(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定のケーシング部分（１６）において環状ギャップ（１７）の内側で回転する構成部材（８）を具備し、前記固定のケーシング部分（１６）は高圧になった内部空間（１１）を、低圧の外部空間（１８）から分離しており、この外部空間（１８）では、前記回転する構成部材（８）が外部軸受（１３）に支持されており、この外部軸受（１３）は前記内部空間（１１）に対しシールシステム（１７，１９，２２）によってシールされてなる、液体送り装置において、環状ギャップ（１７）は極めて硬い耐摩耗性の材料からなる２つの平軸受用シェル（１９）の間に形成されており、これらの平軸受用シェル（１９）はラジアル平軸受の作動原理に基づいて第１の減圧段を形成し、この第１の減圧段には、漏れを第１のシール段つまり減圧段から機関の搬送過程へ戻す戻し手段（２１）が軸方向に後置されており、この戻し手段（２１）には、軸方向に見て、第２シール段（２２）が後置されており、リップシールリング及び／又は簡単なスライドリングシールの形態の簡単なシールとして形成されていること、を特徴とする装置。
【請求項２】
前記平軸受用シェル（１９）が、整列エラーの補償のために、半径方向に弾性的に取り付けられていること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のシール段（２２）は、Ｖリング、リップシールリングもしくはスライドリングシールを有するシールの多重回路として形成されていること、を特徴とする請求項１もしくは２に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの吸引口（５）及び少なくとも圧力口（６）を有するケーシング（３）によって囲繞されている少なくとも１つの搬送羽根（１，２）を具備し、前記吸引口（５）は前記搬送羽根（１，２）のうちの１個に前置された吸引室（１０）と連通し、前記圧力口（６）は前記搬送羽根（１，２）のうちの１個に後置された圧力室（１１）と連通しており、この圧力室（１１）は、その時々の液相を、前記搬送羽根（１，２）から流出する媒体流の気相から分離する手段と、分離された液相の少なくとも１つの部分量を収容する下方の部分とを有し、この下方の圧力室部分には液体用短絡導管（１４）が接続されており、この液体用短絡導管（１４）は前記吸引室（１０）と連通しており、前記搬送要素すなわち搬送羽根と共に、永続的なシールに必要な液量のための閉じた循環を形成してなるねじポンプにおいて、前記戻り手段（２１）は前記液体用短絡導管（１４）に接続されていること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のねじポンプ。
【請求項５】
前記外部軸受（１３）の取付空間と前記吸引室（１０）との間には、同一の圧力レベルを生起する圧力補償手段（２４）が設けられていること、を特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記圧力補償手段（２４）は膜によって形成されていること、を特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記戻し手段（２１）は別個のポンプ（２３）を有すること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定のケーシング部分において環状ギャップの内側で回転する構成部材を具備し、固定のケーシング部分は高圧になった内部空間を、低圧の外部空間から分離しており、この外部空間では、回転する構成部材が外部軸受に支持されており、この外部軸受は内部空間に対しシールシステムによってシールされてなる、液体送り装置、特にポンプに関する。
【０００２】
本発明は、特に、少なくとも１つの吸引口及び少なくとも圧力口を有するケーシングによって囲繞されている少なくとも１つの搬送羽根を具備し、吸引口は搬送羽根のうちの１個に前置された吸引室と連通し、圧力口は搬送羽根のうちの１個に後置された圧力室と連通しており、この圧力室は、その時々の液相を、搬送羽根から流出する媒体流の気相から分離する手段と、分離された液相の少なくとも１つの部分量を収容する下方の部分とを有し、この下方の圧力室部分には液体用短絡導管が接続されており、この液体用短絡導管は吸引室と連通しており、搬送要素すなわち搬送羽根と共に、永続的なシールに必要な液量のための閉じた循環を形成してなるねじポンプに関する。
