DE69307837T2

DE69307837T2 - Pumpe mit axialer Trockengasdichtung

Info

Publication number: DE69307837T2
Application number: DE69307837T
Authority: DE
Inventors: Francis A Dupuis; Ali M Nasr
Original assignee: PMC Liquiflo Equipment Co Inc
Current assignee: PMC Liquiflo Equipment Co Inc
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2013-10-29
Also published as: DE69307837D1; EP0598500B1; EP0598500A1; US5308229A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen Pumpapparat mit einem Verschleißende und einem Pumpenende mit internen Pumpenmitteln, um zu verhindern, daß Flüssigkeit in dem Pumpenende in das Verschleißende eintritt. Genauer betrifft die Erfindung einen Pumpenapparat ohne Dichtungen mit einem Pumpenende und einem Verschleißende, bei dem ein Rotorteil des Verschleißendes gegenüber einem Statorteil des Verschleißendes abgedichtet ist und in dem ein inneres Pumpenmittel vorgesehen ist, um zu verhindern, daß Flüssigkeit im Pumpenende in das Verschleißende eintritt.
Pumpen umfassen im allgemeinen ein Pumpenende, in dem eintretende Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird für den nachfolgenden Austritt aus einem Auslaß und ein Verschleißende, in dem dem Verschleiß unterliegende Teile, wie Lager, Schafte, Druckscheiben, angetriebene Magneten oder dergleichen angeordnet sind. Pumpen aller Arten, einschließlich zentrifugal-, Getriebe- oder Schraubenpumpen, stützen sich auf eine Dichtung oder einen magnetischen Antrieb oder einen gekapselten Motor, um einen Leckverlust aus der Pumpe zu minimieren. Die relativ einfachen Ausführungen von gedichteten Pumpen haben eine Dichtung, die verschleißt und deshalb gegebenenfalls leckt.
Bei Pumpen mit eingekapseltem Motor oder magnetisch angetriebenen Pumpen ist der rotierende Teil in der Pumpe getrennt und gegenüber dem Statorteil der Pumpe oder dem magnetischen Antriebsteil mittels eines Abschlusses, bekannt als Topf, Auskleidung oder Hülle, getrennt. Der Topf verhindert, daß Flüssigkeit mit dem Verschleißende in Berührung kommt. Da ein rotierender Schaft nicht durch den Topf rotiert, ist es nicht notwendig, eine Dichtung zwischen dem Topf und dem Rotorteil der Pumpe vorzusehen. Der Topfteil der Pumpe wird aus einer metallischen oder Kunststoff-Zusammensetzung gebildet, um ihn gegen eine Vielzahl von zu pumpenden Flüssigkeiten, insbesondere Kohlenwasserstoff-Zusammensetzungen, widerstandsfähig zu machen. Die Art der Flüssigkeiten, die gepumpt werden können, ist auch beschränkt, weil beispielsweise saure Zusammensetzungen die metallische Zusammensetzung des Topfes zersetzen, feste Teile von Aufschlämmungen das Verschleißende schnell zerstören und heiße Flüssigkeiten das Verschleißende ebenfalls zerstören können. Im Falle von Aufschlämmungen wurde vorgeschlagen, ein Sieb oder einen Filter zwischen dem Pumpenende und dem Verschleißende zu verwenden, um den Kontakt zwischen dem festen Teil der Aufschlämmung und dem Verschleißende zu beseitigen. Die Verwendung von Filtersieben ist unerwünscht, weil sie schnell verstopfen und damit das Verschleißende von der für Wärmeaustauscher und Schmierung nötigen Flüssigkeit trennen. Bei magnetisch getriebenen Pumpen verursacht die Verwendung metallischer Töpfe außerdem Wirbelstromverluste, die unerwünschte Wärme erzeugen und deshalb vom Verschleißende entfernt werden muß. Weil derzeit verfügbare gekapselte Motorpumpen und magnetische getriebene Pumpen auf die gepumpte Flüssigkeit angewiesen sind, um eine Schmierung und Wärmeabführung im Verschleißende zu bewirken, können sie nicht zufällig trocken betrieben werden, ohne die Pumpe zu zerstören. Sowohl bei Gestaltungen von dichtungslosen Pumpen mit magnetischem Antrieb oder gekapselten Motor haben die Einheiten keine Dichtungen, aber innere Lager, Druckscheiben und Wellen, die zum Schmieren auf die zu pumpende Flüssigkeit angewiesen sind. Demgemäß verschleißen diese Teile mit der Zeit ebenfalls. Wenn die zu pumpende Flüssigkeit nicht schmierend, scheuernd oder kristallin oder sehr heiß oder kalt ist, können die Lager, Scheiben und Wellen schnell beschädigt werden und machen die Pumpen entweder zu teuer oder unpraktisch zur Reparatur.
