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Patent Searching and Data


Title:
PUMP WITH SHAFT SEAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/040628
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pump which drives liquid at least part of the time and has a shaft seal (4) and a shaft bearing (5) acting upon the same shaft (3) outside said shaft seal. The intermediate chamber (8) is connected to a vacuum chamber of said pump so that any leaking liquid cannot penetrate outwards. The connection between the intermediate chamber (8) and said pump starts at a lower position in the intermediate chamber (8) than the connection between the intermediate chamber (8) and the shaft bearing (5).

Inventors:
JUENEMANN ALFONS (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/001365
Publication Date:
September 17, 1998
Filing Date:
March 10, 1998
Export Citation:
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Assignee:
STERLING FLUID SYS GMBH (DE)
JUENEMANN ALFONS (DE)
International Classes:
F04C19/00; F04C27/00; (IPC1-7): F04C27/00; F04C19/00
Domestic Patent References:
WO1994015100A11994-07-07
Foreign References:
US4747752A1988-05-31
DE4229017A11994-03-10
US4781553A1988-11-01
DE2740161A11978-03-16
DE4310740A11994-10-06
Attorney, Agent or Firm:
GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER (Hamburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Zumindest zeitweise Flüssigkeit führende Pumpe mit einer Wellendichtung (4) und einem au erhalb der Wellendichtung auf dieselbe Welle (3) wirkenden Wellenlager (5), dadurch gekennzeichnet, da die Wellendichtung (4) und das Wel lenlager (5) durch einen geschlossenen Zwischenraum (8) getrennt sind, der mit einem Unterdruckraum der Pumpe verbunden ist, und da die Verbindung des Zwischenraums (8) mit der Pumpe von einer in bezug auf seine Verbindung mit dem Wellenlager (5) tiefer gelegenen Stelle des Zwi schenraums (8) ausgeht.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da zwi schen dem Zwischenraum (8) und dem Lager eine weitere Dichtung (9) angeordnet ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da der Zwischenraum (8) mit einem Gaszuführungsanschlu (11) versehen ist.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, da der Gaszuführungsanschlu (11) mit der Druckseite der als Gaspumpe ausgebildeten Pumpe verbunden ist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, da der Gaszuführungsanschlu (11) zur Atmo sphäre hin offen ist.
6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, da in der Verbindungsleitung zwischen dem Zwi schenraum (8) und dem Unterdruckraum der Pumpe und/oder der Druckseite der Pumpe ein Rückschlagventil angeordnet ist.
7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, da die Verbindungsleitung zum Unterdruckraum der Pumpe wenigstens teilweise transparent ist.
Description:
Pumpe mit Wellenabdichtung Bei manchen Pumpen, bei denen die Welle beidseitig gelagert ist, ist zwischen der Wellendichtung und der Wellenlagerung ein zur Atmosphäre offener Raum vorgesehen (US-A-4,273,515, US-A-1,662,250). Das Wellenlager befindet sich in einem soge- nannten Lagerbügel an der Au enseite dieses Raums. Die an der Innenseite dieses Raumes befindliche Wellendichtung ist zur Prüfung auf Dichtheit gut zugänglich. Etwa austretende Leck- flüssigkeit wird erkennbar und kann abgeführt werden, bevor sie das Wellenlager erreicht und dieses schädigen kann. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, da die Lagerabstände gro sind. Daraus ergeben sich relativ gro e axiale Abmessun- gen der Maschine und die Welle mu stark dimensioniert wer- den. Das gilt auch für eine bekannte Pumpe (US-A-4,747,752), bei welcher ein Hauptlager in einem Lagerbügel au erhalb der Wellendichtung gelegen ist und der Austritt von Leckmedium dadurch verhindert wird, da innenseitig von der Wellendich- tung eine Absaugung vorgesehen ist, die mit der Saugseite der Pumpe verbunden ist. Die Absaugung geht von einem Raum aus, der sich zwischen der Wellendichtung und einer Drosselstelle befindet, welche von einem Sekundärlager gebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile zu vermeiden.

