorpumpe mit einer Gleitringdichtungsanordnung nach der Erfindung, 1 in a sectional view a detail of a submersible motor pump with a mechanical seal arrangement according to the invention,

2 in vergrösserter geschnittener Ansicht eine Gleitringdichtungsanordnung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Antriebswelle und einem Pumpengehäuse der Tauchmotorpumpe, 2 an enlarged sectional view of a mechanical seal arrangement according to an embodiment of the invention in connection with a drive shaft and a pump housing of the submersible pump,

3 eine geschnittene, im Massstab verkleinerte Ansicht längs der Schnittlinie III–III in 2, und 3 a cut, scaled-down view along the section line III-III in 2 , and

4 eine geschnittene, im Massstab verkleinerte Ansicht längs der Schnittlinie IV–IV in 2. 4 a cut, scaled down view along the section line IV-IV in 2 ,

Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit ihrer bevorzugten Anwendung zur Abdichtung eines Motorraumes gegenüber einem Pumpenraum einer Tauchmotorpumpe beschrieben wird, versteht es sich, dass die Erfindung auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt ist, sondern auch auf anderen Anwendungsgebieten vorteilhaft zum Einsatz gebracht werden kann, bei denen Gefahr einer Überhitzung und/oder Trockenlaufs von wichtigen Funktionsbereichen der Gleitringdichtungsanordnung besteht und daher besondere Vorsorgemassnahmen getroffen werden müssen.Although the invention below in connection with its preferred application to seal an engine compartment against a pump compartment Submersible pump is described, it is understood that the invention is not limited to this field of application, but also to others Fields of application can be used advantageously, where there is a risk of overheating and / or dry running of important functional areas of the mechanical seal arrangement exists and special precautionary measures are therefore taken have to.

Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung erübrigt sich eine nähere Beschreibung des Aufbaues einer Tauchmotorpumpe, der dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist. Es genügt der Hinweis, dass die Pumpe, wie 1 zeigt, einen Motorraum A und einen Pumpenraum B umfasst. Im Motorraum A kann ein Elektromotor (nicht gezeigt) in hermetisch abgedichteter Weise gegenüber der Aussenumgebung angeordnet sein und auf eine Antriebswelle 3 wirken, die sich durch eine Durchtrittsbohrung in einem Pumpengehäuse 2 in den Pumpenraum B erstreckt. Auf der Antriebswelle 3 kann ein Pumpenlaufrad (nicht gezeigt) montiert sein. Eine das allgemeine Bezugszeichen 1 tragende Gleitringdichtungsanordnung nach der Erfindung ist in der Durchtrittsbohrung angeordnet, um den Motorraum A gegenüber dem Pumpenraum B abzudichten. Bei dem zu pumpenden Medium kann es sich um Wasser, wässrige Schlämme und andere Flüssigkeiten mit oder ohne Verunreinigungen handeln. Im Pumpengehäuse 2 sind Umlaufpassagen 4, 5 für die Zu- und Abführung eines Strömungsmediums vorgesehen, das mit nachfolgend näher beschriebenen Fördermitteln in einen Zwangsumlauf versetzt werden kann. Bei dem Strömungsmedium handelt es sich vorzugsweise um ein Wasser-Glykol-Gemisch, jedoch können auch andere geeignete Strömungsmedium verwendet werden.In view of the present invention, a detailed description of the structure of a submersible pump is unnecessary, which is basically known to the person skilled in the art. Suffice it to say that the pump, like 1 shows an engine compartment A and a pump compartment B. In the engine compartment A, an electric motor (not shown) can be arranged in a hermetically sealed manner from the outside environment and on a drive shaft 3 act through a through hole in a pump housing 2 extends into the pump room B. On the drive shaft 3 a pump impeller (not shown) can be mounted. A the general reference number 1 bearing mechanical seal arrangement according to the invention is arranged in the through hole to seal the engine compartment A from the pump compartment B. The medium to be pumped can be water, aqueous sludge and other liquids with or without impurities. In the pump housing 2 are circulation passages 4 . 5 provided for the supply and discharge of a flow medium, which can be set in a forced circulation with the support means described in more detail below. The flow medium is preferably a water-glycol mixture, but other suitable flow medium can also be used.

