Einrichtung zum Abdichten von durch eine Wandung hindurchgeführten, rotierenden Körpern mittels Dichtungsflüssigkeit. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abdichten von durch eine Wandung hindurchgeführten, rotierenden Körpern mit tels Dichtungsflüssigkeit, :deren Dichtungs- rauen zum Teil als Sammelraum, zum Teil als ein den Körper umgebender, steigrohrähn- licher Raum ausgebildet ist, insbesondere für Pumpenwellen.
Bekannte Einrichtungen dieser Art haben ,einen als Sammelraum dienenden rotierenden Behälter, der auf .der Innenseite mit Flügedn versehen ist, damit der Dichtungsflüssigkeit, wie zum Beispiel .Quecksilber, :die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie der Wandung des Behälters erteilt wird. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass sich im Behälter ,eine freie Oberfläche des Quecksilbers einstellt in der Form eines Paraboloids, so dass durch die starke Senkung :der Oberfläche in der Mitte die Abdichtung leicht unwirksam werden und ein Durchtritt von Steigrohr in den Sammel raum stattfinden kann.
Ausserdem ist ,eine Vermischung der Dichtungs.flüssigk:eit mit der Förderflüssigkeit bei Berührung dersel ben viel eher möglich, wenn die Dichtungs flüssigkeit rotiert, als wenn sie ruht.
Zur Behebung dieser Nachteile wird ge mäss der Erfindung vorgeschlagen, im Sam melraum mit einem feststehenden Teil der Einrichtung verbundene, ein Rotieren. der Dichtungsflüssigkeit im Sammelraum ver hindernde Schikanen vorzusehen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes sche matisch :dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Einrichtung für eine Pumpe mit vertikaler Welle, bei welcher .der Sammelraum als ein mit .der Welle umlaufen- :der Behälter ausgebildet ist.
Fig. 2 zeigt eine Einzelheit aus F'ig. 1. F'ig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausifüh- rung des Sammelraumes nach Fig. 1, der ausserdem vom Saugraum der Pumpe durch einen Spalt ab:geschdüssen, hingegen mit dem Saugbehälter der Förderflüssigkeit durch eine weite Leitung verbunden ist.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der Sammelraum als feststehender Behälter mit der Wandung, ein Schleuder rad hingegen mit der Welle dichtend ver bunden ist, das die Dichtungsflüssigkeit im Sammelraum unter Druck setzt.
Fis. 6 und 7 zeigen die Anordnung der Schaufelung des Schleuderrades.
Die Pumpe 1 in Fig. 1 mit dem Laufrad 2 auf der Welle 3, die mittelst der Kupp lung 4 mit irgendeiner Kraftmaschine ge kuppelt ist, entnimmt die Förderflüssigkeit, zum Beispiel eine leicht verdampfende Flüssigkeit oder eine Säure, einem nicht ge zeichneten Behälter über das Saugrohr 5 und drückt sie durch den Druckstutzen 6 über die Druckleitung 7 dem V erwend:ungs.- oder Speicherort zu.
Die Welle 3, die durch die Wandung 8 .des Saugraumes 9 bezw. des Ge häuses der Pumpe 1 hindurchgeführt ist:, wird mittels einer oder mehreren Abdicli- tungsflüs.sigkeiten abgedichtet.
Dazu ist ausser einem einen Teil des Dichtungsraumes bildenden Sammelraum 10 für die Dichtungs flüssigkeit 11 - der als ein mit der Welle umlaufender becherförmiger Behälter 12 aus gebildet und am obern Ende 13 schalen- förmig erweitert ist, - ein weiterer mit dem Sammelraum 10 kommunizierender, spalt förmiger Raum 15 zwischen der @\Tell,e 3 und dem diese umgebenden, als Rohr ausgebilde - ten Gehäuse 16 vorgesehen.
In den Sammel- raum 10 ragt der mit der Wandung 8 ver bundene Einsatz 17 mindestens bis unter halb des niedrigsten Standes der Dichtungs- flüssigL-eit 11 im Behälter 12 hinein, er ist im Bereich der Dichtungsflüssigkeit 11 mit einem Flansch 18 versehen, der bis auf einen Spalt 19 an die Innenwandung des umlaufen den Behälters 12 heranreicht. Der Flansch 18 ist mit einer oder mehreren Drosselbohrungen 20 versehen. Der Raum 21 am offenen Ende des Behälters 12 steht mittelst der Bohrung 22 mit dem Saugraum 9 in Verbindung.
