DE3007267A1

DE3007267A1 - Wellendichtung fuer waelzkolbenpumpen

Info

Publication number: DE3007267A1
Application number: DE19803007267
Authority: DE
Inventors: Heinz Frings; Hans-Peter Dipl Ing D Kabelitz
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-09-03

Description

Wellendichtung für Wälzkolbenpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung für Wälzkolbenpumpen, vorzugsweise Wälzkolben-Vakuumpumpen, deren Kolben mindestens einseitig in einer Trennwand zwischen dem Schöpfraum und einem ölgefüllten Seitenraum gelagert und abgedichtet sind.
Kennzeichnend für Wälzkolbenpumpen sind zwei im wesentlichen symmetrisch gestaltete Rotoren oder Kolben, die sich wie Zahnräder gegeneinander drehen und dadurch eine Förderwirkung erzeugen. Die Kolben laufen gegeneinander und gegenüber der Schöpfraumwand berührungsfrei, so daß Pumpen dieser Art ohne mechanischen Verschleiß mit hohen Drehzahlen betrieben werden können.
Es ist allgemein üblich (vgl. DE-OS 27 25 299), die in der Trennwand zwischen dem Schöpfraum und den ölgefüllten Seitenräumen befindlichen Wellendichtungen als Labyrinthdichtungen auszuführen. Dadurch stellt sich in den Seitenräumen ein mittlerer Förderraumdruck ein. Nachteilig daran ist, daß bei Druckänderungen im Förderraum ein Gas- oder Dampf austausch stattfinden kann, d. h., es können öldämpfe aus den Seitenräumen in den Förderraum oder - umgekehrt - Dämpfe des geförderten Mediums in die Seitenräume gelangen. Da immer häufiger aggressive Medien gefördert werden müssen, besteht für das in den Seitenräumen befindliche Öl die Gefahr einer schnellen Verunreinigung oder Zersetzung, was Schäden an den Wellenlagerungen zur Folge hat.
Die Verwendung von Wellendichtringen erschien bisher bei Wälzkolbenpumpen als nicht geeignet, da zeitweise, z. B. bei hohen Druckdifferenzen, Temperaturen auftreten, die über der Grenze der zulässigen Temperaturbelastung bekannter Wellendichtringe liegen. Auch Wellendichtringpaare mit ölgefüllten Zwischenräumen, wie sie z. B. aus der DE-OS 26 25 153 vorbekannt sind, haben sich aus diesen Gründen bei Wälzkolbenpumpen bisher als nicht geeignet erwiesen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird das Ziel verfolgt, eine vollkommene Trennung des Schöpfraumes von den Seitenräumen in einer Wälzkolbenpumpe zu erreichen. Da eine solche Trennung nur mit Wellendichtringen möglich ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit Wellendichtringen bestückte Wellendichtung zu schaffen, die ohne weiteres in Wälzkolbenpumpen einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wellendichtung in an sich bekannter Weise aus zwei einen im wesentlichen ringförmigen Zwischenraum bildenden Wellendichtringen mit einander zugewandten Dichtlippen besteht und daß zwecks Aufrechterhaltung einer ständigen Schmier-und Kühlmittelströmung durch den Zwischenraum hindurch mindestens je ein Zuführungskanal und ein Abführungskanal für das Schmier- bzw. Kühlmedium vorgesehen sind. Dadurch, daß in dem von den Wellendichtringen gebildeten Zwischenraum ein ständiger - vorzugsweise aus Schmieröl bestehender -Kühlmittelstrom aufrechtgehalten wird, kann sichergestellt werden, daß oberhalb der zulässigen Grenze liegende Temperaturbelastungen der Wellendichtringe nicht mehr auftreten.
Durch die Erfindung wird also eine wirkungsvolle und dauerhafte Abdichtung zwischen dem Förderraum und den Seitenräumen einer Wälzkolbenpumpe unter Verwendung von Wellendichtringen erreicht.
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in den Figuren 1 und 2 weitgehend schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden.
Beide Figuren zeigen eine in vertikaler Richtung durchströmte Wälzkolbenpumpe 1 im Schnitt, einmal senkrecht zu den Wellen 2 und 3 der Kolben 4 und 5 (Figur 1) und einmal parallel zur und in Höhe der. Welle 2 (Figur 2). In der Figur 2 sind deshalb die Welle 3, der Kolben 5 sowie die zugehörigen Lager und Wellendichtungen nicht sichtbar.
Die Kolben 4 und 5 befinden sich im vom Gehäuse 6 der Pumpe 1 gebildeten Schöpfraum 7.Mit diesem Schöpfraum 7 verbunden sind der Einlaßstutzen 8 und der Auslaßstutzen 9. Seitlich vom Schöpfraum 7 befinden sich die Trennwände 11 und 12, in denen die Kolben 4 und 5 beidseitig mit ihren Wellen 2 und 3 gelagert sind. Die zugehörigen Lager der Welle 2 sind mit 13 und 14 bezeichnet. Sie befinden sich jeweils in der Nähe der Seitenräume 15 und 16, die teilweise mit Öl 17 gefüllt sind. Spritzräder 18, von denen nur das im Seitenraum 15 befindliche dargestellt ist, sorgen für eine ausreichende Ölzufuhr zu den Lagern 13 und 14. Die Welle 2 ist aus dem Lagerraum 16 nach außen herausgeführt, wo sie mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor gekoppelt ist. Auch das bei Wälzkolbenpumpen dieser ARt notwendige Getriebe zur Synchronisation der Kolben 4 und 5 ist nicht dargestellt.
Der Abdichtung des Seitenraumes 16 nach außen im Bereich der Welle 2 dient der Wellendichtring 19.
Zwischen den Lagern 13 bzw. 14 und dem Schöpfraum 7 befinden sich die erfindungsgemäßen Wellendichtungen 21 und 22. Sie bestehen jeweils aus einem Wellendichtringpaar (Wellendichtringe 23 und 24 bzw. 25 und 26) und bilden dadurch die im wesentlichen ringförmig gestalteten Zwischenräume 27 bzw. 28.
Die Dichtlippen der Wellendichtringpaare sind jeweils einander zugewandt. In die Zwischenräume 27 und 28 münden jeweils zwei nach außen führende Kanäle 29 und 31 bzw. 32 und 33, und zwar derart, daß ihre Mündungen einander gegenfieber liegen. Diese Kanäle ermöglichen es, daß in den Zwischenräumen 27 und 28 eine Flüssigkeitsströmung aufrechterhalten werden kann, die gleichzeitig-der Schmierung Kühlung und Abdichtung der Wellendichtringe 23 bis 26 dient.
Der Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsstromes dienende Mittel sind nur schematisch dargestellt. Sie bestehen aus einem der Zuführung der Flüssigkeit dienenden Leitungssystem 34, das an die Kanäle 29 und 32 angeschlossen ist.
Mittels der Förderpumpe 35 wird aus einem Speicher 36 ständig der'gewünschte Flüssigkeitsstrom in den Kanälen 29 und 32 und damit in den Zwischenräumen 27 und 28 aufrechterhalten. Der Ableitung der Flüssigkeit dienen die Kanäle 31 und 33. Diese sind an ein weiteres Leitungssystem 37 angeschlossen, mit dem die Flüssigkeit zum Speicher 36 zurückgeführt wird. Falls erforderlich, kann in dem außerhalb der Wälzkolbenpumpe 1 liegenden Flüssigkeitskreislauf noch ein Kühler angeordnet sein. Dieser ist gestrichelt dargestellt und mit 38 bezeichnet.