Anhand von 2 wird nachfolgend die Gleitringdichtungsanordnung 1 näher erläutert. Wie dargestellt, umfasst die Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine sog. Face-to-Face-Anordnung von drei zusammenwirkenden Gleitringen, nämlich einem zentralen Gleitring 11, der in geeigneter Weise zur gemeinsamen Drehung auf der Welle 3 montiert ist, und ein Paar beidseitig des zentralen rotierenden Gleitringes 11 angeordneter Gleitringe 12, 13, die jeweils drehfest, jedoch axial verschieblich an einem Gehäuse 10 der Gleitringdichtungsanordnung 1 gehalten sind. Die drehfesten Gleiring 12, 13 weisen jeweils eine radiale Gleitfläche, die mit einer zugewandten radialen Gleitfläche eines Paares an gegenüberliegenden Seiten des zentralen Gleitringes 11 vorgesehener Gleitflächen zusammenwirkt, um eine in der Gleitringdichtungsanordnung 1 ausgebildete Kammer 16 gegenüber dem Motorraum A bzw. Pumpenraum B abzudichten. Jedem drehfesten Gleitring 12 bzw. 13 ist eine Vorspanneinrichtung 14 bzw. 15 zugeordnet, die vorzugsweise ein oder mehrere umfänglich verteilt angeordnete Vorspannfedern umfasst, die sich mit einem ihrer axialen Enden am betreffenden drehfesten Gleitring 12 bzw. 13 und an den anderen axialen Enden am Gehäuse 10 abstützen. Auf diese Weise werden die drehfesten Gleitringe 12, 13 mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen den zentralen rotierenden Gleitring 11 beaufschlagt, um die zusammenwirkenden Dichtflächen, die bei 17 bzw. 18 angedeutet sind, in dichtender Beziehung miteinander zu halten.Based on 2 is the mechanical seal assembly below 1 explained in more detail. As shown, the mechanical seal assembly includes 1 According to the preferred embodiment of the invention, a so-called face-to-face arrangement of three interacting slide rings, namely a central slide ring 11 which is suitable for common rotation on the shaft 3 is mounted, and a pair on both sides of the central rotating slide ring 11 arranged slide rings 12 . 13 , each rotatably, but axially displaceable on a housing 10 the mechanical seal assembly 1 are held. The non-rotating track ring 12 . 13 each have a radial sliding surface with a facing radial sliding surface of a pair on opposite sides of the central sliding ring 11 provided sliding surfaces cooperates to one in the mechanical seal assembly 1 trained chamber 16 to seal against engine compartment A or pump compartment B. Every non-rotating slide ring 12 respectively. 13 is a pretensioner 14 respectively. 15 assigned, which preferably comprises one or more circumferentially distributed biasing springs, which with one of their axial ends on the relevant rotationally fixed slide ring 12 respectively. 13 and at the other axial ends on the housing 10 support. In this way, the non-rotating slip rings 12 . 13 with a certain preload against the central rotating slide ring 11 applied to the cooperating sealing surfaces which at 17 respectively. 18 are indicated to keep in a sealing relationship with each other.

Die Kammer 16 ist einesteils durch die Dichtflächen 17, 18, anderenteils durch das Gehäuse 10 sowie zwischen dem Gehäuse 10 und den drehfesten Gleitringen 12, 13 vorgesehene Sekundärdichtungselemente (nicht näher bezeichnet), die vorzugsweise in Gestalt von O-Ringen ausgebildet sind, gegenüber dem Motorraum A als auch dem Pumpenraum B hermetisch abgedichtet.The chamber 16 is partly due to the sealing surfaces 17 . 18 , otherwise through the housing 10 as well as between the housing 10 and the non-rotating slip rings 12 . 13 provided secondary sealing elements (not specified), which are preferably designed in the form of O-rings, hermetically sealed against the engine compartment A and the pump compartment B.

