DE476966C

DE476966C - Centrifugal pump without a stuffing box made of ceramic building material

Info

Publication number: DE476966C
Application number: DED52683D
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Mueller; Adam Nuss
Original assignee: CHEMISCHE IND; STEINZEUGWARENFABRIK fur CANA
Current assignee: CHEMISCHE IND; STEINZEUGWARENFABRIK fur CANA
Priority date: 1927-04-05
Filing date: 1927-04-05
Publication date: 1929-05-28

Description

Stopfbüchsenlose Kreiselpumpe aus keramischem Baustoff Die Förderung saurer und anderer metallzerstörender Flüssigkeiten mittels Kreiselpumpen aus keramischem Baustoff ist seit langen Jahren bekannt.Centrifugal pump without stuffing box made of ceramic building material The promotion acidic and other metal-destroying liquids by means of centrifugal pumps made of ceramic Building material has been known for many years.

Eine besondere Schwierigkeit im Betrieb dieser Pumpen bildet die Dichtung zwischen Flügelrad und Gehäuse, weil das für Wasser und andere neutrale Flüssigkeiten übliche Packungsmaterial in der Stopfbüchse wegen der Zerstörung durch chemische Einflüsse unverwendbar ist, aber- auch Weichpackungen aus chemisch beständigem Material, z. B. Asbest, Zermürbung oder Verhärtung zeigen. Die Folge ist ein starkes Lecken der Stopfbüchse, so daß je nach der Natur der Flüssigkeit und der sich aus ihr entwickelnden Dämpfe die an der Pumpe und in ihrer Nähe befindlichen Metallteile zerstört und auch die in der Nähe tätigen Menschen gefährdet werden können.A particular difficulty in the operation of these pumps is the seal between the impeller and the housing, because that is for water and other neutral liquids Usual packing material in the stuffing box because of chemical destruction Influences cannot be used, but also soft packs made of chemically resistant material, z. B. show asbestos, attrition or induration. The result is severe licking the stuffing box, so that depending on the nature of the liquid and that developing from it Vapors destroy the metal parts on the pump and in its vicinity people working in the vicinity can also be endangered.

Besonders bei großen Förderhöhen kann der Betrieb nur durch häufiges Neuverpacken der Pumpe aufrechterhalten werden.Operation can only be achieved by frequent, particularly with high delivery heights Repackage the pump is maintained.

Allerdings ist es durch Anordnung von Schleuderrippen auf der Rückseite des Flügelrades oder durch besondere Hilfsförderräder bekanntlich gelungen, bei arbeitender Pumpe die Flüssigkeit von der Stoffbüchse fernzuhalten; ferner durch Entlastungsscheiben oder durch mittels Zentrifugalregulator betätigte Ventilteller u. a. m. die Abdichtung beim Stillsetzender Pumpe zu erreichen. Letztere Vorrichtungen, bei welchen sich die abdichtenden Flächen unter Druck aufeinander bewegen, können wohl bei metallenen Pumpen Anwendung finden, sie versagen aber vollständig bei keramischem Baustoff.However, it is due to the arrangement of centrifugal ribs on the back of the impeller or by special auxiliary conveyor wheels known to have succeeded in to keep the fluid away from the canister while the pump is working; further through Relief discs or by means of a centrifugal regulator operated valve disc i.a. m. to achieve the seal when the pump is stopped. The latter devices, in which the sealing surfaces move against each other under pressure may be used with metal pumps, but they fail completely with ceramic pumps Building material.