Wenn zum Schmieren in dem Verschleißende eine Flüssigkeit verwendet wird, können Antifriktionslager, wie Wältzlager oder Kugellager nicht verwendet werden. Im allgemeinen werden Hülsenlager verwendet, die teurer sind und eine weniger vorhersagbare Lebenszeit als Antifriktionslager haben.
U.S. Patent 4,290,611 offenbart eine Pumpendichtung, die eine Platte mit spiralförmigen Rillen als eine Pumpe verwendet. U.S. Patent 5,090,712 offenbart eine Pumpendichtung mit einer alternativen diskontinuierlich mit Kerben versehenen Oberfläche.
EP-A-0 344 532 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von aggressivem, explosivem, radioaktivem oder toxischem Material oder festen Suspensionen innerhalb eines Behälters und mit einer von einem Lager in einem Gehäuse getragenen drehbaren Welle, von der ein Ende in den Behälter hineinragt und auf dem anderen Ende ein Antriebselement einwirkt. Die Verbesserung umfaßt eine Anordnung zum Dichten des Lagers und des Antriebselements der Welle, die eine zwischen der Welle in dem Gehäuse im Bereich des Behälters angeordnete mechanische Dichtung und ein statisches hermetisch abschließendes Dichtelement umfaßt, das im Bereich des Antriebselements zwischen der Welle und dem Antriebselement auf der einen Seite und dem Gehäuse auf der anderen Seite angeordnet ist. Das Antriebselement ist der innere Kupplungsteil einer magnetischen Kupplung mit einem inneren Kupplungsteil und einem äußeren Kupplungsteil, die durch einen Spalt voneinander getrennt sind. Das Dichtelement ist in diesen Spalt eingeführt, um den inneren Kupplungsteil von dem äußeren Kupplungsteil mechanisch zu trennen, ohne die Kraftübertragung zwischen dem inneren Kupplungsteil und dem äußeren Kupplungsteil zu beeinträchtigen.
Demgemäß wäre es wünschenswert, eine Pumpe bereitzustellen, die verhindert, daß zu pumpende Flüssigkeit in den Verschleißteil der Pumpe eindringt. Dies würde die Verwendung der Pumpe bei Aufschlämmungen, niedrig viskosen oder dünnen Flüssigkeiten, oder hohen Temperaturen erlauben, würde Schutz gegen "Trockenlaufen" bieten und würde die Lebensdauer des Verschleißendes erheblich verlängern.
Es wäre auch erwünscht, eine magnetisch angetriebene Pumpe bereitzustellen, die einen nicht metallischen Topf verwenden kann, um Wirbelstromverluste zu vermeiden.