Im Gehäuse 10 sind Zu- und Abführpassagen 20, 21 für das Strömungsmedium ausgebildet, um das Strömungsmedium durch die Kammer 16 zu zirkulieren. Insbesondere ist eine Zuführpassage 20 vorgesehen, die in Fluidverbindung mit der Zuführpassage 4 im Pumpengehäuse 2 steht. Ferner ist eine Abführpassage 21 im Gehäuse 10 vorgesehen, die in Fluidverbindung mit der Abführpassage 5 im Pumpengehäuse 2 steht. Die Zu- und Abführpassagen 20, 21 sind so durch das Gehäuse 10 geführt, dass sie tangential in die Kammer 16 einmünden, wie dies 3 und 4 zu entnehmen ist.In the housing 10 are supply and discharge passages 20 . 21 designed for the flow medium to the flow medium through the chamber 16 to circulate. In particular is a feed passage 20 provided in fluid communication with the feed passage 4 in the pump housing 2 stands. Furthermore is a laxative passage 21 in the housing 10 provided in fluid communication with the laxative passage 5 in the pump housing 2 stands. The feed and discharge passages 20 . 21 are so through the case 10 led them tangentially into the chamber 16 flow like this 3 and 4 can be seen.

Auf diese Weise kann in die Kammer 16 das Strömungsmedium eingeführt werden, um in wärmeaustauschender Beziehung mit in der Kammer 16 freiliegenden äusseren Umfangsflächen der Gleitringe 11, 12, 13 zu treten. Das Strömungsmedium wird über die Abführöffnung 21 aus der Kammer 16 in die Abführpassage 5 des Pumpengehäuses 2 geleitet, von wo es in eine wärmeaustauschende Beziehung zu einer Aussenwand (nicht gezeigt) der Tauchmotorpumpe geführt werden kann, um die aufgenommene Wärme an die Umgebung der Tauchmotorpumpe, z.B. Wasser, abzuführen.This way you can enter the chamber 16 the flow medium is introduced to be in heat exchange relationship with in the chamber 16 exposed outer peripheral surfaces of the slide rings 11 . 12 . 13 to kick. The flow medium is through the discharge opening 21 out of the chamber 16 into the laxative passage 5 of the pump housing 2 directed from where it can be in a heat-exchanging relationship with an outer wall (not shown) of the submersible pump in order to dissipate the absorbed heat to the surroundings of the submersible pump, for example water.

Obschon vorausgehend nur jeweils eine Zu- und Abführpassage 20, 21, die mit einer entsprechenden Passage 4, 5 des Pumpengehäuses 2 zusammenwirkt, beschrieben wurden, versteht es sich, dass, wenn erwünscht, auch mehrere derartige Passagen umfänglich verteilt im Gehäuse 10 bzw. Pumpengehäuse 2 vorgesehen sein können. Ausserdem sollte die Zuführpassage 20 in einem geeigneten Winkelabstand, der vorzugsweise grösser 180° betragen sollte, in Drehrichtung des rotierenden Gleitringes 11 von der Abführpassage 21 in die Kammer 16 einmünden.Although only one feed and one discharge passage beforehand 20 . 21 with an appropriate passage 4 . 5 of the pump housing 2 interacts, have been described, it is understood that, if desired, several such passages distributed over the circumference in the housing 10 or pump housing 2 can be provided. In addition, the feed passage 20 at a suitable angular distance, which should preferably be greater than 180 °, in the direction of rotation of the rotating slide ring 11 from the laxative passage 21 into the chamber 16 open out.

Vorzugsweise erfolgt ferner die Zuführung des Strömungsmediums nahe demjenigen axialen Bereich der Kammer 10, der dem Motorraum A benachbart ist, während die Abführung des Strömungsmediums nahe einem axialen Bereich der Kammer 16 erfolgt, der dem Pumpenraum B zugewandt liegt. Auf diese Weise werden die Teile der zusammenwirkenden Gleitringe 11, 12, 13 nahe dem Motorraum A zunächst mit dem Strömungsmedium beaufschlagt und danach erst die restlichen Teile.The flow medium is preferably also supplied near that axial region of the chamber 10 , which is adjacent to the engine compartment A, during the discharge of the flow medium near an axial region of the chamber 16 takes place, which is facing the pump chamber B. In this way, the parts of the interacting slide rings 11 . 12 . 13 near the engine compartment A, the flow medium is applied first and only then the remaining parts.

