DE1811100C3 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung 40 hinter dem genannten Lager angeordnete Dichtung für das flüssigkeitsseitige Lager des Rotors eines durch Verschleißerscheinungen od. dgl. nicht mehr Antriebsmotors für eine Pumpe oder einen Rührer, voll funktionsfähig sein sollte. Dadurch, daß der die eine die Rotorwelle umgebende, zwischen dem Molor im Gegensatz zu dem nach der genannten flüssigkeitsseitigen Rotorlager und der Pumpe oder französischen Patentschrift verwendeten als dicht gedem Rührer vorgesehene, unter einem Überdruck 45 schlossener Kapselmotor ausgebildet ist, wird ein stehende, an eine Gaszuleitung angeschlossene, nur Druckabfall in der Gaskammer durch die etwa ein begrenztes Eindringen der von der Pumpe oder schadhaft gewordene Dichtung hindurch nach außen dem Rührer zu bewegenden Flüssigkeit zulassende verhindert, und im gleichen Sinne wird durch die auf Gaskammer aufweist. das vor der Dichtung befindliche Lager einwirkende

Bei Umwälzpumpen für flüssiges Natrium in Pri- 50 Druckumlaufschmierung bewirkt, daß der den märkreisläufen von Kernkraftanlagen ist es bekannt Druck in der Gaskammer übersteigende Druck der (KSB Technische Berichte 12 vom Mai 1967, S. 39), Umlaufschmierung ebenfalls dem Durchtritt von ein Schutzgaskissen über der freien Oberfläche des Gas bzw. Arbeitsflüssigkeit durch die Dichtung entüber dem Pumpenauslaß stehenden Natriumspiegels gegenwirkt.

anzuordnen, das ein Erreichen der Gleitringdichtung 55 Die erwähnte Aufgabe wird also durch die Erfinder Pumpenwelle durch das flüssige Metall und dung in baulich einfacher Weise zuverlässig gelöst: dessen Berührung mit der Außenluft verhindert. Je- Selbst bei etwa auftretenden Verschleißerscheinundoch arbeitet bei dieser bekannten Anordnung das gen an der mehrfach erwähnten Dichtung kann keine pumpenseitige Lager in der Förderflüssigkeit, so daß nennenswerte Absenkung des in der Gaskammer das Lager beim Fördern von Verschleiß- und Korro- 60 herrschenden Sperrdruckes auftreten, da dieser aus sionserscheinungen hervorrufenden Flüssigkeiten bald dem gekapselten Motor nicht entweichen kann und der Beschädigung oder Zerstörung ausgesetzt ist. der Schmieröldruck, der vor der Dichtung wirksam

Darüber hinaus sind Dichtungsanordnungen be- wird, einem solchen Entweichen ebenfalls entgegenkannt, die dem Oberbegriff des vorstehenden An- wirkt.

spruchs 1 entsprechen (französische Patentschrift 65 Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 1 138 519). Derartige Anordnungen leiden unter dem der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden Mangel, daß bei der Verwendung der Pumpe oder näher beschrieben. Es zeigen des Rührers für das Fördern bzw. Bewegen toxischer, Fig. 1 und 2 Längsschnitte durch eine Pumpe

bzw. ein Rührwerk, die je mit einem Asynchron- des Gaskammergehäuses 21 angebrachtes Verbin-

motor mit axialem Luftspalt versehen sind, und dungsstück, mittels dessen über eine Hochdruck-

Fig. 3 und 4 Längsschniite durch eine Pumpe Gasleitung 32, ein normalerweise geschlossenes, von

bzw. ein Rührwerk, die je mit einem Asynchron- Hand oder elektrisch betätigtes Ventil 33 und eine motor mit radialem Luftspalt versehen sind. 5 Hochdruck-Gasleitung 34 eine Verbindung zwischen

