DE69916362T2 - Eine eine Welle und eine Dichtungsvorrichtung umfassende Einrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein tauchfähiges Gerät, wie z. B. eine Pumpe, eine Turbine oder einen Mischer.
• Ein Gerät dieser Art enthält normalerweise einen elektrisch betriebenen Motor und eine hydraulische Einheit mit einem Flügelrad, verbunden mit dem Motor durch eine Drehantriebswelle.
• Um zu verhindern, dass das Medium in der hydraulischen Einheit an der Welle entlang fließt, in den Elektromotor eindringt und dort Schaden verursacht, werden zwischen dem Motor und der hydraulischen Einheit eine oder mehrere Dichtungen angebracht. Eine häufig verwendete Art von Dichtung ist die sogenannte mechanische Gleitringdichtung, die einen sich mit der Welle mitdrehenden Dichtungsring und einen feststehenden Dichtungsring, der in dem umgebenden Gehäuse befestigt ist, aufweist. Die beiden Dichtungsringe werden durch Federkraft aneinandergedrückt, wodurch verhindert wird, dass das Medium zwischen diese dringt.
• Ein besonderes Problem tritt auf, wenn das Medium in der hydraulischen Einheit Verunreinigungen enthält. Da der Druck innerhalb der hydraulischen Einheit höher ist, können Verunreinigungen möglicherweise zwischen die Dichtungsoberflächen eindringen und dort Schaden verursachen, der zu einer Einschränkung oder zu gänzlichem Verlust des Dichtungseffektes führt.
• Um dieses Problem zu lösen, bringt man üblicherweise zwei mechanische Dichtungen mit einem Zwischenraum an, der mit einer Barriereflüssigkeit, wie z. B. Öl, gefüllt wird, die die Oberflächen schmiert und kühlt. Auf diese Weise arbeitet die dem Elektromotor benachbarte Dichtung immer mit einem sauberen Medium, wodurch das Schadensrisiko drastisch reduziert wird. Sollte die der hydraulische Einheit benachbarte Dichtung beschädigt werden, dringt das Medium aus besagter Einheit zwar möglicherweise in den Zwischenraum mit der Barriereflüssigkeit ein, aber durch regelmäßige Kontrolle der besagten Flüssigkeit könnte die Dichtung repariert oder ausgewechselt werden, bevor ein ernsthafter Schaden entsteht. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion ist in dem schwedischen Patent Nr. 381 318 dargestellt.
• Wurde festgestellt, dass die Barriereflüssigkeit zu stark von dem Medium in der hydraulischen Einheit verdünnt wurde, muß die der besagten Einheit benachbarte Dichtung ausgewechselt werden. Bei beträchtlicher Verdünnung besteht das Risiko, dass die andere Dichtung ebenfalls beschädigt wurde. Aus diesem Grund dürfte es vorzuziehen sein, beide Dichtungen gleichzeitig auszuwechseln.
• Um so ein Auswechseln zu erleichtern, wurde vorgeschlagen, sie in einer einzigen Baueinheit anzubringen, was die Wartung einfacher macht und die Funktionssicherheit erhöht. Beispiele für solche Konstruktionen sind in den schwedischen Patenten 200 144 und 466 925 dargestellt.
• Um eine gute Zirkulation der Barriereflüssigkeit innerhalb der Dichtungsbaueinheit zu erreichen, wurde vorgeschlagen, in letztere eine Pumpe einzubauen. Vor allem in Fällen, in denen für den Elektromotor die Verwendung eines geschlossenen Kühlsystems mit der Verwendung der Barriereflüssigkeit als Kühlmittel gewählt wurde, ist eine Pumpe notwendig, um einen ausreichenden Durchfluss zu erzielen.
• Bekannte Konstruktionen wie die im schwedischen Patent 327 904 dargestellten haben jedoch gewisse Nachteile hinsichtlich Platzbedarf und Effizienz.
• Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung, die die notwendige Zirkulation auf effektive und sichere Art auch bei niedriger Drehzahl erzielt und darüber hinaus sehr wenig Platz benötigt.
• Der Gegenstand der Erfindung ist durch den einzigen Patentanspruch 1 definiert. Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus dem Stand der Technik gemäß US-A-3 888 495 bekannt.
• Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer offenbart. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Pumpeneinheit, ausgestattet mit einer Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung, während 2 eine grundsätzliche Zeichnung der Dichtungsvorrichtung mit einer integrierten Pumpe ist.
• In den Figuren steht 1 für eine Motoreinheit, 2 für eine hydraulische Einheit und 3 für eine Antriebswelle zwischen den beiden. 4 und 5 stehen für drehbare Dichtungsringe, 6 und 7 für feststehende Dichtungsringe. 8 und 9 stehen für Federn, 10 für ein Federgehäuse, 11 und 12 für Mitnehmer, 13 und 14 für Halterungen für die stationären Dichtungsringe 6 und 7. 15 steht für die stationären Schaufeln, 16 für eine Impellerschaufel, 17 für einen Kanal für das Medium, 18 für O-Ringe und 19 für eine Schulter auf der Welle 3.
• Die Antriebswelle 3 zwischen dem Motor 1 und der hydraulischen Einheit 2 wird folglich von zwei mechanischen Gleitringdichtungen 4, 6 bzw. 5, 7 abgedichtet. Die erste, die äußere Dichtung genannt, ist dicht bei der hydraulischen Einheit angeordnet, während die zweite, die innere Dichtung genannt, dicht beim Motor angeordnet ist.