Die erfindungsgemä e Lösung besteht in den Merkmalen des An- spruchs 1 und vorzugsweise denjenigen der Unteransprüche. Da- nach sind Wellendichtung und Wellenlager durch einen ge-

schlossenen Zwischenraum voneinander getrennt, der an einer in bezug auf die Verbindung des Zwischenraums mit dem Wellen- lager geodätisch tief gelegenen Stelle mit einem Unterdruck- raum der Pumpe verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, da etwaige Leckflüssigkeit nicht zum Wellenlager übertreten kann, bevor sie abgesaugt wird.

Falls starke Leckage bei der erfindungsgemä en Pumpe auf- tritt, die als Strahl oder Schwall vor ihrer Absaugung zum Wellenlager gelangt, sollte sie vom Wellenlager abgeschirmt werden. Dafür ist zweckmä igerweise eine weitere Dichtung zwischen dem Zwischenraum und dem Wellenlager vorgesehen, beispielsweise eine Lippendichtung. Diese weitere Dichtung ist lediglich für den Notfall vorgesehen und braucht nur eine Abschirmung gegenüber strahl- oder schwallweise anfallender Flüssigkeit zu bilden. Da sie deshalb keinen hohen Dicht- heitsanforderungen zu genügen braucht, kann sie unaufwendig ausgeführt sein.

Der Zwischenraum ist zweckmä igerweise mit einem Gaszufüh- rungsanschlu versehen, der zur Atmosphäre hin offen oder an eine geeignete Gasquelle angeschlossen ist. Im Falle des Be- triebs der Pumpe als Gaspumpe kann dies deren Druckseite sein. Die Kombination der Absaugung und der Gaszuführung führt zu dem Effekt einer Spülung des Zwischenraums. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Absaugung und der Gasquelle wird der Zwischenraum von dem Spülgas durchströmt. Die Kon- zentration etwaigen Leckgases in der Atmosphäre des Zwischen- raums wird dadurch reduziert und die Rückführung der Leckage zur Pumpe wird beschleunigt.

Für den Anschlu der Absaugung des Zwischenraums ist jeder Unterdruckraum der Pumpe geeignet. Insbesondere kann dies die Saugseite der Pumpe sein. Unter dem zusammenfassenden Begriff des Unterdruckraums der Pumpe sollen auch solche mit der Pum- pe in Verbindung stehenden Räume verstanden werden, die für einen solchen Anschlu geeignet sind, beispielsweise die Sau- gleitung. Als Unterdruckraum kommt auch ein solcher in Frage,

der atmosphärischen oder überatmosphärischen Druck führt, wenn die Gaszuführung von einem Raum entsprechend höheren Drucks genommen wird. Der Zwischenraum kann dann je nach dem Druckabfall in der Gaszuführung und Absaugung einen überatmo- sphärischen Druck annehmen. Dies ist unbedenklich, zumal wenn zwischen dem Zwischenraum und dem Wellenlager eine Dichtung angeordnet ist, die das Wellenlager vor einer je nach Lage des Falles übermä igen Gasdurchströmung vom Zwischenraum her schützt. Im allgemeinen ist es jedoch vorzuziehen, da der Druck im Zwischenraum etwa auf Atmosphärendruck gehalten oder etwas geringer ist, damit eine Strömung vom Zwischenraum zur Wellendichtung im wesentlichen verhindert wird.

Die Spülgasmenge wird zweckmä igerweise so eingestellt, da die gewünschte Funktion zwar gewährleistet, der Pumpenbetrieb dadurch aber nicht nennbar belastet wird. Die Einstellung der Spülgasmenge geschieht durch die Festlegung der Strömungs- querschnitte und der anliegenden Druckdifferenz.

Besonders geeignet für die Anwendung der Erfindung sind sol- che Pumpen, die zur Mischförderung von Gas und Flüssigkeit geeignet sind, zum Beispiel Flüssigkeitsringgaspumpen.

Bei Flüssigkeitsringgaspumpen im Kompressorbetrieb wird der Zwischenraum zweckmä igerweise einerseits mit der Saugseite und andererseits mit der Druckseite verbunden. Die Anschlu - stelle an der Druckseite sollte so gewählt werden (z.B. im oberen Teil des Flüssigkeitsabscheiders), da keine Betriebs- flüssigkeit in die Verbindungsleitung eintreten kann. Diese Anschlu art kann sowohl bei Pumpen für Vakuumbetrieb als auch bei Pumpen für Druckbetrieb angewendet werden.

