SE509868C2 - Tätningshus anordnat mellan hydrauldel och drivdel i en rotodynamisk pump - Google Patents

Description

509 868 Anledningen till denna koncentration är att det pumpade mediets rotation generar sekundär- strömningar så beskaffade att roterande ytor ger en radiellt utåtriktad strömning, medan stil- lastående ytor ger en radiellt inàtnktad strömning överlagrad den tangeniiella strömningen.

Den principiella strömningsbilden framgår av fig 2. Partiklar i tätningskaviteten kommer av centrifugalkraften att slungas ut mot mantelytan, varvid gränsskiktsströmmen längs denna yta leder partiklar in i tätningshuset i riktning mot tätningen. Partiklama transporteras inte tillbaka mot pumphjulet vid husets utlopp p g a att den tillbakagående strömmen är svagare än den inàtgående och att centrifugalkraften åter slungar ut partiklama mot den inàtgàende gräns- skiktsströmmen. Resultatet blir att partiklar som en gång kommit in i tätningshuset inte kan ta sig ut igen utan koncentreras i husets inre del och där förorsakar slitage pà hus och tätning.

För att minska risken för slitage pà tätningsytoma och tätningsinbyggnaden, har försök gjorts att ändra strömningsbilden i tätningsomrädet. Ett exempel pà en sådan konstruktion visas i det amerikanska patentet 4872690, där ett tillsatsorgan monteras som vänder strömningen och i vissa fall eliminerar problemen.

En annan lösning visas i SE 9303791-9 där ett spiralspàr i tätningskaviteten fönnàr partiklama att förflyttas i riktning fràn tätningen. Gränsskiktsströmmen försöker fortfarande föra partiklar- na inåt mot tätningen, men spåret hjälper centrifugalkraften att föra pariklama ut ur gränskiktsströmmen och låser dem i spåret.

Föreliggande uppfinning är en utveckling av den ovannämnda konstruktionen som pà ett än mer effektivt sätt löser de beskrivna problemen.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade figurer av vilka fig 1 visar ett schematiskt snitt genom en centrifugalpump, fig 2 en utformning av en konventionell tät- ningskavitet i genomskäming, fig 3 en tätningskavitet enligt uppfinningen och fig 4, 5 och 6 olika utföringsforrner av ett spår eller en skuldra i kavitetens vägg.

I figurema betecknar 1 en drivdel och 2 hydrauldelen i en pump med pumphjul 3 förenat med drivdelen via en axel 4, medan 5 betecknar ett mellanliggande tätningshus. 6 betecknar en tätningskavitet med en plantätning 7. 8 och 9 en roterande respektive en stationär tätnings- 3 509 868 fiäderorgan, 11 ett spår eller en skuldrai kavitetens mantelyta 12, 13 en insatsdel samt 14 och spårets 11 botten.

Såsom framgår av fig 2 sker en rundgång av vätskan i tätningskaviteten vilket innebär att de slitande partiklar som kommit in i utrymmet fortsätter att transporteras mnt i detta. Det finns därför stor risk för att de ovan nämnda skadoma uppkommer relativt snabbt.

Med hänvisning till fig 3 visas hur en anordning enligt uppfinningen löser detta problem på ett mycket enkelt sätt. Kaviteten, som här utformats med ökande tvärsnittsarea i riktning mot pumphjulet 3, ärförsedd med ett spår eller skuldra11, som löper längs mantelytan och som har i huvudsak spiral- eller skruvlinjeforrn.

De partiklar som kommit in i tätningskaviteten 6 transporteras av nämnda gränsskiktsströmmar in mot kavitetens botten. När partiklama träffar spåret eller skuldran 11 måste de av gräns- skiktsströmmen transporteras radiellt inåt för att passera detta. Genom lämplig utformning av spåret förhindrar centrifugalkraften denna transport. Partiklama kommer istället att fångas upp av spåret, där centrifugalkraften tar överhanden över gränsskiktsströmmen så att partiklama åter kastas ut mot mantelytan. På detta sätt fångas partiklarna upp av spåret och förs med rotationen mot kavitetens öppning där centrifugalkraften kommer att föra bort dem genom spalten mellan pumphjul och tätnlngsh us.

Spåret 11 kan ha olika lutningar och profiler och även flera spår är möjliga inom ramen för upp- finningstanken. l fig 4 visas en utföringsforrn där spåret eller skuldran 11 har en plan botten 14, vilken lutar i riktning radiellt utåt och mot pumphjulet 3 så att en uttalat spetsig vinkel uppkommer mellan botten 14 och mantelytan 12.

I fig 5 visas en utföringsforrn där spåret eller skuldran 11 har en rännformad botten så att övergången mellan spåret och mantelytan 12 även här uppvisar en klart spetsig vinkel. Dessa båda utföringsfonner säkerställer funktionen även i extrema fall då halten av föroreningar är hög. 5a9 ses H Enligt en speciell utföringsform av uppfinningen visad i fig 6 utfonnas kaviteten med en helt slät mantelyta 12 och spåret eller skuldran 11 formas av en insatsdel 13.

I beskrivningen ovan har referats till tätningskavitet med i riktning mot pumphjulet ökande tvär- snitt, vilket av tillverkningstekniska skäl är att föredra. Uppfinningens princip är emellertid till- làmplig även vid oförändrad tvärsnittsarea och till och med vid en i riktning mot pumphjulet minskande tvärsnittsarea.

Claims (5)

509 868 Patentkrav

1. Anordning vid tätningshus för en rotodynamisk maskin, exempelvis en pump eller en omrörare för vätskor, vilken innefattar en drivenhet (1) och en hydraulenhet (2) med ett roterande pumphjul (3) eller en propeller förenad med drivenheten via en axel (4) samt ett mellan drivenhet och hydraulenhet beläget tätningshus (5), innehållande minst en tätning (7), exempelvis en mekanisk plantätning anordnad i en kavitet (6) i tätningshuset, varvid kaviteten, som är öppen mot pumphjulet (3) eller propellern, har en yttre, icke roterande, mantelyta (12) som är försedd med minst ett invändigt spår (11) som sträcker sig spiralforrnigt hela eller delar av varv och varvid spåret har en lindningsriktning, som skruvar sig utåt mot kavitetens (6) öppning sett i pumphjulets rotationsriktning, k ä n n e t e c k n a d därav, att spåret (11), som har sin öppning vänd mot kavitetens (6) öppning, har ett lutande bottenplan (14) och/eller rännformad botten (15), varvid normalen mot nämnda bottenplan (14) och/eller normalen mot åtminstone någon punkt i nämnda rännformade botten (15) är riktad radiellt utåt och mot pumphju|et(3).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att övergången mellan spåret (11) och mantelytan (12)uppvisar en spetsig vinkel.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att kaviteten (6) har i riktning mot pumphjulet (3) ökande tvärsnittsarea.

4. , Anordning enligt krav 1, k ä n n e c k n a d därav, att kaviteten (6) har i riktning mot pumphjulet (3) minskande tvärsnittsarea.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e c k n a d därav, att kaviteten (6) har en slät mantelyta och att spåret (11) är utformad som en insatsdel (13). F '\USER\FAS222\FAS 1\Rl\WORO\ANS\FON4KRAV. DOC