DE4126504A1 - Kreiselpumpe mit gleitringdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer Gleitringdichtung und mit Ent­ lüftungsbohrungen im Laufrad gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Die vorgenannten Entlüftungsbohrungen waren ursprünglich allein in der Funktion als Entlastungsbohrungen gedacht, durch die Fördermedium von der Druckseite zur Saugseite des Pumpenlaufrades strömen konnte, um so den Axialschub des Laufzeuges auf die Lager zu verringern. Jedoch wurde ihnen in den letzten Jahren bei ansonsten gleichbleibender konstruktiver Ausgestaltung auch eine zusätzliche Entlüftungsfunktion zugeordnet, da sie mit ihrer Anordnung in der Nähe der Laufradnabe auch dazu dienen konnten, einen Teil der dort am kleinsten Durchmesser der Laufradnabe sich im Förder­ medium ansammelnden kleinen Luftblasen zu ent­ lüften.

Diese Ansammlungen von kleinen Luftblasen sind auch durchmischt mit kleineren, leichteren Feststoffteilchen des Fördermediums, die im Betrieb der Pumpe aufgrund der bekannten Strömungs­ verhältnisse auf der Rückseite des Laufrades nicht mit nach außen zentrifugiert werden, sondern sich bevorzugt am kleinsten Durchmesser der Laufradnabe ansammeln, wo sie letztendlich bei einer genügend großen Anhäufung von kleineren Luftblasen und kleineren Feststoffteilchen einen weitgehend stabilen Gemischring um die Laufrad­ nabe bilden.

Diese Gemischringbildung ist höchst störend, da gerade in dem Bereich des kleinsten Durch­ messers der Laufradnabe üblicherweise die Gleit­ ringdichtung für den Wellendurchtritt durch das Pumpengehäuse angeordnet ist. Der weitgehend stabile Gemischring um die Laufradnabe ver­ hindert einerseits, daß genügend Fördermedium an den Dichtungsspalt der Gleitringdichtung her­ angeführt und durch diesen zum Zwecke der Kühlung und der Schmierung hindurchströmen kann. Andererseits besteht die Gefahr, daß aus dem Gemischring kleine Luftblasen und kleinere Feststoffteilchen in den Dichtungs­ spalt gelangen können, wodurch die Gleitring­ dichtung durch Trockenlauf oder erhöhte Abrasion vorzeitig zerstört wird.

Die Gemischringbildung wird durch das Ent­ lüften der Rückseite des Laufrades mittels der vorgenannten Entlastung-/Entlüftungs­ bohrungen im Laufrad nur ungenügend gehemmt, da diese hinsichtlich ihrer Anzahl und der Größe der Strömungsquerschnitte in Grenzen gehalten werden müssen, die durch den Gesamt­ wirkungsgrad der Kreiselpumpe bedingt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine spezielle Konstruktion für eine Kreiselpumpe dieser Art mit Gleitringdichtung vorzuschlagen, die die Nachteile der Gemischringbildung weitgehend beseitigt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ge­ nannten Merkmale.

Der neu vorgeschlagene Ringspalt im Bereich des Dichtungsspaltes der Gleitringdichtung wird in Kombination mit der neuen Positionierung der Entlüftungsbohrungen zu einem von der Anmelderin so bezeichneten "Freispülspalt".

In der Tat haben Versuche der Anmelderin ge­ zeigt, daß die jetzt ausschließlich über den Freispülspalt laufende Zwangsströmung von der Druckseite zur Saugseite des Laufrades eine so erhebliche Verbesserung der Wirkung der Entlüftungsbohrungen unmittelbar benachbart zum Dichtungsspalt der Gleitringdichtung bringt, daß dort der sich immer wieder bildende Gemischring praktisch permanent und vollständig abgesaugt wird, ohne daß zu diesem Zweck eine Vergrößerung der Anzahl und der Durchmesser der Entlastungs/Entlüftungsbohrungen und damit eine Verschlechterung des Gesamtwirkungsgrades der Kreiselpumpe in Kauf genommen werden muß.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht nach Anspruch 2 vor, daß der Freispülspalt in axialer Richtung den Dichtungs­ spalt der Gleitringdichtung übergreift.

Durch die Zwangsströmung im Freispülspalt wird unmittelbar vor dem Dichtungsspalt der Gleit­ ringdichtung nicht nur die Gemischringbildung verhindert, sondern es wird auch ständig frisches, d. h. noch nicht entmischtes Förder­ medium an den Dichtungsspalt herangeführt. Da­ mit ist die Wahrscheinlichkeit, daß spalt­ gängige kleine Luftblasen oder spaltgängige kleinere Feststoffteilchen des Fördermediums in den Dichtungsspalt der Gleitringdichtung ge­ langen können, auf ein Minimum reduziert. Die Lebensdauer der Gleitringdichtung ist dadurch erheblich verbessert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Im Querschnitt und im Teilaus­ schnitt die Laufradlagerung mit Gleitringdichtung und Freispül­ spalt nach der Lehre der Er­ findung.