Außerdem wäre es erwünscht, Flüssigkeit im Verschleißende zu vermeiden, um die Verwendung von Antifriktionslagern zu gestatten und unerwünschte Flüssigkeit im Verschleißende leichter festzustellen, während gleichzeitig die negativen Aspekte von nicht metallischen Töpfen als alleiniger Dichtung gegenüber der Umgebung vermieden werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß dieser Erfindung wird eine Pumpe bereitgestellt mit einem Pumpenende und einem Verschleißende, bei der die Flüssigkeit in der Pumpe durch Verwendung einer zwischen dem Pumpenende und dem Verschleißende angeordneten internen Pumpe gehindert wird, in das Verschleißende einzudringen. Die Vorrichtung im Verschleißende umfaßt eine Rotoranordnung zum Einschluß eines drehbaren Schaftes und einen Stator, wobei Rotor und Stator voneinander durch eine Topfstruktur getrennt sind. Das Pumpenende umfaßt eine Pumpenanordnung, wie beispielsweise einen auf dem drehbaren Schaft angeordneten Impeller. Die interne Pumpe führt kleine Mengen von Gas unter Druck oder ohne Druck vom Verschleißende der Pumpe zu dem Pumpenende, während gleichzeitig der Durchtritt von Flüssigkeit aus dem Pumpenende in das Verschleißende verhindert wird. In Ruhestellung bildet die Vorrichtung eine Dichtung und verhindert den Fluß von dem Pumpenende in das Verschleißende. Die interne Pumpe beseitigt so die mit nicht schmierenden Flüssigkeiten, Trockenlaufen und dem Pumpen von Aufschlämmungen verbundenen Probleme bei Pumpen ohne Dichtung. Außerdem beseitigt sie die korrodierenden oder zerstörenden Einwirkungen der von der Pumpe gepumpten Flüssigkeiten in dem Verschleißende. Die Pumpe dieser Erfindung unterscheidet sich von den dichtungslosen Pumpen des Standes der Technik, die zwischen dem Verschleißende und dem Pumpenende keine dichtende oder pumpende Anordnung haben. Außerdem unterscheiden sich die Pumpen dieser Erfindung von den dichtungslosen Pumpen des Standes der Technik, daß Flüssigkeit vom Verschleißende fern gehalten wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine Seitenansicht in teilweisem Querschnitt einer Ausführung dieser Erfindung.
Figur 1a ist eine Seitenansicht in teilweisem Querschnitt einer alternativen Ausführung dieser Erfindung.
Figur 2 ist eine Frontansicht der in Figur 1 und 1a gezeigten internen Pumpe.
Figur 3 ist eine Seitenansicht der internen Pumpe der Figur 2 entlang der Linie 3-3.
Figur 4 ist eine Frontansicht eines Repellers entlang der Linie 4-4 der Figur 1a.
Figur 4a ist eine Frontansicht eines Impellers entlang der Linie 4a-4a der Figur 1a.
Figur 5 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer in dieser Erfindung nützlichen internen Pumpe.
Figur 6 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 7 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 8 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 9 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 10 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 11 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 12 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 13 ist eine Frontansicht eines anderen drehbaren Rings einer internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 14 ist eine zur Hälfte Querschnittsansicht einer anderen internen Pumpe gemäß der Erfindung.
Figur 15 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Topf-Konstruktion, gezeigt in den Pumpen der Figur 1 und 1a.

BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN GESTALTUNGEN

Die vorliegende Erfindung stellt eine Pumpe zur Verfügung, die das Lecken aus einer dichtungslosen rotierenden Pumpe verhindert. Die dichtungslose rotierende Pumpe ist eine gekapselte Motorpumpe oder magnetisch getriebene Pumpe. Die Pumpenvorrichtung dieser Erfindung umfaßt ein Pumpenende, ein Verschleißende und eine zwischen dem Pumpenende und dem Verschleißende angeordnete interne Pumpe. Das Pumpenende umfaßt eine pumpende Anordnung, die auf einem drehbaren Schaft angeordnet ist und eine Verstärkung des Flüssigkeitsdrucks bewirkt, wenn der Schaft sich dreht. Das Pumpenmittel kann ein Impeller, ein Satz von ineinander greifenden Zahnrädern in einer Getriebepumpe, Schrauben, Flügel, flexible Impeller oder dergleichen