Erfindungsgemäss wird das Strömungsmedium in dem genannten Umlaufsystem in Zwangsumlauf gehalten. Dieser Zwangsumlauf wird durch förderwirksame Ausnehmungen 19 bewirkt, die im äusseren Umfang des zentralen rotierenden Gleitringes 11 ausgebildet sind, wie dies 4 zeigt. Jede förderwirksame Ausnehmung 19 kann in Gestalt einer axialen Nut mit rechteckförmigen Querschnitt ausgebildet sein, die seitens des äusseren Umfangs in den rotierenden Gleitring 11 eingebracht ist und sich zur Kammer 16 hin öffnet. Das über die Zuführpassage 20 in die Kammer 16 einströmende Strömungsmedium wird durch die förderwirksamen Ausnehmungen 19 bei Drehung des rotierenden Gleitringes 11 nach Art eines Pumpenlaufrades beaufschlagt und in die Abführpassage 21 gepumpt, die axial gegenüber der Zuführpassage 20 versetzt angeordnet ist. Die förderwirksamen Ausnehmungen 19 sind an einem radial zur Abführpassage 21 ausgerichteten axialen Bereich des zentralen rotierenden Gleitringes 11 vorgesehen.According to the invention, the flow medium is kept in forced circulation in the circulation system mentioned. This forced circulation is made possible by recesses which have a promotional effect 19 causes the outer circumference of the central rotating seal ring 11 are trained like this 4 shows. Any recess that has a positive effect 19 can be designed in the form of an axial groove with a rectangular cross-section, which on the part of the outer circumference in the rotating slide ring 11 is introduced and to the chamber 16 opens. That through the feed passage 20 into the chamber 16 Incoming flow medium is through the effective recesses 19 when rotating the rotating slide ring 11 acted like a pump impeller and into the discharge passage 21 pumped axially opposite the feed passage 20 is staggered. The funding-effective recesses 19 are at one radial to the discharge passage 21 aligned axial area of the central rotating slide ring 11 intended.

Es versteht sich, dass anstelle der beschriebenen förderwirksamen Ausnehmungen 19 in Gestalt von axialen Nuten auch andere geeignete Fördermittel vorgesehen werden könnten, deren Pumpwirkung durch radiale Beschleunigung des Strömungsmediums bewirkt wird.It goes without saying that instead of the recesses described as having a positive effect 19 other suitable conveying means could also be provided in the form of axial grooves, the pumping effect of which is brought about by radial acceleration of the flow medium.

Ein stationäres Strömungsleitelement 22 kann in der Kammer 16 vorgesehen sein, um zwischen den förderwirksamen Ausnehmungen 19 und dem dem Motorraum A zugewandten axialen Bereich der Kammer 16 einen mäanderartigen Strömungsweg zu schaffen, wie dies in 2 durch den Pfeil P angedeutet ist. Das Strömungsleitelement 22 kann radial in die Kammer 16 ragen und am Gehäuse 10 in geeigneter Weise montiert sein. Das über die Zuführpassage 20 zugeführte Strömungsmedium wird auf diese Weise zunächst gegen die äussere Umfangsfläche der zugewandten Gleitringpaarung 11, 12 gerichtet, was an dieser Stelle eine erhöhte Wärmeabfuhr bewirkt.A stationary flow control element 22 can in the chamber 16 be provided to between the effective recesses 19 and the axial area of the chamber facing the engine compartment A. 16 to create a meandering flow path like this in 2 is indicated by the arrow P. The flow control element 22 can be radial into the chamber 16 protrude and on the housing 10 be mounted in a suitable manner. That through the feed passage 20 In this way, the flow medium supplied is initially against the outer peripheral surface of the facing pair of slide rings 11 . 12 directed, which causes increased heat dissipation at this point.