Dargestellt ist im Teilausschnitt eine rotations­ symmetrische Hälfte einer axial wirkenden Gleit­ ringdichtung. Diese besteht aus dem rotierenden Gleitring 2, der unter Bildung des radialen Dichtungsspaltes 3 gegen einen stationär ge­ haltenen Gegenring 4 läuft.

Der Gleitring 2 ist mittels des Runddichtringes 5 gegen das Laufrad 6 und mittels des Runddicht­ ringes 7 gegen eine auf der Laufradnabe 8 sitzende Abstandshülse 9 abgedichtet, wobei die Abstands­ hülse mit Hilfe eines Druckringes 10 den Gleit­ ring 2 festsetzt, so daß dieser mit der Welle 11 rotiert.

Der Gegenring 4 ist in dem Dichtungsdeckel 12 etwa in der Mitte seiner axialen Länge mit nur einem Runddichtring 13 elastisch gelagert, so daß er nicht nur axiale, sondern um den Rund­ dichtring 13 auch leichte radiale Versatzbe­ wegungen ausführen kann.

Der Dichtungsdeckel ist zwischen der Gehäuse­ außenwand 14 und einer inneren Schleißwand 15 fixiert und dient als Basis für einen Feder­ teller 16, der mittels mehreren, in den Dichtungs­ deckel eingeschraubten Stiftschrauben 17 und den Sechskantmuttern 18 sowohl axial als auch in seiner radialen Ausrichtung zur Wellenachse 19 eingestellt werden kann.

Die Einstellung des Federtellers 16 bewirkt über mehrere am Umfang verteilt angeordnete Federn 20 eine Einstellung des Halteringes 21, an dem der Gegenring 4 der Gleitringdichtung befestigt ist. Bei der Erstmontage der Gleit­ ringdichtung und/oder bei einem Verschleiß der Gleitringdichtung kann der Dichtungsspalt 3 auf einfache Weise von außen durch Nachstellen der Sechskantmuttern 18 einjustiert werden, in­ dem der Federteller 16 mit der Stirnfläche der axial vorgezogenen Innenwand 22 des Halte­ ringes 21 bündig eingestellt wird, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.

Das beim Betrieb der Pumpe durch den Dichtungsspalt 3 hindurchtretende Fördermedium gelangt in den Ringraum 23 und kann von dortdrucklos nach außen abströmen.

Im Inneren der Pumpe ist nach der Lehre der Er­ findung vor dem Dichtungsspalt 3 ein Frei­ spülspalt 24 dadurch gebildet, daß eine kreisringförmige Schürze 25 ausgehend von der Rückseite des Laufrades 6 in axialer Richtung bis über den Dichtungsspalt vorge­ zogen ist. In diesem Freispülspalt stellt sich beim Betrieb der Pumpe eine Zwangs­ strömung ein, da mehrere Entlüftungsbohrungen 26 den Boden des Freispülspaltes mit der Saugseite des Laufrades verbinden.

Diese Zwangsströmung unmittelbar vor dem Dichtungsspalt 3 sorgt dafür, daß sich dort an dem kleinsten Durchmesser des rotierenden Laufrades kein unerwünschter Gemischring mit seinen nachteiligen Folgen ausbilden kann, wie dies vorstehend in der Beschreibungseinleitung ausführlich dargelegt ist.

Claims (2)

1. Kreiselpumpe

• - mit einer axial wirkenden Gleitringdichtung,
• - bestehend aus einem an der Nabe des rotierenden Pumpenlaufrades befestigten Gleitring,
• - der unter Bildung eines radialen Dichtungsspaltes gegen einen im Gehäuse elastisch gelagerten stationären Gegenring läuft,
• - wobei das Laufrad sogenannte Entlüftungs­ bohrungen aufweist, die in der Nähe der Lauf­ radnabe angeordnet sind und die die Druckseite (Rückseite) des Laufrades mit der Saugseite des Laufrades verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (6) ausgehend von der Rückseite des Laufrades und nahe der Laufradnabe (8) eine kreisringförmige Schürze (25) aufweist, die in axialer Richtung bis in den Bereich des Dichtungs­ spaltes (3) vorgezogen ist,
• - daß zur Bildung eines Ringspaltes (24) um den Gleitring (2) die Innenseite der Schürze in einem radialen Abstand zur Außenseite des Gleit­ ringes angeordnet ist,
• - und daß die Entlüftungsbohrungen (26) in dem Laufrad (6) derart positioniert sind, daß ihre druckseitigen Enden den Boden des Ringspaltes (24) mit der Saugseite des Laufrades verbinden.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Ringspalt (24) in axialer Richtung den Dichtungsspalt (3) übergreift.