Die in F i g. 1 dargestellte Pumpe ist mit einem der Gaskammer 46 und einer Hochdruck-Gasquelle Asynchronmotor mit axialem Luftspalt versehen. 35 unterhalten wird. Zum Kühlen und Schmieren des 1 ist ein Gehäuse für Elektromotoren, in welchem Lagerteiles wird über eine in der feststehenden die je mit einer Statorwicklung 2 versehenen Eisen- Welle 7 ausgebildete Bohrung 40 ein Kühl- und kerne 3 des Stators untergebracht sind. 4 ist eine i° Schmiermittel zugeführt und über eine ebenfalls in Zwischenplatte aus rostfreiem Metallblech zum Ab- der Welle 7 ausgebildete Bohrung 41 ab- und zu der trennen eines Statorgehäuses 45 des Motors von einer Kühl- und Schmiermitteiquelle zurückgeführt. Die Gaskammer 46, die mit den Dichtungen 5 und 6 eine Bohrungen 40 und 41 sind über Anschlußstücke 42 luftdichte Abdichtung bewirkt. Die Dichtung 6 ist an die Leitung 43 bzw. 44 angeschlossen. 36 ist ein zwisch..: einem Flansch 8 einer feststehenden Welle 7 15 Anschlußkasten zum Anschließen des Motors an und der Zwischenplatte 4 angeordnet. Die fest- eine Energiequelle mittels elektrischer Leitungen, stehende, nicht drehbare Welle ist mit dem Flansch 8 Beim Betrieb, wenn in das Gehäuse 25 eine Flüsaus einem Stück gefertigt und bildet ein Widerlager. sigkeit eingebracht wird, versucht die Flüssigkeit Ein nach rückwärts aus dem Flansch 8 herausragen- hochzusteigen und durch den Zwischenraum oder der Teil 9 der Welle 7 erstreckt sich durch eine zen- 20 Spalt g., in die ursprünglich mit Gas gefüllte Gastrale Öffnung in der Zwischenplatte 4 und wird von kammer 46 einzusickern. Wenn die Flüssigkeit den einer Nabe 10 aufgenommen, die in der Mitte des Pegelstand //., erreicht, ist das Gas in der Gas-Elektromotors angeordnet und mit Hilfe der Dich- kammer 46 so verdichtet worden, daß es der Flüstung 6 abgedichtet ist. Der hintere Teil 9 der Welle 7 sigkeit das Gleichgewicht hält. Wenn nun die Pumpe ist durch Aufschrauben einer Mutter 11 auf einen 25 an die elektrische Energiequelle angeschlossen wird äußeren Gewindeabschnitt am Ende des hinteren und zu arbeiten beginnt, wird der Druck der in die Teiles 9 am Mittelteil des Elektromotors befestigt. Gaskammer 46 einsickernden Flüssigkeit mit dem

12 ist ein von einem rostfreien Metallblech einge- weiteren Betrieb der Pumpe gesenkt, so daß sich der kapselter Rotor, der an einem Rotorgestell 13 be- Pegelstand der Flüssigkeit in der Gaskammer von festigt ist, das so angeordnet ist, daß es von der 30 /Z₂ auf H₁ senkt, so daß wiederum dem Druck des Zwischenplatte 4 durch einen Magnetspalt (Luft- Abdichtungsgases das Gleichgewicht gehalten wird, spalt) S₁ getrennt ist. In der Mitte des Rotorgestells Um das Fließen der einsickernden Flüssigkeit in

13 ist ein Lager 14 untergebracht, das auf einem einem kreisförmigen Strom zu verhindern, sind auf vorderen Teil der feststehenden Welle 7 drehbar an- der Innenseite der Gaskammer 46 mehrere Staugeordnet ist. Das Lager kann ein Kugelwälzlager 35 platten 47 in radialer Richtung angeordnet, damit oder ein Gleit- oder Zapfenlager sein. 15 ist ein die einsickernde Flüssigkeit durch die Drehbewegung das Lager abdickender Teil, beispielsweise eine der Antriebswelle 17 nicht zum Bilden eines Wirbelmechanische Dichtung, die eine Abdichtung zu der stromes angeregt wird, der ein Auslecken des Gases Lagerkammer hin bewirkt. 16 ist ein am vorderen durch den Spalt g₂ bewirken würde. Das Gehäuse 21 Ende des vorderen Teiles der feststehenden Welle 7 40 der Gaskammer 46 ist so konstruiert und gebaut, befestigter Sicherungsring zum Begrenzen der Axial- daß beim Einströmen einer Flüssigkeit in das Geverstellung des Lagers 14. 17 ist eine Antriebswelle häuse 25 der Flüssigkeitsspiegel unter dem dem mit einem^ mit ihr aus einem Stück gefertigten Niveau des Flansches der Antriebswelle entsprechen-Flansch 17', der zum Zwecke der gemeinsamen Dre- den Pegelstand H₃ liegt und der Flüssigkeitsspiegel hung mit dem Rotor 12 mittels mindestens einer Be- 45 bis über den mit dem Niveau der Innenseite des Gasfestigungsschraube 18 an dem zentralen Endteil des kammergehäuses 21 übereinstimmenden Pegelstand Rotorgestells 13 befestigt ist, so daß auf diese Weise H₁ gesenkt wird. Bei dieser Ausführung kann der ein Flügelrad 24 der Pumpe angetrieben wird. Der Betrieb der Pum^e eingeleitet und angehalten wer-Rotor 12, das Rotorgestell 13 und die Antriebswelle den, ohne daß der Rotor 12 und das Rotorgestell 13 17 sind zum Teil in einer Gaskammer 46 angeordnet, 5° in die gepumpte Flüssigkeit eingetaucht werden.