sein. Konventionelle Mittel zur Lagerung der Welle im Verschleißende umfassend Lager, Druckscheiben, magnetische Lager, Antifriktionslager, wie Wältz- oder Kugellager oder dergleichen. Dem Verschleißende wird ein schmierendes Gas, vorzugsweise Luft zugeführt, das während der Benutzung der Pumpe durch das Verschleißende geleitet wird. Eine interne Pumpe ist auf dem rotierenden Schaft zwischen dem Pumpenende und dem Verschleißende angeordnet und pumpt kleine Mengen des schmierenden Gases aus dem Verschleißende in das Pumpenende und verhindert gleichzeitig das Eintreten von Flüssigkeit aus dem Pumpenende in das Verschleißende während des Drehens. Sie wirkt als Dichtung in Ruhestellung. Ein Statorteil des Verschleißendes ist von einem Rotorteil des Verschleißendes mittels einer im allgemeinen als Topf oder Hülle bezeichneten Dichtung getrennt. Kühldurchgänge können in dem stationären Gehäuse vorgesehen sein, wie beispielsweise ein doppelter Topf für die Pumpe für Wärmeaustauscherflüssigkeit, wie Wasser, um entstehende Wärme abzuführen
Eine geeignete interne Pumpe umfaßt einen auf einem stationären Teil des Gehäuses der Pumpe angeordneten stationären Ring. Der stationäre Ring ist so angeordnet, daß er den drehbaren Schaft umschließt. Ein drehbarer Ring mit einer Fläche, die Pumpen und Dichten erlaubt, ist auf dem drehbaren Schaft zwischen dem Pumpenende und dem Verschleißende befestigt. Der drehbare Ring kann direkt am Schaft oder indirekt durch Anordnung auf einen Impeller oder auf einem zweiten drehbaren Ring oder dergleichen, die ihrerseits an dem Schaft befestigt sind, befestigt sein. Die Oberfläche des drehbaren Rings mit dem Muster steht im Kontakt mit der Fläche des stationären Rings. Ein Muster oder eine geneigte Oberfläche entweder des drehbaren Rings oder des stationären Rings ergibt eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Verschleißende und dem Pumpenende wenn der drehbare Schaft gedreht wird und ist so gestaltet, daß der Druck des schmierenden Gases im Verschleißende erhöht wird und bewirkt den Durchgang kleiner Mengen an Gas aus dem Verschleißende in das Pumpenende. Weil schmierendes Gas in das Pumpenende gepumpt wird, wird der Durchgang von Flüssigkeit aus dem Pumpenende in das Verschleißende verhindert. Wenn der drehbare Schaft stillsteht, stehen der stationäre Ring und der drehbare Ring miteinander in Kontakt und bilden eine Dichtung, die verhindert, daß Flüssigkeit aus dem Pumpenende in das Verschleißende fließt.
Bezugnehmend auf Figuren 1-3 umfaßt die Pumpe 10 ein stationäres Gehäuse, gebildet aus einem Verschleißende-Gehäuseteil 12 und einem Pumpenende-Gehäuseteil 14, die miteinander durch Bolzen verbunden sind. Die Pumpe 10 umfaßt einen Flüssigkeitseinlaß 18 und einen Flüssigkeitsauslaß 20. Die Pumpe 10 umfaßt einen drehbaren Schaft 32, an dem eine Mehrzahl von Magneten einschließlich der Magneten 34 und 36 befestigt ist. Der Schaft 32 ist innerhalb eines stationären Gehäuses 35 mit einer äußeren Wand 37 angeordnet. Die äußere Wand 37 trennt den Ringspalt 17 und die Magnete 34 und 36 von den sich drehenden Magneten 42 und 44. Eine Antriebswelle 38 ist mit dem drehbaren Gehäuse 40 verbunden, an dem die Magnete 42 und 44 angebracht sind. Das stationäre Gehäuse 35 enthält einen Einlaß 18A und einen Auslaß X, so daß Gas, das vom Kontakt mit den drehenden Magneten 42 durch die Wand oder den Topf 37 getrennt ist, durch die ringförmigen Räume 17 und 19 gepumpt werden kann. Wenn das drehbare Gehäuse 40 gedreht wird, treten die Feldlinien der Magnete 42 und 44 in Wechselwirkung mit den Feldlinien der Magneten 34 und 36, wobei der Antrieb ein Permanentmagnetantrieb oder Wirbelstromantrieb sein kann, und bewirkt, daß der drehbare Schaft 32 sich dreht. Der drehbare Schaft 32 dreht den Impeller 46 und bewirkt das Pumpen der Flüssigkeit in der Pumpe 10. Der Topf 37 kann aus nicht metallischem Material bestehen, um die Entstehung von Wirbelströmen während der Benutzung zu verhindern und so die Krafterfordernisse und die erzeugte Wärme zu reduzieren. Kühlleitungen 9 können vorgesehen sein, um Wärmeaustauschflüssigkeit durch das stationäre Gehäuse 35 zu leiten und das Kühlen der Pumpe 10 während der Benutzung zu unterstützen.