【０００３】
【従来技術】
このようなタイプの実施の形態はDE 43 16 735 C2 から読み取ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
回転する軸をシールするために、多くのシールシステムが開発されたが、これらのシールシステムは「発明の属する利用分野」に記載された構造の機械では欠点があることが明かになった。非接触のラビリンスシールの場合の欠点は、かなり大きなギャップによって引き起こされたこの高い漏れと、シールが軸のブッシングにおける差圧に耐えられないこと、とにある。リップシールリングは、軸のブッシングにおける最大限５バールまでの僅かな差圧のみを耐える。ソフトシールは同様にかなり高い漏れを有し、高い保守費用を要し、比較的大きな回転数の場合には、高熱を発生させる。高いレベルのポンプ構造に用いられるスライドリングシールは、自らの複雑な構造の点及び作動開始のし難さの点で欠点を有することが明らかである。
【０００５】
本発明の課題は、回転する構成部材用の改良されたシールシステムを有する「発明の属する利用分野」に記載された構造の機械を開発することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明に基づき、環状ギャップが極めて硬い耐摩耗性の材料からなる２つの平軸受用シェルの間に形成されており、これらの平軸受用シェルはラジアル平軸受の作動原理に基づいて第１の減圧段を形成し、この第１の減圧段には、漏れを第１のシール段つまり減圧段から機関の搬送過程へ戻す戻し手段が軸方向に後置されており、この戻し手段には，軸方向に見て、第２シール段が後置されており、リップシールリング及び／又は簡単なスライドリングシールの形態の簡単なシールとして形成されていることにより解決される。
【０００７】
本発明に基づき、２段のシールシステムが設けられている。第１の段は減圧に用いられ、流体力学的な潤滑液のくさび形(Schmierkeil) の形成を伴うラジアル平軸受の作動原理を用いる。平軸受用シェルは（例えばアルミナ又は酸化ジルコニウムをベースにした）中実の工業用セラミック、（例えば炭化ケイ素又はタングステンカーバイドをベースにした）中実な硬質金属又は被覆された金属（例えば硬質クロム鍍金、タングステンカーバイド被覆又は酸化クロム被覆）からなることができる。この第１のシール段の構造には、一方では、搬送媒体の液体から、効果的な流体力学的な潤滑液のくさび形が形成され、他方では、万が一粒子が環状ギャップに入り込んでも、粒子が、平軸受用シェルの極端な硬さ及び耐摩耗性によって、平軸受用シェルの間で砕かれるという利点を有する。
【０００８】
整列エラーの補償のために、平軸受用シェルが、半径方向に弾性的に、例えばＯリングに取り付けられているのは適切である。
【０００９】
第１のシール段の漏れの戻りは、例えば、（シールの出口側の設置の場合の）機械の出口側と入口側との間の適切な圧力低下によって、又は（シールの入口側の設置の場合の）、例えばポンプのような外部の補助手段によって、なされることができる。
【００１０】
発明の属する利用分野に記載の構造のねじポンプを前提とすれば、戻り手段を液体用短絡導管に接続することは特に好ましい。
【００１１】
本発明に基づき設けられた第２のシール段は、環境の又は機械的な機能要素の保護のために、最小の差圧の場合における漏れを最小限にする。この場合、第２のシール段は、リップシールリング又は簡単に作動するスライドリングシールの形態の簡単なシールシステムとして形成されていることができる。使用の要件に応じて、第２のシール段は、従来の構造のシールシステムの多重回路として、例えば、後置のスライドリングシールを有するリップシールリングとして、あるいは、後置のリップシールリング及び後置のスライドリングシールを有するＶリングとして形成されていることができる。
【００１２】
