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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 Leitring 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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Durch
die Erfindung soll eine weitere Vorrichtung mit den o. a. Eigenschaften
geschaffen werden, was durch die im 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 irr 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 Laufring 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 Weile 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.