Um das Verschleißende zu kühlen, tritt Gas unter Druck durch den Einlaß 18A ein und setzt alle Bereiche innerhalb des Gehäuseteils (Topf) 12 und des Gehäuses 54 unter Druck. Das Gas führt dazu und unterstützt das Trennen der Dichtungen 50 und 52, um Gas in die Zone X zu pumpen. Dies bewirkt ein Kühlen und Schmieren der Flächen der Dichtung 50, 52 und verhindert das Eindringen gepumpter Flüssigkeit in das Verschleißende. Das Gas kühlt auch Lager, wie Antifriktionslager 13, 15 und 21. Gas, das außerhalb der Pumpe 10 unter Druck gesetzt wird, kann auch verwendet werden.
Eine interne Pumpe wird durch einen stationären Ring 50 und einem drehbaren Ring 52 gebildet. Der stationäre Ring 50 ist auf dem Teil 54 des stationären Gehäuseteils 12 befestigt. Der drehbare Ring 42 ist an dem drehbaren Schaft 32 befestigt und befindet sich in Kontakt mit dem festen Ring 50. Alternativ kann der drehbare Ring 52 auch auf einem Impeller 46 angeordnet sein. Während der Drehung gelangt schmierendes Gas aus der Zone 19 in die Zone 64. Wenn der Ring 52 stationär ist, berühren die Ringe 50 und 52 einander und bilden eine Dichtung. Wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, umfaßt der drehbare Ring 52 in einer Ausführung Schlitze 58 und Oberflächen 60. Die Oberflächen 60 stehen in Kontakt mit dem stationären Ring 50. Ring 42 wird in Richtung des Pfeils 56 gedreht, um Gas durch die Schlitze 58 in Richtung der Pfeile 66 zu pumpen. Die Schlitze 58 haben typischerweise eine Tiefe von ungefähr 0,0001 (0,0026mm) bis 0,0003 (0,0077mm) inch, was nur das Pumpen von kleinen Mengen an schmierendem Gas aus der Zone 19 in die Zone 24 und dann durch den Auslaß 20 erlaubt. Es versteht sich, daß diese Erfindung bei jeder drehenden dichtungslosen Pumpe verwendet werden kann.
Bezugnehmend auf Figuren 1A, 2, 3, 4 und 4A umfaßt eine gekapselte Pumpe ein stationäres Gehäuse, gebildet aus einem Verschleißende-Gehäuseteil 12 und einem Pumpenende-Gehäuseteil 14, die miteinander durch Bolzen verbunden sind. Die Pumpe 11 umfaßt einen Flüssigkeitseinlaß 18 und einen Flüssigkeitsauslaß 20. Pumpe 11 umfaßt einen drehbaren Schaft 32, der mit einem Rotor 31 verbunden und innerhalb der Wicklungen 33 angeordnet ist. Das stationäre Gehäuse 37 trennt die ringförmigen Räume 17 und den Rotor 31 von den Wicklungen 33. Das stationäre Gehäuse 37 kann aus einem nichtmetallischen Material gebildet sein. Das stationäre Gehäuse 37 umfaßt einen Einlaß 18A und einen Auslaß 20A, so daß Gas durch die ringförmigen Räume 17 und 19 gepumpt werden kann. Der Repeller 23 ist mit Flügeln 25 versehen. Der Impeller 46 ist mit Lüftungs schlitzen 27 versehen. Der drehbare Schaft 32 dreht den Impeller 46, um das Pumpen der Flüssigkeit in der Pumpe 11 zu bewirken. Flüssigkeit 8 wird durch Gas 7 vom Eintritt in das Gehäuse 37 gehindert.
