DE2039071C3

DE2039071C3 - Stuffing box packing for pumps that are used to convey highly pure and / or toxic liquids of low viscosity

Info

Publication number: DE2039071C3
Application number: DE19702039071
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Iifg. 8520 Erlangen Schettler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1970-08-06
Publication date: 1976-07-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stopfbuchspakkung für Pumpen, die zur Förderung hochreiner und/oder giftiger Flüssigkeiten geringer Viskosität dienen, mit Packungsringen aus abwechselnd einem weichen und einem härteren Dichtungswerkstoff, von denen die härteren Ringe ein radiales Spiel von weniger als 03 mm aufweisen.The invention relates to a stuffing box pack for pumps that are used to deliver high purity and / or toxic liquids of low viscosity are used, with packing rings made of alternating a soft and a harder sealing material, of which the harder rings have a radial play of less than 03 mm.

Eine solche Stopfbuchspackung ist insbesondere zur Wellendichtung bekannt (deutsche Gebrauchsmusterschrift 18 49 541). Ein Anwendungsfall dieser bekannten Dichtung ist die Abdichtung von Räumen, in denen eine Gasphasenpolymerisation des Äthylens mit gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, Luft. Sauerstoff und auch Schmiermittel empfindlichen Katalysatoren statt-Tindet Die weichen Dichtungsringe bestehen bei der bekannten Stopfbuchspackung aus Kunststoff, z. B. aus Polytetrafluoräthylen. die harten Dichtungsringe aus Asbest oder — gemäß einer anderen Ausführung — aus Me:all, in welch letznerem Falle die Wärmeabfuhr von den Dichtungsflächen nach außen verbessert werden soll.Such a stuffing box packing is known in particular for shaft seals (German utility model specification 18 49 541). An application of this well-known Sealing is the sealing of rooms in which a gas phase polymerization of ethylene with against the penetration of moisture, air. Oxygen and also lubricant sensitive catalysts take place The soft sealing rings consist in the known stuffing box packing made of plastic, for. B. off Polytetrafluoroethylene. the hard sealing rings Asbestos or - according to another version - from Me: all, in which latter case the heat dissipation to be improved from the sealing surfaces to the outside.

Es hat sich nun gezeugt, daß die bekannte Stopfbuchspackung zur Abdichtung der Plunger von Kolbenpumpen, welche in Kernreaktoren zur Förderung von radioaktiven Flüssigkeiten eingesetzt sind, sich nicht bewährt hat. Bei der Förderung von radioaktiven Flüssigkeiten, wie tritiumhaltigen Schwerwasser, ist eine Stopfbuchsleckage von einigen Litern pro Stunde erheblich zu hoch. Hierbei muß vielmehr einerseits eine möglichst hohe Dn-iiiheii aer Mopmufhspaekuiig ei reicht werden, jedoch andererseits eine sichere Schmierung der Packung sichergestellt sein, so daß Stopfbuchsleckagen von weniger als 1 Liter pro Tag nicht überschritten werden. Auch hierbei darf ebenso wie hei der bereits erläuterten bekannten Stopfbuchspackung wegen der geforderten Reinheit des zu fördernden Mediums kein besonderes Schmiermittel für den Plunger verwendet werden. Vielmehr muß das Fördermedium selbst, das wegen seiner Reinheit nur eine sehr geringe Viskosität und damit praktisch keine Eigenschmierwirkung aufweist, als Schmier- und Kühlmittel dienen.It has now become apparent that the well-known stuffing box packing for sealing the plungers of piston pumps, which are used in nuclear reactors for pumping are used by radioactive liquids, has not proven itself. In the promotion of radioactive Liquids such as heavy water containing tritiated gland leakage of a few liters per hour considerably too high. On the one hand, the highest possible Dn-iiiheii aer Mopmufhspaekuiig ei must be sufficient on the other hand, a reliable lubrication of the packing must be ensured, so that gland leaks of less than 1 liter per day must not be exceeded. Here, too, may as well as hot the already explained known stuffing box packing because of the required purity of the medium to be conveyed no special lubricant can be used for the plunger. Rather, the pumped medium must itself, because of its purity only a very low viscosity and thus practically no self-lubricating effect has, serve as a lubricant and coolant.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Stopfbuchspackung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei hoher Dichtheit auch die notwendige Schmierung des Plungers sicherstellt.The invention is therefore based on the object of providing a stuffing box packing of the type mentioned at the beginning to create, which also ensures the necessary lubrication of the plunger with a high level of tightness.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Stopfbuchspackung für Pumpen der eingangs genannten Art, vorzugsweise für Plunger von Kolbenpumpen, die insbesondere zur Förderung radioaktiver Flüssigkeiten von Kernkraftwerken dienen. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht hierbei darin, daß die Weichpakkungsringe an sich bekannte, angenähert radiale Schlitze aufweisen und daß die aus einem mit Kunstharz verfestigten Textilgewebe bestehenden Zwischenringe aaf ihrem Innenumfang mit einer an sich bekannten, umlaufenden Nut versehen sind.The invention now relates to a stuffing box packing for pumps of the type mentioned above, preferably for plungers of piston pumps, in particular for pumping radioactive liquids used by nuclear power plants. The solution to the problem is that the soft packing rings have known, approximately radial slots and that solidified from a synthetic resin Textile fabric existing intermediate rings aaf their inner circumference with a known, circumferential Groove are provided.