Auch der spaltförmige Raum 15 ist an seinem dem Sammelraum 10 gegenüberliegenden Ende zu einem Behälter 23 schalenförmig er weitert, der mittelst eines Deckels 24 mit einer Druckausgleichsöffnung 25 geschlossen ist. Der Einsatz 17 ist. mit Rippen 26 ; (Fis. 2) versehen, welche die Rotation der Dichtungsflüssigkeit <B>11</B> im Behälter 12 ver- hindern.
Der Stand der Dichtungsflüssigkeit 11 im Sammelraum 10 und im Raum 15 ist für einen Bctriebszustand der Pumpe 1 gezeich net, bei welelieni das Fördermittel unter einem Zufulrrdruck zugeführt wird., so dass die Dich tungsfliissigkeit 11 bis zum Flüssig keitsspiegel 27 im Behälter 23 angestiegen ist. Die Art der Dichtungsflüssigkeit <B>11</B> hängt ab von den Drücken im Saugraum und von der Art der Förderflüssigkeit. Bei ge ringen Drücken kann es<B>01</B> oder Wasser Nein.
Bei hohen Zufulirdrücken, zum Beispiel 10 n i, W. S., wird eine schwere Flüssigkeit, wie Tetrachlorid oder Quecksilber, verwendet.
Die Oberfläche 28 der Dichtungsflüssigkeit 11 im Sammelraum 10 wird durch eine wei tere Dichtungsflüssigkeit 29, als Sperr flüssigkeit wirkend, vor dem Einwirken einer zum Beispiel angreifenden Förderflüssigkeit oder bei heissen Förderflüssigkeiten vor Ver dampfung geseliiitzt. Auch im Behälter 22 ist.
die Oberfläche 27 der Dichtungsflüssigkeit <B>11</B> durch eine Dichtungs- bezw. Sperrflüssig keit 30 geschützt. Dies ist zum Beispiel der Fall bei. Quecksilber als Dichtungsflüssigkeit, wenn dieses, durch die Förderflüssigkeit er wärmt, vor Verdampfung geschützt werden soll.
Bei Stillstand der Pumpe 1 bezw. bei Wegfall des Zulaufdruckes fliesst die im Be hälter 23 und im Raum 15 vorhandene Dich tungsflüssigkeit 11 zum Sammelraum 10 ab zusammen mit der Sperrflüssigkeit 30. Der Inhalt des Sammelraumes 10 ist so gross, dass die gesamten Dichtungs- und eventuellen Sperrflüssigkeiten darin aufgenommen wer den können. Die Breite des spaltförmigen Raumes 15 bildet einen Bruchteil der Diffe renz d zwischen Aussen- und Innenradius des von der Dichtungsflüssigkeit 11 im Sammel- raum 10 eingenommenen Raumes.
Bei plötz lichen Druckschwankungen im Saugraum 9 verhindern der Spalt 19 allein, die Drossel- boh.rungen 20 allein oder beide gemeinsam ein starkes Pendeln der Abdichtungsflüssig- keit 11 in den Sammelräumen 10 und 23, bezw. im Raum 15, gleichgültig ob nun der Druck im Saugraum 9 plötzlich zu- oder ab nimmt.
Im letzteren Fall bei Unterdruck, um einen Verlust und ein Austreten an Dich tungsflüssigkeit aus :dem Sammelraum 10 zu verhindern, bewirkt die schalenförmige Er- w citerunb 13 des Behälters 12, dass auch bei plötzlichem Druckabfall im Saugraum 9 der Anstieg der Dichtungsflüssigkeit 11 ,sofort verlangsamt wird.
In Fing. 3 und 4 ist der Einsatz 31 mit einer grossen Zahl von Rippen 32 versehen, die auf ihrer ganzen Länge biss auf einen kleinen Spalt an die innere Wandung des becherförmigen Behälters 12 heranreichen und wobei die engen Nuten 33 mit geringem Inhalt zwischen diesen Rippen 32 den Sam- melraum für die Abdichtungsflüssigkeit 11 bilden. Dadurch wird der Bedarf an Dich tungsflüssigkeit, zum Beispiel bei Queck silber, weitgehend herabgesetzt.