Vorzugweise ist die Gleitringdichtungsanordnung 1 mit dem vorbeschriebenen Aufbau als montagefertige Einheit ausgestaltet. Dazu kann das Gehäuse 10 der Gleitringdichtungsanordnung 1 in einer radialen Ebene geteilt ausgebildet sein, so dass ein Paar Gehäusehälften geschaffen werden, die nach Anordnung und Ausrichtung der Aufbauteile der Gleitringdichtungsanordnung 1 in geeigneter Weise, z.B. durch Schrauben, wie dies bei 23 angedeutet ist, miteinander verbunden werden können, bevor die Gleitringdichtungsanordnung 1 in die Durchtrittsbohrung der Tauchmotorpumpe eingesetzt wird.The mechanical seal arrangement is preferred 1 designed with the structure described above as a ready-to-install unit. The housing can do this 10 the mechanical seal assembly 1 be divided in a radial plane, so that a pair of housing halves are created, the arrangement and alignment of the structural parts of the mechanical seal assembly 1 in a suitable manner, for example by screws, as is the case with 23 is indicated, can be connected together before the mechanical seal assembly 1 is inserted into the through hole of the submersible pump.

Wegen der schwankenden Drücke des abzudichtenden Mediums im Pumpenraum B, des Strömungsmediums in der Kammer 16 und des Mediums im Motorraum A wird bevorzugt, dass die Gleitringdichtungsanordnung 1 für wechselnde Druckrichtungen ausgebildet ist. Es kann bezüglich näherer Details hierzu auf Burgmann, ABC der Gleiringdichtung, Selbstverlag, 1988, Seiten 103–104 verwiesen werden. Vorzugsweise sollten beide Gleitringpaarungen 11,12 bzw. 11,13 druckrichtungsunabhängig sein. Bevorzugte Materialien für die Gleitringe 11, 12, 13 sind in Burgmann, ABC der Gleiringdichtung, a.a.O., Seite 103 erwähnt. Verschleissfeste Materialpaarungen kommen bevorzugt zum Einsatz in Tauchmotorpumpen zum Pumpen von Flüssigkeiten, die abrasive Verunreinigungen enthalten können.Because of the fluctuating pressures of the medium to be sealed in the pump chamber B, the flow medium in the chamber 16 and the medium in engine compartment A, it is preferred that the mechanical seal assembly 1 is designed for changing pressure directions. For further details, reference can be made to Burgmann, ABC der Gleiringdichtung, Selbstverlag, 1988, pages 103-104. Preferably both pairs of slip rings 11 . 12 respectively. 11 . 13 be independent of pressure direction. Preferred materials for the slide rings 11 . 12 . 13 are mentioned in Burgmann, ABC der Gleiringdichtung, loc. cit., page 103. Wear-resistant material combinations are preferably used in submersible pumps for pumping liquids that can contain abrasive contaminants.

Onschon die Erfindung vorausgehend anhand einer Gleitringdichtungsanordnung mit einer bevorzugten sog. Face-to-face-Anordnung der Gleitringe beschrieben wurde, versteht es sich, dass auch andere Anordnungen, wie sog. Back-to-back-Anordnung vorgesehen sein kann, vergl. auch Burgmann, ABC der Gleiringdichtung, a.a.O., Seite 47.Onchon the invention previously based on a mechanical seal assembly with a preferred so-called face-to-face arrangement of the slide rings has been described, it goes without saying that other arrangements, such as a so-called back-to-back arrangement, can also be provided, cf. also Burgmann, ABC of the Gleiringdichtung, loc. cit., page 47th

Claims (10)

Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für eine Tauchmotorpumpe zur Abdichtung einer Antriebswelle zwischen einem Motor- und Pumpenraum, umfassend ein Gehäuse (10), wenigstens einen rotierenden Gleitring (11) zum Zusammenwirken mit wenigstens einem drehfest am Gehäuse montierten Gleitring (12,13), und ein Umlaufsystem für ein Strömungsmedium zur Kühlung und/oder Schmierung der Gleitringe, welches Umlaufsystem wenigstens je eine in und aus einer abgedichteten Kammer (16) im Gehäuse führende Passage (20,21) für die Zu- bzw. Abfuhr des Strömungsmediums in bzw. aus der Kammer und mit dem rotierenden Gleitring (11) gemeinsam rotierende in der Kammer aufgenommene Fördermittel (19) zur Erzeugung eines Zwangsumlaufes des Strömungsmediums umfasst, wobei wenigstens ein aussenumfänglicher Bereich jedes Gleitringes in der Kammer freiliegt.Mechanical seal arrangement, in particular for a submersible motor pump for sealing a drive shaft between an engine and pump chamber, comprising a housing ( 10 ), at least one rotating slide ring ( 11 ) for interaction with at least one sliding ring mounted on the housing in a rotationally fixed manner ( 12 . 13 ), and a circulation system for a flow medium for cooling and / or lubricating the slide rings, which circulation system at least one in and out of a sealed chamber ( 16 ) passage leading in the housing ( 20 . 21 ) for the supply and discharge of the flow medium in or out of the chamber and with the rotating slide ring ( 11 ) Rotating funding received in the chamber ( 19 ) for generating a forced circulation of the flow medium, with at least one outer peripheral region of each slide ring being exposed in the chamber. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Face-to-face-Anordnung mit einem zentralen rotierenden Gleitring (11) und einem Paar damit zusammenwirkender drehfester Gleitringe (12,13), die beidseitig des zentralen rotierenden Gleitringes angeordnet sind, ausgebildet ist.Mechanical seal arrangement according to claim 1, characterized in that it is a face-to-face arrangement with a central rotating seal ring ( 11 ) and a pair of non-rotating slip rings that interact with it ( 12 . 13 ), which are arranged on both sides of the central rotating slide ring, is formed. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel eine Vielzahl umfänglich verteilt im rotierenden Gleitring (11) ausgebildete, zur Kammer (16) offene Förderausnehmungen (19) umfasst.Mechanical seal arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the conveying means are distributed over the circumference in the rotating mechanical seal ( 11 ) trained to the chamber ( 16 ) open grants ( 19 ) includes. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführpassage (20) in einen ersten Bereich nahe einem axialen Ende der Kammer (16) und die Abführpassage (21) in einen zweiten Bereich nahe dem anderen axialen Ende der Kammer einmündet.Mechanical seal arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the feed passage ( 20 ) in a first area near an axial end of the chamber ( 16 ) and the laxative passage ( 21 ) opens into a second area near the other axial end of the chamber. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passagen (20,21) tangential in die Kammer (16) einmünden.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the passages ( 20 . 21 ) tangentially into the chamber ( 16 ) flow into. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein stationäres Strömungsleitelement (22) an einem zwischenliegenden Bereich der Kammer (16) zwischen der Zuführpassage (20) und den Fördermitteln (19) vorgesehen ist, um das Strömungsmedium gegen die Gleitringe zu richten.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a stationary flow guide element ( 22 ) at an intermediate area of the chamber ( 16 ) between the feed passage ( 20 ) and the funding ( 19 ) is provided to direct the flow medium against the slide rings. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als montagefertige Einschubeinheit mit einem radial geteilten Gehäuse (10) ausgebildet ist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it as a ready-to-install slide-in unit with a radially divided housing ( 10 ) is trained. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese für wechselnde Druckrichtungen ausgebildet ist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding Expectations, characterized in that this for changing pressure directions is trained. Tauchmotorpumpe unter Verwendung einer Gleitringdichtungsanordnung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Abdichtung einer Antriebswelle (3) zwischen einem Motor- und Pumpenraum (A,B) der Tauchmotorpumpe, wobei die Passagen (20,21) im Gehäuse (10) der Gleitringdichtungsanordnung (1) mit Umlaufpassagen (4,5) in einem Pumpengehäuse (2) verbunden sind, um das Strömungsmedium in eine wärmetauschende Beziehung zu einem der Aussenumgebung der Tauchmotorpumpe ausgesetzten Bereich des Pumpengehäuses zu leiten.Submersible motor pump using a mechanical seal arrangement according to one of claims 1 to 8 for sealing a drive shaft ( 3 ) between a motor and pump room (A, B) of the submersible pump, the passages ( 20 . 21 ) in the housing ( 10 ) the mechanical seal assembly ( 1 ) with circulation passages ( 4 . 5 ) in a pump housing ( 2 ) are connected in order to direct the flow medium into a heat-exchanging relationship with a region of the pump housing which is exposed to the external environment of the submersible motor pump. Tauchmotorpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der der Aussenumgebung der Tauchmotorpumpe ausgesetzte Bereich eine Wandung des Pumpenraumgehäuses (2) umfasst.Submersible pump according to claim 9, characterized in that the area exposed to the external environment of the submersible pump has a wall of the pump chamber housing ( 2 ) includes.