Durch eine derartige Gestaltung der Stopfbuchspak· kung wird einerseits ein geringfügiger Durchtritt des Fördermediums zu der Gesamtoberfläche des Plunge« gewährleistet und damit eine unzulässig hohe Wärmeentwicklung mit Verbrennen der Packungselemente vermieden. Andererseits ist die dabei auftretende molekulare Schmierung besonders wesentlich bei den genannten zu fördernden Stoffen mit geringer Viskosität und ohne Eigenschmitrkraft.Such a design of the stuffing box packing enables, on the one hand, a slight passage of the Medium to the entire surface of the plunge «and thus an impermissibly high heat development avoided with burning the packing elements. On the other hand, the molecular one that occurs here Lubrication is particularly important in the case of the substances to be pumped with a low viscosity and without intrinsic force.

An Hand einer schematischen Zeichnung werden im folgenden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erfäutert. Dabei zeigtA schematic drawing is used to describe the structure and mode of operation of an exemplary embodiment explained in more detail according to the invention. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Plunger mit einer entrprechenden Stopfbuchspackung.1 shows a longitudinal section through a plunger with a corresponding stuffing box packing.

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Packung mit Weichpackungsringen und Zwischenringen, sowieF i g. 2 shows a section through part of the pack with soft packing rings and intermediate rings, as well as

F i g. Figure 3 is a side view of a soft pack ring.

Nach F i g. i pulsiert das zu schmierende Maschinenelement, beispielsweise der Plunger 1 einer Kolbenpumpe innerhalb der im Zylindergehäuse 2 gehaltenen Stopfbuchspackung 3. Das linke Ende des Plungers I ist über einen Kreuzkopf 4 mit dem Antriebs verbunden. Durch das rechte Plungerende 6 wird die zu fördernde Flüssigkeit über nicht näher dargestellte Ventile von unten nach oben durch das Pumpengehäuse 7 gefördert. According to FIG. i pulsates the machine element to be lubricated, For example, the plunger 1 of a piston pump within the one held in the cylinder housing 2 Stuffing box packing 3. The left end of the plunger I is connected to the drive via a cross head 4. Through the right end of the plunger 6, the liquid to be pumped is via valves (not shown in detail) from Funded down through the pump housing 7 upwards.

Die Stopfbuchspackung 3 besteht aus einzelnen Pakkungsnngen 8 der sogenannten Weichpackung, die aus einer mit Polytetrafluorethylen (Teflon) ummantelten Textil- oder Mineralfasergewebe besteht. Diese Weichpackungsringe liegen dicht an der Piungeroberfläche an und bieten somit eine hohe Gewähr für die Dichtheit der Packung. Zwischen diesen einzelnen Weichpackungsringen 8 sind jeweils Zwischenringe 9 angeordnet, die aus einem mit Kunstharz verfestigten Textilgewebe bestehen (Novotex). Diese Zwischenringe weisen zum Plunger ein geringes radiales Spiel von etwa 0,1 mm und auf der Innenseite eine umlaufende Nut 14 auf.The stuffing box packing 3 consists of individual packing lengths 8 of the so-called soft pack, which is made of a coated with polytetrafluoroethylene (Teflon) Textile or mineral fiber fabric is made. These soft packing rings lie close to the Piunger surface and thus offer a high level of guarantee for the tightness of the pack. Between these individual soft packing rings 8 intermediate rings 9 are arranged, which are solidified from a synthetic resin Textile fabrics are made (Novotex). These intermediate rings have a small radial play of about 0.1 mm and a circumferential groove 14 on the inside.