Man hat deshalb bis jetzt bei Pumpen aus keramischem Baustoff die Stopfbüchse beibehalten und die mechanische Zerstörung der Stopfbüchspackung dadurch zu vermindern gesucht, daß während des Arbeitens der Pumpe die Flügelwelle nicht mehr an der Packung reibt, sondern erst beim Stillsetzen wieder mit ihr in Berührung kommt. Trotzdem ist eine chemische Zermürbung und mechanischer Verschleiß des Packungsmaterials unvermeidlich geblieben und das Lecken der Stopfbüchse nicht in ausreichendem Maße beseitigt worden.So up to now, pumps made of ceramic building material have been used Maintain the stuffing box and thereby the mechanical destruction of the stuffing box packing sought to reduce that while the pump is working, the vane shaft does not rubs more against the pack, but only comes into contact with it again when it is stopped comes. Nevertheless, there is chemical attrition and mechanical wear and tear on the packing material remained inevitable and leakage of the stuffing box not sufficient been eliminated.

Erst die vorliegende Erfindung ermöglicht die vollständige Behebung des geschilderten Übelstandes.Only the present invention enables complete elimination of the described situation.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die beim Stillstand der Pumpe die Abdichtung zwischen Rad und Gehäuse in bekannter Weise bewirkenden teils feststehenden, teils mit dem Rad sich bewegende Paare aufeinanderpassenden Dichtungsflächen aus keramischem oder anderem säurefesten Baustoff unmittelbar bei Inbetriebsetzung der Pumpe, ohne aufeinanderzureiben, zwangläufig und unabhängig vom Flüssigkeitsdruck auseinanderbewegt und während des Stillsetzens bis zur Berührung beim Stillstand wieder einander genähert werden. Weil diese Flächen nicht aufeinanderreiben, erleiden sie keinen Verschleiß, und nur dadurch ist die Anwendung des in chemischer Beziehung unverwüstlichen keramischen Materials für diesen Sonderzweck möglich geworden.It is characterized in that when the pump is at a standstill the sealing between the wheel and the housing in a known manner is partly fixed, partly with the wheel moving pairs of mating sealing surfaces ceramic or other acid-resistant building material directly during commissioning of the pump, without rubbing against each other, inevitably and independently of the fluid pressure moved apart and during stopping until touched at standstill be brought closer to each other again. Because these surfaces do not rub against each other, they suffer they do not wear out, and only thereby is the application of the chemical relationship indestructible ceramic material has become possible for this special purpose.

Um die oben geschilderte Wirkung zu erreichen, können verschiedene Einrichtungen angewandt werden; die sie betätigenden Kräfte können mannigfacher Art sein, beispielsweise Bewegungswiderstände infolge Trägheit der zu bewegenden festen und flüssigen Massen, Elektromagnete, hydraulische öder pneumatische Kräfte, Gewichte u. a. m. in Verbindung mit der Antriebsvorrichtung der Pumpe. Trotz verschiedenster Ausführung sind sie aber dem oben bezeichnetem Grundgedanken der Erfindung untergeordnet.In order to achieve the effect described above, various Facilities are applied; the forces operating them can be manifold Kind, for example, resistance to movement due to the inertia of the moving solid and liquid masses, electromagnets, hydraulic or pneumatic forces, Weights, etc. m. in connection with the drive device of the pump. Despite the most diverse Execution, however, they are subordinate to the above-mentioned basic idea of the invention.

In den beiliegenden Abb. z, 3 und q. sind zwei derartige Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.In the accompanying fig. Z, 3 and q. are two such embodiments for example shown.