Durch ein Rückschlagventil in der Verbindungsleitung zur Saugseite kann gewährleistet werden, da beim Stillstand der Pumpe der Zwischenraum nicht von Betriebsflüssigkeit erreicht wird. Entsprechendes gilt auch für die Verbindungsleitung zur Druckseite.

Vorteilhafterweise wird die Verbindungsleitung des Zwischen- raums zum Unterdruckraum der Pumpe wenigstens teilweise transparent oder mit einem Sensor ausgeführt, damit etwa aus- tretende Betriebsflüssigkeit und Reparaturbedürftigkeit der Dichtung zu erkennen ist.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung auch in Verbindung mit solchen Wellendichtungen, bei denen bauartbe- dingt mit Leckage gerechnet werden mu oder Leckage mit ver- gleichsweise hoher Wahrscheinlichkeit auftreten kann, wie Stopfbuchsen. Durch die Erfindung wird in diesen Fällen eine nach au erhalb der Pumpe durchtretende Leckage verhindert.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungs- beispiel in einem Teil-Längsschnitt veranschaulicht.

Es handelt sich um eine Flüssigkeitsringgaspumpe mit einem Gehäuse 1, einem Flügelrad 2, einer Welle 3, einer Gleitring- dichtung 4 und einem Wellenlager 5. Die Zeichnung zeigt le- diglich die Abdichtung und Lagerung des antriebsseitigen Wel- lenendes. Die Anordnung am anderen Wellenende kann entspre- chend ausgeführt sein.

Die Gleitringdichtung 4 ist im Bereich einer Wellenschonhülse 6 angeordnet, die zusammen mit der Nabe des Flügelrads 2 durch eine Wellenmutter 7 gesichert ist. Das Gehäuse bildet um das äu ere Ende der Gleitringdichtung bzw. der Wellen- schonhülse 6 und der Mutter 7 einen Ringraum 8, der den soge- nannten Zwischenraum bildet und an den sich das Wellenlager 5 anschlie t, das von dem Ringraum 8 durch eine Anordnung von Lippendichtungen 9 getrennt ist.

Im geodätisch tiefstgelegenen Bereich des Ringraums 8 enthält das Gehäuse eine Anschlu bohrung 10, die in nicht dargestell- ter Weise mit der Saugseite der Flüssigkeitsringgaspumpe ver- bunden ist. Die Verbindung kann durch eine au enliegende Rohrleitung oder eine innerhalb der Gehäusewandungen gelegene

Bohrung erfolgen. Die Anschlu stelle, an der die Bohrung 10 in den Ringraum 8 mündet, liegt jedenfalls tiefer als die Stelle, an der etwaige Flüssigkeit aus dem Ringraum 8 zum Wellenlager 5 hin überlaufen könnte. Das ist die tiefste Stelle der Bohrung in dem zwischen dem Ringraum 8 und dem La- ger 5 befindlichen Gehäusebund 12, wenn keine Dichtungen 9 vorgesehen sind. Im Falle der Anwesenheit der Dichtungen 9 ist dies die tiefste Stelle des Umfangs der Welle 3 im Be- reich des Ringraums 8.

Au erdem enthält das den Ringraum 8 bildende Gehäuse einen Gaszuführungsanschlu 11, der wahlweise mit der Atmosphäre oder der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Durch die anlie- gende Druckdifferenz ergibt sich eine ständige Gasspülung des Ringraums 8. Durch die Wellendichtung 4 etwa austretendes gasförmiges oder flüssiges Medium wird zusammen mit dem Spül- gasstrom in den Verdichter zurückgeführt. Eine Umweltbela- stung durch austretendes Fördergas oder Betriebsflüssigkeit wird vermieden.

Bei defekter Wellendichtung kann die Maschine noch kurzzeitig weiter betrieben werden, da der Leckagestrom aufgrund der Spülung des Ringraums zum Verdichter zurückgeführt wird. Nach au en hin bleibt die Maschine dabei dicht.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist die axiale Baulän- ge der Konstruktion gering. Entsprechend gering sind auch das Bauvolumen und die Masse der Pumpe.