SE518107C2 - Tätnings- och kylanordning för en dränkbar arbetsmaskin, exempelvis en pump eller omrörare - Google Patents

Description

518 107 2. vattenutspädningen varit avsevärd, finns risk för att även den mot drivenheten vända tätningen skadats, varför det ofta är lämpligt att byta båda tätningarna samtidigt.

För att underlätta byte av tätningarna, har tidigare föreslagits att bygga samman dem till en enhet, vilket förenklar service och förbättrar driftsäkerheten. Exempel på sådana konstruktioner visas i de svenska patenten 200 144 och 466 925.

För att åstadkomma en god cirkulation av spärrvätskan i tätningsenheten har det föreslagits att integrera en pump i denna . Speciellt i det fall man valt att kyla elmotorn med ett internt kylsystem och utnyttja spärrvätskan som kylmedium, är en sådan pump en förutsättning för att erforderligt flöde skall åstadkommas. De hittills kända konstruktionerna, se exvis svenska patentet 327 904, uppvisar emellertid stora brister vad gäller verkningsgrad och utrymmesbehov. Föreliggande uppfinning avser därför en anordning som på ett tillförlitligt sätt åstadkommer erforderlig cirkulation även vid låga varvtal och dessutom uppvisar ett mycket begränsat utrymmesbehov.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade figurer, vilka visar ett snitt genom ett pumpaggregat med en tätningsanordning enligt uppfinningen, fig 1, samt en principskiss av kylsystemet, fig 2. l figurerna betecknar 1 en elektrisk drivenhet, 2 en hydraulenhet, 3 en dessa förenande drivaxel och 4 en mellan drivenhet och hydraulenhet anordnad tätningsenhet. 5 betecknar statordelen i drivenheten 1, 6 och 7 spalter för spärrmedium/kylmedium, 8 en returledning 9 en vägg till utrymme för maskinens arbetsmedium och 10 en internpump för cirkulation av spärrmediet/kylmediet.

Drivaxeln 3 mellan drivenhet 1 och hydraulenhet 2 är sålunda på känt sätt avtätad medelst två i tätningsenheten 4 anordnade plantätningsarrangemang åtskilda av ett utrymme för spärrmedium/kylmedium, som cirkuleras av internpumpen 10. 518107 3 I tidigare kända konstruktioner av detta slag används centrifugalpumphjul med lågt specifikt varvtal, där den statiska tryckhöjden ej utnyttjas p g a bristande avtätning.

Verkningsgraden för en sådan pump riskerar därför att bli övervägande laminär, vilket ger ett förhållandevis litet värmeutbyte i motorns kylkanaler. Den relation som föreligger mellan strömningsförlust och aktuella geometriska förhållanden i en dränkbar pump, innebär att bästa värmeväxling erhålls med hjälp av en pump med högt specifikt varvtal. Detta gäller inte minst för att säkerställa turbulent strömning vid de värmeväxlande ytorna.

De värmeväxlande spalterna utgörs av spalt 6 som omger drivenhetens statordel och spalt 7 vars ena yta utgörs av en vägg 9 som kyls av maskinens arbetsmedium.

Under cirkulationen upptar kylmediet värme från statordelen 6 och avger det till arbetsmediet via väggen 9. Transporten mellan de två spalterna sker genom en yttre kanal 8, vilken har en sådan dimension att strömningsförlusterna minimeras.

Kanalen 8, liksom övriga delar av systemet före och efter spalterna, tjänstgör även som buffertvolymer för kylmediet, så att strömningen genom spalterna alltid sker med jämn hastighet oberoende av eventuella yttre störningar.

Enligt uppfinningen säkerställs en turbulent strömnig i nämnda spalter genom en lämplig dimensionering av spaltbredderna i beroende av volymström, spaltlängd, cirkulationspumpens prestanda och kylmediets egenskaper. För att värmeupptagningen och kylningen skall bli jämn och effektiv är det även viktigt att strömningshastigheten i spalterna hålls konstant. Detta betyder att spaltens tvärsnitt skall vara konstant i hela sin utsträckning . För detta ändamål utformas enligt uppfinningen spalten 7, som är huvudsakligen radiellt riktad, med radiellt inåt ökande bredd för kompensation av den radiellt inåt minskande höjden. Breddökningen kan ske enligt formeln: 0,? d =do-l ro/rl 518107 '1 där do är spaltbredden vid radien l'o , periferien och d är spaltbredden vid en radie .o o..

I".

Enligt uppfinningen åstadkoms en jämn och god kylning även vid förhållandevis låga varvtal genom att de spalter där värmeupptagning resp kylning sker, utformas med sådan bredd att en turbulent strömning erhålls i de värmeväxlande spalterna samt att dessa utformas på sådant sätt att strömningshastigheten hålls konstant, oberoende av spalternas orientering.

I beskrivningen ovan refereras till ett plantätningsarrangemang där den i detta inbyggda pumpen cirkulerar spärrvätska som samtidigt utnyttjas för kylning av drivmotorn. Uppfinningen skall emellertid ej ses som begränsad till denna utföringsform, utan är även tillämpbar i det fall kylningen sker med hjälp av ett medium skilt från spärrvätskan.

Claims (1)

o e oc: o o no o oo oo nu o I ro o o o v o oo n oo o o -e o o oo ~ u n n o u o o o u o o: o o nu o u o om; non oo n . o oo oo loo o; o o o o ~ oo o o o o oo o o oo o o o o I c oc .n nu ~c no :_ o Patentkrav

1. Tätnings- och kylningsanordning för en dränkbar arbetsmaskin, ex vis en pump eller en omrörare, vilken maskin innefattar en drivenhet i form av en elektrisk motor (1), en hydraulenhet (2) med ett pumphjul eller en propeller förenad med drivmotorn via en drivaxel (3) och en mellanliggande tätningsenhet (4), den senare innefattande två mekaniska plantätningar åtskilda av ett rum innehållande en vätska som dels tjänstgör som spärrmedium mellan de två plantätningarna, dels ytnyttjas som kylmedium för drivmotorn, varvid en cirkulationspump (10) för detta medium finns integrerad i tätningsenheten, kännetecknad därav, att spärrmediet/kylmediet vid sin cirkulation under huvudsakligen turbulent strömning passerar minst två smala spalter, en (6) omgivande drivmotorns statordel ( 5) där värme upptas och en (7), som på sin ena sida begränsas av en yta (9) som kyls av pumpens/omrörarens arbetsmedium, varvid den senare spalten, som huvudsakligen är radiellt riktad, har en radiellt inåt ökande bredd för kompensation av den inåt minskande höjden, så att ett huvudsakligen konstant tvärsnitt och dämied en konstant flödeshastighet erhålls i spalten.