Abb. i, ein Längsschnitt durch das Pumpengehäuse und das in bekannter Weise auf der Rückseite mit Schleuderrippen versehene Laufrad, veranschaulicht eine Ausführungsform mit beispielsweise 3 Paar Dichtungsflächen aa, bb und cc zwischen Rad und Gehäuse. Am Gehäuse befindet sich in be# kannter Weise ein Sammelraum e, um etwa bei der Inbetriebsetzung austretende kleine Flüssigkeitsmengen aufzunehmen, von wo sie gegebenenfalls wieder in das Pumpengehäuse zurück-gelangen können.Fig. I, a longitudinal section through the pump housing and the known in Way, an impeller with centrifugal ribs on the back illustrates one Embodiment with, for example, 3 pairs of sealing surfaces aa, bb and cc between Wheel and housing. In the known way, there is a collecting space e on the housing, in order to absorb small amounts of liquid escaping during commissioning, from where they can get back into the pump housing if necessary.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hinge-,viesen, daß die oben erwähnten Dichtungsflächen auch auswechselbar angeordnet werden können und daß bei der Wahl und Gestaltung des Werkstoffes auf die Möglichkeit eines dichten Zusammenpassens und einer etwa erforderlichen Nachbearbeitung Bedacht zu nehmen ist; ferner, daß es zweckmäßig sein kann, zum Schutze vor schädlichen Einwirkungen etwa in der Förderflüssigkeit enthaltener fester Teile in bekannter Weise eine säurefeste Paste zwischen die Dichtungsflächen zu bringen.For the sake of completeness it should be pointed out that the above mentioned sealing surfaces can also be arranged interchangeably and that at the choice and design of the material on the possibility of a tight fit and any necessary post-processing must be taken into account; also that it can be useful to protect against harmful effects, for example in the delivery liquid contained solid parts in a known manner an acid-resistant paste between the sealing surfaces bring to.

Abb.2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Auseinander- und Zusammenbewegen der Dichtungsflächen. Abb. 2 stellt einen Längsschnitt durch das hintere Lager f der doppelt gelagerten Flügelradwelle g dar. Es sei direkter Antrieb durch einen Elektromotor mittels der Kupplungshälften h, und lag angenommen. Die Kupplungshälfte h2 ist fest mit der Hülse i verbunden, die sich in dem Lager drehen, aber in axialer Richtung nicht verschieben kann. In der Hülse i ist die Flügelradwelle g leicht drehbar gelagert. An ihrem hinteren Ende ist sie mit einem Gewinde k versehen, welches mit dem in der Hülse i befindlichen Muttergewinde in Eingriff steht. Es muß' also, wenn eine Verdrehung der Hülse i und der Welle g gegeneinander stattfindet, je nach der Drehungsrichtung eine Axialverschiebung der Welle g in der Hülse i nach rechts oder links stattfinden. Wird also die Hülse i mittels der Kupplung h, und h2 vom Motor aus in Drehung versetzt, die Flügelradwelle g aber an der Drehung gehindert, so muß entspechend dem Maß der gegenseitigen Verdrehung eine Axialverschiebung der Welle stattfinden. Einen solchen Bewegungswiderstand bildet bei der Inbetriebsetzung der Pumpe die Trägheit der Masse des Flügelrades und der im Pumpengehäuse befindlichen Flüssigkeit.Fig. 2 and 3 show an embodiment of the device for moving the sealing surfaces apart and together. Fig. 2 shows a longitudinal section through the rear bearing f of the double-bearing impeller shaft g. It is assumed that there is direct drive by an electric motor by means of the coupling halves h, and it is assumed to be. The coupling half h2 is firmly connected to the sleeve i, which can rotate in the bearing but cannot move in the axial direction. In the sleeve i, the impeller shaft g is easily rotatably mounted. At its rear end it is provided with a thread k which engages with the nut thread located in the sleeve i. If the sleeve i and the shaft g are rotated relative to one another, there must be an axial displacement of the shaft g in the sleeve i to the right or left, depending on the direction of rotation. If the sleeve i is set in rotation by means of the coupling h and h2 from the motor, but the impeller shaft g is prevented from rotating, an axial displacement of the shaft must take place according to the degree of mutual rotation. When the pump is started up, the inertia of the mass of the impeller and the liquid in the pump housing forms such a resistance to movement.