die aus einem Gaskammergehäuse gebildet ist, das F i g. 2 zeigt ein mit einem Asynchronmotor mit mittels eines Bolzens 22 an dem Gestell 1 des Elek- axialem Luftspalt versehenes und die Merkmale der tromotors befestigt ist. Die Dichtungen 5 und 6 be- Erfindung aufweisendes, völlig lecksicheres gekapwirken eine luftdichte Abdichtung zwischen dem seltes Motorrührwerk. In F i g. 2 sind die Teile des Gestell 1 des Elektromotors und dem Gaskammer- 55 Rührwerks mit der gleichen Aufgabe wie die Teile gehäuse 21. Die Antriebswelle 17 durchragt den der Pumpe nach F i g. 1 mit den gleichen Bezugs-Mittelteil einer Seitenwand des Gaskammergehäuses zeichen versehen. In F i g. 2 bedeutet 24 ein Kreisel-21 in der Weise, daß zwischen der Antriebswelle 17 rad für das Rührwerk an Stelle des Flügelrades für und dem Gaskammergehäuse ein kleiner Spalt oder die Pumpe nach Fig. 1. 55 ist eine Seitenwand eines Zwischenraum g₂ besteht. Das durch eine Mutter 30 60 Rührtanks, 56 ein Flüssigkeitsspiegel in dem Rührmit Hilfe eines Keiles 23 an der Antriebswelle 17 tank und 53 eine Flüssigkeitsrückflußleitung, befestigte Flügelrad 24 der Pumpe ist in einem Im Betrieb, wenn das Rührwerk an eine Strom-Pumpengehäuse 25 untergebracht, an welchem eine quelle angeschlossen ist, beginnt das Kreiselrad sich Ansaugöffnung 26 und eine Abgabe- oder Förder- zu drehen und setzt der Rührbetrieb ein. Dabei öffnung 27 ausgebildet sind. Das Pumpengehäuse 25 65 sickert die Flüssigkeit durch den Spalt oder Zwiist unter Einlegung einer Dichtung 28 mit Hilfe von schenraum g₂ in die Gaskammer ein und bewegt sie Bolzen 29 an einer Seitenwand des Gaskammer- sich über die Innenwände des Gaskammergehäuses gehäuses 21 befestigt. 31 ist ein an der Außenwand 21. so daß sie sich am Boden der Gaskammer an-

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sammelt. Die angesammelte Flüssigkeit wird über das Gas aus der Hochdruckgasquelle der Gaskammer

die Flüssigkeitsrückflußleitung abgeführt, wobei sie zugeführt wurde, tritt das Hochdruckgas aus der

sich zur Mitte des Kreiselrades bewegt, die den Gaskammer durch den Spalt g₂ in den Tank, bis der

Bereich mit dem niedrigsten Druck darstellt. Druck in der Gaskammer gleich P₂ wird, und

Die Pegelstände H₁, H₂' und H₃' haben bei dieser 5 dann ist

Ausführung die gleiche Bedeutung und Arbeitsweise P₃ = P₁ f _Yh₂ + h.J
wie die Pegelstände in der Pumpe nach F i g. 1. Bei

dieser Bauweise steigt der Flüssigkeitsspiegel, wenn (Ji₂I ist ein in der durch die Rückflußleitung S3 zu-

das Rührwerk nicht in Betrieb ist, bis zu einer Höhe rückfließenden Flüssigkeit auftretender Druckabfall),

nahe dem Spalts«, an, so daß der Gaskammer aus io Die Werte von h₂ und dessen inneren Durchmessers

der Hochdruck-Gasquelle Gas zugeführt werden der Rückflußleitung 53 sind so bemessen, daß
muß, um den Flüssigkeitsspiegel vor Beginn des