Claims

Wellendichtung für Wälzkolbenpumpen Ansprüche C .Wellendichtung für Wälzkolbenpumpen, vorzugsweise Wälzkolben-Vakuumpumpen, deren Kolben mindestens einseitig in einer Trennwand zwischen dem Schöpfraum und einem ölgefüllten Seitenraum gelagert und abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellendichtung (21, 22) in an sich bekannter Weise aus zwei einen im wesentlichen ringförmigen Zwischenraum (27, 28) bildenden Wellendichtringen (23, 24 bzw. 25, 26) mit einander zugewandten Dichtlippen besteht und daß zwecks Aufrechterhaltung einer ständigen Schmier- und Kühlmittelströmung durch den Zwischenraum hindurch mindestens je ein Zuführungskanal (29, 32) und ein Abführungskanal (31, 33) für das Schmier- bzw. Kühlmedium vorgesehen sind.
2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Zuführungskanals (29, 32) in den Zwischenraum (27, 28) der Mündung des Abführungskanals (31, 33) gegenüber liegt.
3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der gewünschten Flüssigkeitsströmung ein Flüssigkeitskreislauf vorgesehen ist, der außerhalb der Wälzkolbenpumpe befindliche Leitungssysteme (34, 37), einen Flüssigkeitsspeicher (36) sowie eine Förderpumpe (35) aufweist.
4. Wälzkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskrei$lauf zusätzlich einen Flüssigkeitskühler (38) aufweist.
5.. Wellendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdruck in dem von den Wellendichtringen gebildeten Zwischenraum (27, 28) stets größer ist als der Druck in den benachbarten Räumen (Seitenräume 15, 16, Schöpfraum 7).