Die gegenseitige Verdrehung von g und i bzw. die axiale Verschiebung wird aber dadurch begrenzt, daß sich auf der Welle g ein Nocken l befindet, der in einer Aussparung ifa der Hülse i sich bewegen kann. Durch bestimmte Vorspannung einer Torsionsfeder v, welche an ihrem äußeren Ende mit der Hülse i, an ihrem inneren Ende mit der Welle g durch auf letzterer festsitzende Hülse p verbunden ist, kann der Nocken l in der Aussparung m so eingestellt werden, daß erst nach einer bestimmten Relativbewegung zwischen g und i eine Übertragung der Antriebskraft des Motors auf die Flügelradwelle stattfindet. Dieser Zustand ist in Abb.3 Schnitt p-q dargestellt. Ehe das Flügelrad in Bewegung kommt, erfährt also die Flügelradwelle einen Axialschub, wodurch die Dichtungsflächenpaare zwischen Rad und Gehäuse, welche bei der Anfangsstellung des Nockens l noch dicht aneinanderliegen, voneinander entfernt werden. Da es sich ja nur darum handelt, die Berührung der Dichtungsflächen aufzuheben und gegenseitige Reibung zu verhindern, genügt schon eine Verschiebung von ganz geringem Ausmaß (etwa i mm). Umgekehrt wird bei Stillsetzen der Pumpe, wenn die Antriebskraft des Motors zu wirken aufhört, die Hülse i also zum Stillstand kommt, unter Wirkung der Federn die Flügelradwelle g wieder zurückgeschoben, bis durch Berührung der Dichtungsflächen zwischen Rad und Gehäuse, der Anfangszustand wieder eingetreten ist.The mutual rotation of g and i or the axial displacement but is limited by the fact that there is a cam l on the shaft g, the can move in a recess ifa of the sleeve i. By certain preload a torsion spring v, which at its outer end with the sleeve i, at its inner The end is connected to the shaft g by the sleeve p fitted tightly on the latter the cam l can be set in the recess m so that only after a certain Relative movement between g and i a transmission of the driving force of the motor the impeller shaft takes place. This state is shown in Fig. 3 section p-q. Before the impeller starts moving, the impeller shaft experiences an axial thrust, whereby the sealing surface pairs between wheel and housing, which in the initial position of the cam l still lie close to one another, be removed from one another. Since it is yes, it is only a matter of removing the contact between the sealing surfaces and mutual To prevent friction, a shift of a very small amount is sufficient (e.g. i mm). The reverse occurs when the pump is stopped when the driving force of the motor ceases to act, so the sleeve i comes to a standstill, under the action of the springs the impeller shaft g is pushed back until it touches the sealing surfaces between the wheel and the housing, the initial state has occurred again.

Die oben bezeichnete Einrichtung kann auch bei einer beliebigen anderen Antriebsart, z. B. durch Riemen, Verwendung finden.The above-mentioned device can also be used in any other Type of drive, e.g. B. by belt, use.

Abb. q. zeigt beispielsweise eine Ausführungsform, bei welcher das Auseinander-und Zusammenbewegen der Dichtungsflächen durch zwei zwischen den beiden Wellenlagern angeordnete Elektromagnete y und s bewirkt wird, die im Augenblick der Ein- und Ausschaltung des Antriebsmotors für die Pumpe außer bzw. in Tätigkeit gesetzt werden. Dies geschieht mittels des Schalters t, der beim Einschalten des Antriebsmotors gleichzeitig den Elektromagnetn r stromlos macht und den vorher stromlosen Elektromagneten s in den Stromkreis einschaltet. Beim Ausschalten des Motors, also Stillsetzen der Pumpe, wird der Magnets wieder stromlos und der Magnet r vom Strom durchflossen. Abb. q. zeigt den Zustand nach Ausschalten des Motors. Während bei Inbetriebsetzung der Pumpe die Welle -tt durch Annäherung der auf ihr befestigten Scheibe v an den Magneten s nach links geschoben und dadurch die Dichtungsflächen auseinanderbewegtwurden, wird beim Stillsetzen der Pumpe durch Annäherung der Scheibe w an den Magneten r eine axiale Bewegung der Welle 2t nach rechts bewirkt und die Berührung der D_ ichtungsflächen wiederhergestellt. Die Dichtungsflächen können während des Stillstandes der Pumpe durch den Magneten y unter einem bestimmten Druck zusammengepreßt bleiben.Fig.q. shows, for example, an embodiment in which the moving apart and together of the sealing surfaces is effected by two electromagnets y and s arranged between the two shaft bearings, which are deactivated or activated when the drive motor for the pump is switched on and off. This is done by means of the switch t, which at the same time de-energizes the electromagnet r when the drive motor is switched on and switches the previously de-energized electromagnet s into the circuit. When the motor is switched off, i.e. the pump is stopped, the magnet is de-energized again and current flows through magnet r. Fig.q. shows the status after switching off the engine. While when the pump was started up, the shaft -tt was pushed to the left by moving the disk v attached to it to the magnet s, thereby moving the sealing surfaces apart, when the pump was stopped, when the disk w approached the magnet r, the shaft 2t moved axially caused to the right and the contact of the sealing surfaces is restored. The sealing surfaces can remain pressed together by the magnet y under a certain pressure while the pump is at a standstill.