Betriebes des Rührwerks bis auf den PegelstandH' h_a>P„ = P₁ + γIu + hj>P,

zu senken. i_st 23 1 2 2

Zur weiteren Erläuterung der Ausführungsform 15 Infolge dieser Anordnung tritt Flüssigkeit ständig mit horizontaler Achse ist auf das Vorhandensein durch den Spalt g₂ in die Gaskammer und bewegt der Rückflußleitung 53 (Fig. 2 und 4) hinzuweisen. sich längs der Innenwand derselben, um an ihrem Angenommen, der Druck an dem vorderen Aus- Boden gesammelt zu werden. Die auf diese Weise gangsteil (nahe der Flügelrad-Nabe) der Rückfluß- in der Gaskammer gesammelte Flüssigkeit wird leitung 53 sei in Betrieb P₁, der Druck an einem Ab- 20 durch die Rückflußleitung in den Tank zurückschnitt zwischen der Rückenfläche des Flügelrad- geführt.

kranzes und der Wandoberfläche des Gaskammer- Es ist also ersichtlich, daß während des Betriebs die Gehäuses 21 nahe dem Spalt g₂ sei P₂ und der Druck Flüssigkeit, die an dem Lager Schaden verursachen in der Gaskammer sei P,. _{könnte) daran gehindert wirc}j_{5 mit dem} Dichtungs-Wenn der Motor außer Betrieb bleibt, ist der a₅ abschnitt 15, geschweige denn mit dem Lager-Flussigkeitsstand in der Gaskammer H_v der durch abschnitt, in Berührung zu kommen,
den Druck P₀ und den Flüssigkeitsstand Zi₁ in dem Aus obigem geht hervor, daß die Drücke im Ver-Ruhrtank bestimmt wird. In diesem Zeitpunkt wird hältnis P₂> P.>P₁ stehen wenn der Motor bei ein Zutritt der Flüssigkeit zu dem Lagerabschnitt, der Ausführungsform mit horizontaler Welle in Beder eine Beschädigung des Lagers verursachen 30 trieb ist. Die Drücke stehen aber im wesentlichen konnte, durch die Dichtung 15 verhütet. Diese Dich- im Verhältnis P,-= P = P wenn der Motor stilltung erleidet keinen Schaden, da der Motor still- steht.

^Slev' η- j « · ,. ^{Wenn der Motor läuft}. während die Zufuhr von

Vor Beginn des Betriebs muß das Ventil 33 be- Gas durch Offenhalten des Ventils 33 fortgesetzt

tatigt werden um Hochdruck-Gas aus der Hoch- 35 wird, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Anord-

drackgas-Quelle35 m die Gaskammer einzuführen nung ausgezeichnete Ergebnisse beim Rühren von

und den Flüssigkeitsstand von H₄ auf H₃ abzusenken. Flüssigkeit erzielen

2SrST¹^^{518 d}A^UK^{Ch den SpaIt}% ^{Da dieSer jC}- Fig.3 zeigt eine mit einem Asynchronmotor mit

^Abmessu _c ⁿS^e,^{n 3}^¹⁵¹' ^hat der radialem Luftspalt versehene und die Merkmale der

t/ⁿ ί ^P I^{2 k}^^ine, ^{eniStliche 40} Erdung aufweisende gekapselte Motorpumpe. In

f^S,r^{der Gaskammer in} Fig-3 sind die Teile dir Pumpe mit der gleichen

r Γ',' , ^{e erh}?^b'^IC,^h. f^ößer Aufgabe wie die Teile der Pumpe nach Fig. 1 mit

^{GaSVerluSt 1St}' ^{Was sich le]cht be}" den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Pumpe

ρ T-Rt · u ., u au · ^{nach Fi}8·^{3 ist die} Zwischenplatte 4 von zylin-

nmrkJS? 7? i² f Ia ^du _T ^rf Abgehen eines 45 drischer Form. Der Rotor 12 überträgt die Energie

Sa νΐί ΐ¹/' ^d" ^{d den Umlauf des} FKgel- auf die wie bei üblichen gekapselten Motorpumpen

rads verursacht wird von dem max,malen Druck durch feststehende Lagfr 14 und 66 gehaltene

τ"™Λ ^b^-^nUnv^I\^de,^{r d}??^{h d(}\^{n Druck P}- ^{in dem} Flügelradantriebswelle 17 Die Pumpe nach F i g. 3

SfiSfSSffTi ^ ^d7 ^{Tank Und das} unterscheidet sich von der Pumpe nach Fig. 1

spezifische Gewicht y festgelegt ,st, oder: _{5O durch die Tatsache> daß der Rotor} ^₂ in dem Durch-

ut laßkanal für ein Schmier- und Kühlmittel angeord-

^hi¹· net ist, das, wie in Fig. 3 gezeigt, über die Leitung

L₁^. 43 zu- und über die Leitung 44 abfließt. Bei der

^{O ehb}? ^{SteUem bis P} h Fi3 d Wer oder

1 ρ 7? i²

Γ»Ρτ w^rf ,»μ, ρ r-o« UiL₁^. 43 zu- und über die Leitung 44 abfließt. Bei der

2 J£ nZL· w^S1? ^alSO· u^eh-^b? ^SteUem' ^{bis Pum}P^{e na}ch Fig.3 verwendet man Wasser oder ^^LXr? S- n^ ^{mdem man den} « ^so°srige Flüssigkeiten mit niedrigem spezifischem