本発明の他の特徴は従属の請求項の主題である。これらの特徴を、本発明の他の利点と共に、実施の形態に基づいて詳述する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。図１は、搬送要素として２つの非接触で噛合する互いに反転する搬送羽根、すなわち、夫々に右巻きの搬送羽根１及び左巻きの搬送羽根２を含む搬送羽根対、を有する公知の（DE 43 16 735 C2 を参照せよ）ねじポンプを示している。互いに係合する搬送羽根は、これらの搬送羽根を囲繞するケーシング３と共に、個別に閉じた搬送室を形成する。駆動軸から被駆動軸へのトルクの伝達は、ポンプのケーシング３の外側に設けられた歯車伝達装置４によってなされる。ポンプのケーシング３は吸込口５及び圧力口６を有する。吸込口５を通ってポンプに流れる媒体９は、ケーシング３内で、２つの部分流になって、その時々に中央の吸引室１０へ送られる。この吸引室１０はこれに関連して設けられた搬送羽根１及び２に前置されている。これらの搬送羽根１及び２には各圧力室１１が後置されていて、圧力室１１は、軸方向外側において、外部軸受１３をシールするために用いられる各軸シール１２によって閉鎖されている。
【００１４】
圧力室１１の最低点には液体用短絡導管１４が接続されており、吸引室１０と連通している。搬送される液体ガス混合物から圧力側において分離され、適量配分で吸引領域に戻された部分液体容量流(Teil-Fluessigkeitsvolumenstrom)は矢印１５で示され、液体循環として吸引室１０から圧力室１１へ再度運ばれる。
【００１５】
ケーシング３内詳しくは圧力室１１内の液位は通常は軸７，８の下方にあることができる。直接的な接近流(Anstroemung) の結果として軸シール１２が濡れれば、それで、通常、これらの軸シール１２の充分な潤滑のためには充分である。
【００１６】
図２は本発明の１つの実施の形態を示している。固定のケーシング部分１６では、環状ギャップ１７の内側に、図１の軸８である構成部材が回転する。固定のケーシング部分１６は、生成された高い圧力(Produktdruck)を有し、かつ図１の圧力室１１である内部空間を、低い圧力を有する外部空間１８から分離している。この外部空間１８では軸８が外部軸受１３に支持されており、この外部軸受１３は圧力室１１に対し以下のシールシステムによってシールされている。
【００１７】
環状ギャップ１７は、極めて硬い耐摩耗性の材料からなり、かつ整列エラーの補償のためにＯリング２０によって半径方向に弾性的に取り付けられている２つの平軸受用シェル１９の間に形成されている。この環状ギャップ１７を貫流する漏れのために、平軸受用シェル１９によって形成される第１の減圧段には、戻し手段２１が軸方向に後置されている。この戻し手段２１はこの漏れを第１のシール段から速度式機関(Stroemungsmaschine)の搬送過程へ戻し、このためには、別個のポンプ２３が設けられていることができる。図１のねじポンプにおいて本発明のシールシステムを用いるときは、漏れの戻し手段２１を、図１に示した液体用短絡導管１４に接続することが適切であろう。
【００１８】
戻し手段２１には，軸方向に見て、第２のシール段２２が後置されており、例えばリップシールリングの形態の簡単なシールとして形成されていることができる。
【００１９】
図３は、図２に略示した本発明のシールシステムと、追加で設けられた本発明の圧力補償手段２４と具備する図１に示したねじポンプを示している。圧力補償手段２４は、外部軸受１３の取付空間を吸引室１０と連通している導管２５に接続され、膜又はバブルメモリ(Blasenspeicher)によって形成されていることができる。圧力補償手段２４は、前記取付空間においては、吸引室１０においてと常に同じ圧力レベルが支配的であるようにする。この装置は、吸引室１０内で圧力が変化する場合、かように第２のシール段２２における差圧を最小限にするためには、特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来のねじポンプの縦断面図である。
【図２】図２は、搬送羽根を備えた図１で右側の軸受領域における、本発明のシールシステムを図１に比べて拡大した図である。
【図３】図３は、本発明の圧力補償手段を有する、図１に示したねじポンプの図である。
【符号の説明】
１  搬送羽根
２  搬送羽根
３  ケーシング
５  吸引口
６  圧力口
８  構成部材
１０  吸引室
１１  内部空間
１３  外部軸受
１４  液体用短絡導管
１６  ケーシング部分
１７  環状ギャップ
１８  外部空間
１９  平軸受シェル
２１  戻り手段
２２  シール段
２３  ポンプ
２４  圧力補償手段。
【図１】
0004152513.tif 000002
【図２】
0004152513.tif 000003
【図３】
0004152513.tif 000004