Insbesondere bei Unterdruck im Saugraum 9 ist :dies eben falls von Vorteil. Ausserdem wird nicht nur eine Rotation der Abdichtungsflüssigkeit ver mieden, sondern auch die Möglichkeit des Auftretens von schädlichen Strömungen in der Dichtungsflüssigkeit 11 weitgehend ver- ringert.
Der Raum 2,1 ist mit dem Saugraum 9 nur durch einen Spalt 34 verbunden, während eine Verbindungsleitung 35 .den Raum 21 mit dem Saugbehälter der Förderflüssigkeit verbindet. Dies hat den Vorteil, dass, wenn der Druck im Saugraum stark schwankt, diese Druckschwankungen sich nicht auf den Raum 21 und auf den Stand der Abdich- tungsflüssigkeit 11 auswirken, da infolge des genügenden Querschnittees der Verbindungs leitung 36 im Raum 21 :
stets der im Saug behälter herrschende Druck vorhanden ist. Dies bewirkt, dass es zu keinerlei Pendeluri gen der die Welle 3 abdichtenden Flüssig- keitssäule kommen kann.
In F'ig. 5 ist der Sammelraum 36 als fest stehender Behälter 37 mit der Wandung 8, ,das nicht durchbrochene, glockenförmig aus gebildete Schleuderrad 38 dichtend mit der Welle 3 verbunden. Das Schleuderrad 38 setzt die Dichtungsflüssigkeit 11 im Raum 36 unter Druck. Dazu ist das Schleuderrad 38 mit einem am freien Ende von der Welle abstehenden Flansch 39 versehen, der Schau feln 40 hat, während ausserdem an der Wan dung 8 Leitschaufeln 41 vorgesehen sind.
Um ein Auslaufen der Dichtungsflüssigkeit aus dem Sammelraum 36 zu verhindern, ist eine innerhalb des Glockenaufsatzes 38 an- ,geordnete, am Boden des Behälters 37 be- festigte Büchse 42 vorgesehen. Der obere Teil des Raumes 15 liegt zwischen Welle 3 und Gehäuse 43, der untere Teil zwischen dem Glockenau±satz des Schleuderrades 38 und dem Gehäuse 43.
Wie in Fig. 1 ist auch hier .am ahern Ende ,des Raumes 15 ein scha lenförmig erweiterter Behälter 23 vor gesehen. Der Druck im Saugraum 9 kann so wohl unter als über der Atmosphäre liegen. Die Fig. 6 zeigt eine für beide Drehrichtun gen geeignete Ausbildungsform. der Lauf schaufeln 40, die Fig. 7 die der Leitschau feln 41.
Die Wirkungsweise der Abdichtung be steht im folgenden: Bei Druckgleichheit über der Dichtungsflüssigkeit 11 im Sammelraum 10, 33 bezw. 36 und im ;spaltförmigen Raum 15 .steht die Oberfläche des Dichtungsmittels 11 infolge der kommunizierenden Verbin dung in den beiden Räumen gleich hoch.
Da durch, dass der Einsatz 17, 31 bezw. das glockenförmig ausgebildete Schleuderrad 38 am untern Ende von der Dichtungsflüssigkeit umgeben ist, ist im Stillstand eine vollstän dige Abdichtung erzielt.
Beim Auftreten eines Überdruckes im Saugraum 9 im Betrieb sinkt der Flüssigkeitsstand im Sammelraum 10, 33 bezw. 36, während die Dichtungs,- flüssigkeit im Raum 15 ansteigt. Bei Unter druck im Saugraum 9 hingegen steigt die Dichtungsflüssigkeit im Sammelraum 10, 3,3 bezw. 36 und sie .sinkt im Raum 15 unter der Wirkung des den Unterdruck im Saug raum 9 übersteigenden Druckes der Um gebung.
Da aber auch beim niedrigsten im Betrieb vorkommenden Flüssigkeitsstand im Sammelraum 10, 33 oder 36 bezw. im Raum 15 der Einsatz 17, 31 bezw. das Sehleuder- ra.d 38 noch in die Dichtungsflüssigkeit ein taucht, ist auch im Betrieb ein absolutes Dichthalten gewährleistet.