** *" ^{Wand Gewi}^ ^um ^e durch die Drehbewegung des

f^ Q - * Flügelrades bzw. der Scheibe in der Flüssigkeit be-

λ der Saugsette des Flügelrads. wirkten Reibungsverluste auf ein Mindestmaß her-

^dem .Flugelrad-Kranz und der abzusetzen.

^{er Wd SO} ^S^¹¹¹- daß P₂ 60 Fig.4 zeigt ein Rührwerk mit einer Pumpe der · Bauart nach Fig. 3. Das in Fig. 4 veranschaulichte

abS?^ S?*¹?⁸?/"⁴,^{11111 die Gas}- Uhrwerk arbeitet in gleicher Weise wie das Rührabzusteüen, nachdem der Motor lief, während werk nach F i g. 2.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. korrodierender oder Abrieb begünstigender Sub-

   PatentansDröche- stanzen die Funktionsfähigkeit der Dichtung des

   Patentansprüche. flüssigkeilsseitigen Lagers des Rotors des Antriebt

   mntnK für die Pumoe bzw. den Rührer ;_n ««*=τ.

   SiÄiiXSaf^^Ä^ Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, _die

   kekSen Rotorlager und der Pumpe oder vorerwähnte bekannte Dichtungsanordnung dahin- £m Rührer vorgesehine, unter einem überdruck gehend zu verbessern, daß em Vordringen des Förstehende an eine Gaszuleituiig angeschlossene, i. derguts von der Pumpe bzw. von dem Rührer über nur ein begrenztes Eindringen der von der Pumpe den Bereich des flussigke.tsseit.gen Rotorlagers des oder dem Rührer zu bewegenden Flüssigkeil zu- Motors hinaus bis in diesen unter allen Umständen lassende Gaskammer aufweist, dadurch ge- verhindert wird und zwar selbst dann, wenn die kennzeichnet daß der Antriebsmotor (2 hinter dem erwähnten Lager angeordnete Dichtung bis 4 12 131 als gekapselter Motor ausgebildet 15 etwa infolge von Verschleißerscheinungen nicht mehr und das Lager (14lan ein mit einem den Druck νοΠ funktionsfähig sein sollte, in der Gaskammer (46) übersteigenden Druck Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gearbeitendes Druckumlaufschmiersystem (43, 44) löst, daß der Antriebsmotor als gekapselter Motor angeschlossen ist ausgebildet und das Lager an ein mit einem den
2. 2 Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, da- *o Druck in der Gaskammer übersteigenden Drück ardurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der bellendes Druckumlaufschmiersystem angeschlossen die Gaskammer (46) gegenüber der Pumpe (24, ist.

   25) oder dem Rührer abgrenzenden Wand zahl- Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn auf der

   reiche Stauplatten (47) radial in der Weise an- Innenseite der die Gaskammer gegenüber der Pumpe geordnet sind daß sie die Ausbildung einer 25 oder dem Ruhrer abgrenzenden Wand zahlreiche Kreisströmung der einsickernden Flüssigkeit ver- Stauplatten radial m der Weise angeordnet sind, daß hindern ^sie ^ ^AusD"^durjg ^emer Kreisströmung der ein-
3. 3 Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 zur sickernden Flüssigkeit verhindern.

   Verwendung von Wasser oder einer ähnlichen Bei Verwendung von Wasser oder einer ähnlichen

   Flüssigkeit mit niedrigem spezifischem Gewicht 30 Flüssigkeit mit niedrigem Gewicht als Schmiermittel als Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß wird der Motor vorzugsweise als Asynchronmotor der Motor als Asynchronmotor mit radialem mit radialem Luftspalt ausgebildet. Luftspalt (F i g. 3 und 4) ausgebildet ist. Durch die vorerwähnte erfindungsgemäße Gestal

   tung der Dichtungsanordnung wird erreicht, daß 35 unter keinen Umständen die von der Pumpe bzw.

   dem Rührer zu bewegende Flüssigkeit über den Bereich des flüssigkeitsseitigen Rotorlagers des Motors hinaus bis in diesen vordringen kann, selbst wenn — wie dies gelegentlich unvermeidlich ist — die