Um eine molekulare Schmierung des Plungers zu gc währicisten, sind nunmehr erfmdungsgemäß die Weichpackungsringe 8 — wie insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht — mit einem angenähert radialen Schlitz 15 versehen, so daß eine geringe Leckage des als Schmiermittel In order to achieve molecular lubrication of the plunger According to the invention, the soft packing rings are now guaranteed 8 - as in particular from FIG. 3 emerges - with an approximately radial slot 15 provided so that little leakage of the lubricant

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Schlitze 15 können dabei auch in beliebiger Richtung — wie schräg zum Radius oder gestuft — verlaufen, es muß sich nur ein axial durchströmbarer Spalt ergeben. Das Fördermittel, das durch diese Schlitze 15 hindurchtritt, füllt somit die Nuten 14 in den Zwischenringen 9 und bewirkt damit eine ständige Benetzung und Kühlung der Plungeroberfläche. Ein geringes Spiel der Zwischenringe 9 vom Plunger 1 ist erforderlich, damit keine Ablagerungen des relativ harten Zwischenringmaterials auf dem Plunger entstehen.Slots 15 can also be in any direction - run obliquely to the radius or stepped - there only needs to be one gap through which a flow can flow axially. The conveyor that passes through these slots 15 thus fills the grooves 14 in the intermediate rings 9 and thus causes constant wetting and cooling the plunger surface. A small amount of play of the intermediate rings 9 from the plunger 1 is required so that none The relatively hard intermediate ring material deposits on the plunger.

Die I ackungs- und Zwischenringe 8 und 9 werden an beiden Enden von den Gleitringen 10 und den letzteren umschließenden, meist aus Kunststoff gefertigten Ab-The I ackungs- and intermediate rings 8 and 9 are at both ends of the sliding rings 10 and the latter enclosing ab-

schiußringen Il im Zylindergehäuse sicher gehalten und von einer auf das freie Ende des Zylindergehäuses aufgeschraubten Spannhülse !2 zusammengepreßt und eventuell nachgestelltSchiußringen Il held securely in the cylinder housing and pressed together by a clamping sleeve! 2 screwed onto the free end of the cylinder housing and possibly adjusted

in F i g. 2 ist ein Ausschnitt aus der Dichtung mit einem Teil des Plungers f. den Weichpackungsringen 8 und den Zwischenringen 9 gezeigt. Dabei L. insbesondere im ersehen, daß die Weichpackungsnnge 8 dicht am Plunger anliegen, da sie eine hohe Gleitfähigkeit durch das verwendete Material aufweisen, während die Zwischenringe 9 mit einem geringen Spiel an den Ranken 13 der Nut 14 ium Plunger 1 hin ausgebildet sind.in Fig. 2 shows a section from the seal with part of the plunger for the soft packing rings 8 and the intermediate rings 9. L. especially in the fact that the soft packings 8 are in close contact with the plunger because they have a high sliding ability due to the material used, while the intermediate rings 9 are designed with little play on the tendrils 13 of the groove 14 around the plunger 1.

Da die Abstände der Zwischenringe 9 in axialer Richtung zwischen den Weichpackungsringen 8 relativ gering sind, wird wegen der mit Rüssigkeit gefüllten Nuten 14 ein Trockenlaufen des Plungers I innerhalb der Packung vermieden. Darüber hinaus sind aber 3uch die vorgesehenen Spiele und Spalte in den Packungsund Zwischenringen so gering, daß die Leckage auf einem M>nimum gehalten werden kana Somit kommt es auch nicht zu einer unzulässig hohen Wärmeentwicklung mit verbrennender Packung, sowie auch nicht zu einem dadurch verursachten Flüssigkeitsdurchbruch durch die Packung, sondern es wird stets eine ausreichende Kühlung des Plungers sowie eine hohe Dichtheit der Packung gegen etwa austretende Flüssigkeit gewährleistetSince the distances between the intermediate rings 9 in the axial direction between the soft packing rings 8 are relative are low, because of the grooves 14 filled with liquid, the plunger I will run dry within the pack avoided. In addition, however, the intended games and columns are also included in the pack Intermediate rings so small that the leakage can be kept to an M> nimum kana thus comes there is also no inadmissibly high heat generation with a burning pack, as well as not to a liquid breakthrough caused by it through the packing, but there is always sufficient cooling of the plunger and a high level of tightness the packing is guaranteed against any leaking liquid

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Stuffing box packing for pumps that are used for pumping high purity and / or poisonous liquids Serve ringer viscosity, with packing rings alternately a soft and a harder one Sealing material of which the harder rings have a radial play of less than 03 mm, preferably for plungers of piston pumps, in particular for pumping radioactive liquids serve by nuclear power plants, thereby characterized in that the soft packing rings (8) known, approximately radial slots (15) and that the intermediate rings consisting of a textile fabric reinforced with synthetic resin (9) are provided on their inner circumference with a per se known, circumferential groove (14).