Von der Beschreibung weiterer Ausführungsformen, die, wie oben hervorgehoben, unter Wahrung des Grundgedankens der Erfindung auch durch andere Kräfte betätigt werden können, sei Abstand genommen.From the description of further embodiments which, as highlighted above, while maintaining the basic idea of the invention operated by other forces can be refrained from.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, bedeutet die Erfindung einen wichtigen technischen Fortschritt. Sie gibt die Möglichkeit, Kreiselpumpen aus keramischem Baustoff ohne die eingangs erwähnten Nachteile der Stopfbüchse zu verwenden, vermeidet die durch das häufige Neuverpacken der Stopfbüchse entstehenden Betriebsstörungen und die oft nötige Reparatur der infolge Leckens der Stopfbüchse zerstörten Metallteile an der Pumpe. Gegenüber Pumpen mit Stopfbüchse besitzt sie den Vorteil geringeren Kraftbedarfes und der Ersparnis des Packungsmaterials. Durch die vorliegende Neuerung wird wegen der Widerstandsfähigkeit des keramischen Baustoffes gegen die meisten in Frage kommenden Flüssigkeiten ein lang gehegter Wunsch der chemischen Industrie erfüllt, auch in solchen Fällen Kreiselpumpen verwenden zu können, wo bis jetzt solche aus Metallegierungen oder keramischem Baustoff versagt haben.As is apparent from the description, the invention means one important technical progress. It gives the option of ceramic centrifugal pumps Avoid using building material without the aforementioned disadvantages of the stuffing box the malfunctions caused by frequent repackaging of the stuffing box and the often necessary repair of metal parts destroyed as a result of leakage of the stuffing box at the pump. Compared to pumps with a stuffing box, it has the advantage of being smaller Power requirement and the saving of packing material. With the present innovation is because of the resistance of the ceramic building material to most liquids in question have been a long-held wish of the chemical industry fulfilled, to be able to use centrifugal pumps even in such cases, where until now those made of metal alloys or ceramic building material have failed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Ceramic centrifugal pump without a stuffing box Building material with centrifugal ribs on the back of the impeller for sealing during of working and paired sealing surfaces for sealing during standstill, characterized by a device which is independent from the pressure of the conveyor or the centrifugal force under the action of the drive device Axial displacement of the shaft caused by the pump directly affects the sealing surfaces lifts off from one another before the start of rotation and towards the closer when the rotation stops brings. a. Device according to claim i, characterized in that on the shaft (g) a thread (k) is arranged, which at the start of rotation due to inertia of the impeller and the contents of the pump under simultaneous tension of a spring (ya) causes an axial displacement of the shaft in the sense of lifting the seal, which is limited by the cam f and when the rotation ceases by the spring (s) is effected in the opposite sense. 3. Apparatus according to claim i, characterized by two solenoids (f-, s) acting in opposite directions, which the wave (u) and when the motor current is switched on in the lifting sense, when it is switched off cause the shaft to move axially in the closing direction of the seal.