Eine interne Pumpe wird aus einem stationären Ring 50 und einem drehbaren Ring 52 gebildet. Der stationäre Ring so ist mit dem Teil 54 des stationären Gehäuseteils 12 verbunden. Der drehbare Ring 52 ist mit dem drehbaren Schaft 32 verbunden und steht in Kontakt mit dem festen Ring 50. Wie in Figuren 2 und 3 gezeigt, umfaßt der drehbare Ring 52 Schlitze 58 und Oberflächen 60. Die Oberflächen 60 berühren den stationären Ring 50. Ring 52 wird in Richtung des Pfeils 56 gedreht, um Gas durch die Schlitze 58 in Richtung des Pfeils 66 zu pumpen. Die Schlitze 58 haben typischerweise eine Tiefe von 0,0001 (0,0026mm) bis 0,0003 (0,0077mm) inch, was gestattet, daß nur kleine Mengen des schmierenden Gases aus der Zone 19 in die Zone 64 und dann durch den Auslaß 20 gepumpt werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 5-7, 12 und 13 werden andere drehbare Ringe gezeigt, die im Kontakt mit einem stationären Ring stehen und eine flache Oberfläche haben und, wie vorstehend im Bezug auf Figuren 2 und 3 erläutert, funktionieren. Wie in Figur 13 gezeigt, umfaßt der drehbare Ring 71 eine Mehrzahl von im Winkel zu einander angeordneten Schlitzen 73. Wie in Figur 6 gezeigt, wird auf dem drehbaren Ring 75 ein spiralförmig geformter Schlitz 74 verwendet. Wie in Figur 7 gezeigt, werden auf dem drehbaren Ring 79 segelförmige Schlitze 76 mit einer Mehrzahl von Taschen 78 verwendet. Wie in Figur 12 gezeigt, umfaßt der drehbare Ring 95 eine ringförmige Vertiefung 97. Wie in Figur 13 gezeigt, ist ein drehbarer Ring 70 auf dem Schaft 32 angeordnet. Eine Mehrzahl von Schlitzen 92 gehen von dem Schaft 32 aus.
Bezugnehmend auf Figuren 8 bis 11 werden Anordnungen eines drehbaren und mit einem stationären Ring gezeigt, bei denen der stationäre Ring eine nicht-ebene oder ebene Oberfläche hat. Wie in Figur 8 gezeigt, hat der stationäre Ring 77 eine flache Oberfläche 80 und der drehbare Ring 81 hat Einbuchtungen, wie in Figuren 2, 4 und 5 gezeigt. Wie in Figur 9 gezeigt, hat der stationäre Ring 82 eine Oberfläche 83 mit einem Labyrinth 84, während der Ring 85 ein passendes Labyrinth aufweist. Wie in Figur 10 gezeigt, hat der stationäre Ring 87 eine erhöhte Mittelfläche 88 während der drehbare Ring 89 eine entsprechende eingebuchtete Oberfläche 90 hat. Wie in Figur 11 gezeigt, hat der stationäre Ring 91 eine Oberfläche mit einer kreisförmigen Einbuchtung 92, während der drehbare Ring 93 eine entsprechende Oberfläche 94 hat. Andere geeignete Anordnungen eines drehbaren Rings und eines stationären Rings sind in U.S. Patenten 4,290,611 und 5,090,712, auf die hiermit Bezug genommen wird, offenbart. Unter Bezugnahme auf Figur 14 wird eine andere in der vorliegenden Erfindung nützliche interne Pumpe gezeigt. Die interne Pumpe 47 umfaßt einen stationären Ring mit einer geneigten Dichtungsfläche 49, einen O-Ring 57, den drehbaren Schaft 53, eine Druckscheibe 55, ein stationäres Gehäuse 57, einen Bolzen 59 und eine Hülse 61. Der drehbare Ring 63, der auf dem Schaft 53 angebracht ist, umfaßt eine drehende Oberfläche in Kontakt mit dem flachen Teil der Fläche 49, die flach ist, einem eingeschrumpften Ring 65 und einem O-Ring 67. Bei der Drehung tritt schmierendes Gas zwischen der stationären Fläche 49 und der drehenden Fläche 63 hindurch. Beispiele dieser Arten interner Pumpen sind erhältlich von Burgmann Seals America, Inc., Houston, Texas und werden als ihre HR-Serien bezeichnet und von Durometallic Corporation, Kalamazoo, Michigan, und identifiziert als SL-Serien Dura Seal.