Device for sealing rotating bodies guided through a wall by means of sealing liquid. The invention relates to a device for sealing rotating bodies guided through a wall with means of sealing liquid, whose sealing roughness is partly designed as a collecting space, partly as a rising pipe-like space surrounding the body, in particular for pump shafts.
Known devices of this type have a rotating container serving as a collecting space, which is provided with wings on the inside, so that the sealing liquid, such as, for example, mercury, is given the same peripheral speed as the wall of the container. This results in the disadvantage that a free surface of the mercury is created in the container in the form of a paraboloid, so that due to the strong depression: the surface in the middle, the seal becomes slightly ineffective and the riser pipe can pass into the collecting space can.
In addition, mixing of the sealing fluid with the delivery fluid is much more likely when the fluid is in contact when the sealing fluid is rotating than when it is at rest.
To remedy these disadvantages, it is proposed according to the invention, a rotation connected in the Sam melraum with a fixed part of the device. the sealing liquid in the collecting chamber ver preventing baffles.
In the drawing, execution examples of the subject invention are cally: shown.
Fig. 1 shows a device for a pump with a vertical shaft, in which .the collecting space is designed as a container that rotates with the shaft.
FIG. 2 shows a detail from FIG. 1. Fig. 3 and 4 show a further embodiment of the collecting space according to FIG. 1, which is also connected to the suction chamber of the pump through a gap, but is connected to the suction container of the conveyed liquid through a wide line.
Fig. 5 shows an embodiment in which the collecting space as a fixed container with the wall, a centrifugal wheel, however, is sealingly connected to the shaft, which puts the sealing liquid in the collecting space under pressure.
F sharp. 6 and 7 show the arrangement of the blades of the centrifugal wheel.
The pump 1 in Fig. 1 with the impeller 2 on the shaft 3, which by means of the hitch 4 is coupled with any engine ge, takes the pumped liquid, for example a slightly evaporating liquid or an acid, a non-ge recorded container on the Suction pipe 5 and presses it through the pressure port 6 via the pressure line 7 to the V erwend: ungs.- or storage location.
The shaft 3, which through the wall 8 .des suction chamber 9 respectively. of the housing of the pump 1 is passed through: is sealed by means of one or more sealing fluids.
For this purpose, apart from a collecting space 10 for the sealing liquid 11, which forms part of the sealing space - which is formed as a cup-shaped container 12 running around the shaft and is widened in the shape of a bowl at the upper end 13 - another gap communicating with the collecting space 10 Shaped space 15 between the @ \ Tell, e 3 and the surrounding, designed as a tube housing 16 is provided.
The insert 17 connected to the wall 8 protrudes into the collecting space 10 at least to below half the lowest level of the sealing liquid line 11 in the container 12; in the area of the sealing liquid 11 it is provided with a flange 18 which extends up to to a gap 19 on the inner wall of the circumferential container 12 reaches. The flange 18 is provided with one or more throttle bores 20. The space 21 at the open end of the container 12 is connected to the suction space 9 by means of the bore 22.
The gap-shaped space 15 is also shell-shaped at its end opposite the collecting space 10 to form a container 23 which is closed by means of a cover 24 with a pressure equalization opening 25. The stake 17 is. with ribs 26; (Fis. 2), which prevent the rotation of the sealing liquid <B> 11 </B> in the container 12.
The level of the sealing liquid 11 in the collecting space 10 and in the space 15 is drawn for an operating state of the pump 1, in which case the conveying medium is supplied under a supply pressure, so that the sealing liquid 11 has risen to the liquid level 27 in the container 23. The type of sealing liquid <B> 11 </B> depends on the pressures in the suction chamber and on the type of liquid being conveyed. At low pressure it can be <B> 01 </B> or water No.
At high feed pressures, for example 10 ni, W.S., a heavy liquid such as tetrachloride or mercury is used.
The surface 28 of the sealing liquid 11 in the collecting space 10 is seated by a further sealing liquid 29, acting as a barrier liquid, before the action of, for example, an attacking delivery liquid or, in the case of hot delivery liquids, before evaporation. Also in container 22 is.
the surface 27 of the sealing liquid <B> 11 </B> by a sealing respectively. Barrier liquid 30 protected. This is the case with, for example. Mercury as a sealing liquid when it is heated by the pumped liquid and needs to be protected from evaporation.