• Die Dichtungsringe 4 und 5 drehen sich mit der Welle mit und werden mit Federkraft gegen die feststehenden Dichtungsringe 6 bzw. 7 gedrückt. Auf diese Weise wird effektiv verhindert, dass das Medium in der hydraulischen Einheit den Dichtungsbereich durchdringt und in den Motor eindringt.
• Wie oben erwähnt, ist die Dichtungsvorrichtung als eine einfach auswechselbare Baueinheit konstruiert. Besagte Einheit wird auf die Welle 3 geschoben, bis sie eine Position erreicht, die durch die Schulter 19 bestimmt wird, die sich auf der Welle befindet und den drehbaren Dichtungsring 4 der äußeren Dichtung abstützt. Besagte auswechselbare Baueinheit umfasst die Dichtungen 4, 6 und 5, 7, ein verbindendes Federgehäuse 10 und Halterungen 13 und 14 für die stationären Dichtungsringe 6 und 7.
• Das Federgehäuse 10 ist an dem drehbaren Dichtungsring 4 der äußeren Dichtung mit Hilfe einer Einrasteinrichtung 11 befestigt. Da der Dichtungsring 4 in Ausrichtung mit der Schulter 19 an der Welle 3 ist, wird das Federgehäuse ebenfalls an der Welle festgelegt und kann sich somit nicht in Richtung Motor 1 bewegen. Besagtes Federgehäuse ist außerdem mit einem Mitnehmer 12 für den drehbaren Dichtungsring 5 der inneren Dichtung ausgestattet und bildet einen Sitz für die Federeinrichtung 9, die besagten Ring an den stationären Ring 7 der inneren Dichtung drückt. Dank dieser Konstruktion des Federgehäuses wird eine kompakte Baueinheit mit einer minimalen axialen Erstreckung erzielt.
• Wie oben erwähnt, enthält die Dichtungsbaueinheit auch eine Einrichtung, die für eine Zirkulation des Barrieremediums sorgt, das gleichzeitig auch als Kühlmittel für den Motor genutzt werden kann. Um diese Zirkulation zu erhalten, bildet das Federgehäuse 10 eine Nabe für eine Anzahl von Impellerschaufeln 16, die sich in einem axialen Pumpengehäuse drehen, das von den Halterungen 13 und 14 für die stationären Dichtungsringe 6 bzw. 7. gebildet wird. Besagte Halterungen sind durch Einrichtungen 15 verbunden, die gleichzeitig als stationäre Schaufeln in besagtem Pumpengehäuse fungieren.
• Der Erfindung entsprechend erhält man eine Dichtungsvorrichtung, die als eine kompakte Baueinheit konstruiert ist, die innerhalb des Gerätes, in dem sie arbeitet, leicht auszuwechseln und dank der erwähnten Schulter leicht in einer eindeutig definierten Position an der Antriebswelle zu montieren ist. Die Baueinheit enthält eine Pumpe für die Zirkulation des Barrieremediums innerhalb der Dichtung, das ebenfalls als Kühlmittel für den Motor dienen kann.

Claims (1)

1. Anordnung, aufweisend eine Drehwelle (3), vorzugsweise eine Drehantriebswelle (3) zwischen einem Elektromotor (1) und einem Pumpimpeller oder einem Propeller in einer tauchfähigen Pumpe oder Mischvorrichtung, und eine Dichtungsvorrichtung in Form einer einfach auswechselbaren Baueinheit für besagte Drehwelle (3), wobei die Dichtungsvorrichtung zwei mechanische Gleitringdichtungen, nämlich eine erste und zweite mechanische Gleitringdichtung (4, 6) bzw. (5, 7), mit einem Zwischenraum für Barriereflüssigkeit aufweist, wobei besagte erste und zweite mechanische Gleitringdichtungen erste bzw. zweite drehbare Dichtungsringe (4, 5) und erste bzw. zweite stationäre Dichtungsringe (6, 7) aufweisen, eine Pumpe für die Zirkulation von besagter Barriereflüssigkeit und ein zylinderförmiges Federgehäuse (10), das sich mit der Welle (3) mitdreht, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Federgehäuse (10) mit Hilfe einer länglichen Einrichtung (11) mit dem drehbaren Dichtungsring (4) besagter erster Gleitringdichtung verbunden ist, dass besagter erster drehbarer Dichtungsring (4) gegen eine Schulter (19) auf der Welle (3) gelagert ist, dass besagtes Federgehäuse (10) mit einer Einrichtungen (12) ausgestattet ist, die den drehbaren Dichtungsring (5) besagter zweiter mechanischer Gleitringdichtung antreibt, dass besagtes Federgehäuse (10) einen Sitz für eine Federeinrichtung (9) bildet, die besagten zweiten drehbaren Dichtungsring (5) an besagten zweiten stationären Dichtungsring (7) drückt, dass besagtes Federgehäuse (10) die Nabe für Schaufeln (16) in einer Axialpumpe für die Zirkulation besagter Barriereflüssigkeit ist, wobei die äußere Wand des Pumpengehäuses besagter Pumpe von den Halterungen (13) und (14) für die stationären Dichtungsringe (6) bzw. (7) gebildet wird, und dass einer der besagten Halterungen (13) einen Sitz für eine Federeinrichtung (8) bildet, die besagten ersten stationären Dichtungsring (6) gegen besagten ersten drehbaren Dichtungsring (4) drückt.