Unter Bezugnahme auf Figur 15 umfaßt eine zur Verwendung in dieser Erfindung geeignete Konstruktion mit doppeltem Topf doppelte Wände 75 und 79, die voneinander getrennt sind und einen zylindrischen Raum 95 bilden. Kühlflüssigkeit oder -gas kann durch den Einlaß 96 in den Raum 95 und zu dem Auslaß 97 geführt werden. Dieses Kühlmittel kann zur Vervollständigung des vorstehend beschriebenen Kühlmittels verwendet werden. Die doppelte Topfkonstruktion kann aus Metall bestehen oder nicht metallisch sein.

Claims

1. Pumpe, umfassend einen in dem Verschleißende dieser Pumpe angeordneten drehbaren Schaft (32), das genannte Verschleißende mit einem Rotor, Mitteln zum Bewirken der Drehung dieses Rotors und dieses Schaftes und einer Gehäusedichtung zwischen diesen Mitteln zum Bewirken der Drehung und dem Rotor, ein Pumpenmittel (46), das auf dem drehbaren Schaft in dem Pumpenende der Pumpe angeordnet ist, Mittel (18) zum Einführen einer Flüssigkeit in dieses Pumpenende, Mittel (20) zum Ableiten dieser Pumpenflüssigkeit aus dem Pumpenende, Mittel (18a, 19) zum Einführen von Gas unter Druck in das Verschleißende, eine interne Pumpe, die zwischen dem Pumpenende und dem Verschleißende auf dem drehbaren Schaft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Pumpe einen drehbaren Ring (52) umfaßt, der mit dem Schaft verbunden ist und eine erste Fläche hat, die in Berührung mit einer zweiten Fläche eines stationären Rings (50) ist, wobei die erste und zweite Fläche eine Oberflächenkonfiguration (58, 60) hat, die den Durchgang vom Gas in dem Verschleißende zu dem Pumpenende bewirkt und gleichzeitig verhindert, daß Flüssigkeit in dem Pumpenende in das Verschleißende eintritt, wenn der Schaft gedreht wird, und die interne Pumpe das Verschleißende gegen das Pumpenende abdichtet, wenn der Schaft nicht gedreht wird.

2. Pumpe nach Anspruch 1, bei der die erste Fläche Einbuchtungen aufweist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, bei der die zweite Fläche eine geneigte Oberfläche hat.

4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das Pumpenmittel einen auf dem drehbaren Schaft angeordneten Impeller umfaßt.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Gas Luft ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend einen Impeller auf dem Rotor.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend Mittel zum Durchführen einer Wärmeaustauscherflüssigkeit durch ein stationäres Gehäuse der Pumpe.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin Mittel zum Bewirken der Drehung des Rotors und des Schaftes rotierende Magnetmittel umfassen.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Mittel zum Bewirken der Drehung des Rotors und des Schaftes Magnetspulen umfassen.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin der Rotor drehbare Magnetmittel umfaßt.

11. Pumpe nach Anspruch 8, worin der Rotor einen drehbaren Drehmomentring umfaßt.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin der drehbare Ring direkt mit dem Schaft verbunden ist.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin der drehbare Ring mit drehbaren Befestigungsmitteln verbunden ist, die auf dem Schaft angeordnet sind.

14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 8 bis 13, worin das Gas Stickstoff ist.

15. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin der drehbare Schaft in dem Verschleißende in Antifriktionslagermitteln angeordnet ist.