When the pump 1 and 1 standstill. When the inlet pressure ceases to exist, the sealing liquid 11 in the loading container 23 and in space 15 flows to the collecting space 10 together with the sealing liquid 30. The content of the collecting space 10 is so large that all of the sealing and any sealing liquids can be accommodated in it . The width of the gap-shaped space 15 forms a fraction of the difference d between the outer and inner radius of the space occupied by the sealing liquid 11 in the collecting space 10.
In the event of sudden pressure fluctuations in the suction chamber 9, the gap 19 alone, the throttle stanchions 20 alone or both together prevent the sealing liquid 11 from oscillating strongly in the collecting chambers 10 and 23, respectively. in space 15, regardless of whether the pressure in suction space 9 suddenly increases or decreases.
In the latter case, at negative pressure, in order to prevent a loss and leakage of sealing fluid from: the collecting space 10, the bowl-shaped extension 13 of the container 12 causes the sealing fluid 11 to rise immediately even if there is a sudden pressure drop in the suction space 9 is slowed down.
In fing. 3 and 4, the insert 31 is provided with a large number of ribs 32, which extend over their entire length to a small gap on the inner wall of the cup-shaped container 12 and the narrow grooves 33 with little content between these ribs 32 the Sam - Form melraum for the sealing liquid 11. This largely reduces the need for sealing liquid, for example in the case of mercury.
In particular when there is a negative pressure in the suction chamber 9: this is also an advantage. In addition, not only is rotation of the sealing liquid avoided, but the possibility of damaging currents occurring in the sealing liquid 11 is also largely reduced.
The space 2.1 is connected to the suction space 9 only through a gap 34, while a connecting line 35 connects the space 21 with the suction container of the conveyed liquid. This has the advantage that, if the pressure in the suction chamber fluctuates significantly, these pressure fluctuations do not affect the chamber 21 and the level of the sealing liquid 11, since due to the sufficient cross-section of the connecting line 36 in the chamber 21:
the pressure prevailing in the suction container is always present. This has the effect that there can be no pendulum curvature of the liquid column sealing the shaft 3.
In Fig. 5, the collecting space 36 is a stationary container 37 with the wall 8, the non-perforated, bell-shaped centrifugal wheel 38 is sealingly connected to the shaft 3. The centrifugal wheel 38 places the sealing liquid 11 in the space 36 under pressure. For this purpose, the centrifugal wheel 38 is provided with a flange 39 protruding from the shaft at the free end, the show fins 40, while 8 guide vanes 41 are also provided on the wall.
In order to prevent the sealing liquid from leaking out of the collecting space 36, a sleeve 42 which is arranged inside the bell attachment 38 and fastened to the bottom of the container 37 is provided. The upper part of the space 15 lies between the shaft 3 and the housing 43, the lower part between the bell assembly of the centrifugal wheel 38 and the housing 43.
As in Fig. 1 is here .am ahern end, the space 15 is a shell-shaped expanded container 23 is seen before. The pressure in the suction chamber 9 can be below than above the atmosphere. Fig. 6 shows a suitable embodiment for both Drehrichtun conditions. the barrel blades 40, FIG. 7 that of the guide blades 41.
The way in which the seal works is as follows: When the pressure is equal over the sealing liquid 11 in the collecting space 10, 33 respectively. 36 and in the gap-shaped space 15, the surface of the sealing means 11 is the same height as a result of the communicating connection in the two spaces.
Because the insert 17, 31 respectively. the bell-shaped centrifugal wheel 38 is surrounded at the lower end by the sealing liquid, a complete seal is achieved at a standstill.
When an overpressure occurs in the suction chamber 9 during operation, the liquid level in the collecting chamber 10, 33 or. 36, while the sealing liquid in space 15 increases. In contrast, when there is negative pressure in the suction chamber 9, the sealing liquid in the collecting chamber 10, 3.3 or 36 and it .sinks in space 15 under the effect of the negative pressure in the suction space 9 exceeding pressure of the environment.
But since even with the lowest liquid level occurring in operation in the collecting space 10, 33 or 36 respectively. in room 15 the insert 17, 31 respectively. the Sehleuder- ra.d 38 is still immersed in the sealing liquid, an absolute tightness is guaranteed even during operation.