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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungseinrichtung zwischen einem feststehenden Bauteil und einem Rohr bzw. Hohlzylinder, die relativ zueinander bewegbar, insbesondere relativ zueinander verdrehbar, ausgeführt sind, und welche ein unter Druck, insbesondere höheren Druck, z. B. 4 bar, stehendes Fluid, z. B. Wasser oder wasserhaltige Flüssigkeit, führen, mit zumindest einem vom feststehenden Bauteil gehaltenen Dichtkörper, der eine Dichtlippe hat, die am Rohr bzw. Hohlzylinder anliegt und an ihrer an diesem Bauteil anliegenden Seite durch ein Druckmedium, insbesondere Sperrwasser, im Sinne einer Abhebung vom Rohr bzw. Hohlzylinder druckbelastet ist, welches Druckmedium über eine Zuleitung der Dichtlippe zugeführt wird, wobei auch eine Zuleitung zur anderen, dem von der Dichtlippe berührten Rohr bzw.
Hohlzylinder abgewendeten und an diesem Bauteil nicht anliegenden Seite der Dichtlippe vorgesehen ist.
Eine derartige Dichtungseinrichtung ist z. B. aus der DE 27 46 592 A 1 bekannt, wobei diese zur Abdichtung von Schiffsschraubenwellen vorgesehen ist. Weiters ist bekannt, Dichtungseinrichtungen auf zahlreichen technischen Gebieten anzuwenden, z. B. für die Abdichtung des um seine Längsachse rotierenden vertikalen Rohrabschnittes der Zuführungsleitung für Verdünnungswasser eines Hochkonsistenz-Bleichturmes mit Verdünnung im Austrag oder eines Speicherturmes für Faserstoffsuspensionen, für die Abdichtung von Nachpresseinrichtungen für Presskuchen verschiedenster Art, usw. Zumeist ist hiebei das von den beiden Bauteilen begrenzte bzw. geführte Fluid Wasser, es kann sich jedoch auch um andere Flüssigkeiten handeln. Häufig sind die beiden gegeneinander abzudichtenden Bauteile Rohre.
Das die Dichtlippe beaufschlagende, zumeist unter höherem Druck stehende, einzuschliessende Fluid drückt die Dichtlippe mit entsprechendem Druck an den abzudichtenden Bauteil an. Die Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen hat daher eine starke Abnützung der Dichtlippe zur Folge, was die gewünschte Abdichtung in kurzer Zeit problematisch macht. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Dichtlippe an Ihrer nicht vom einzuschliessenden Fluid beaufschlagten Seite durch ein Druckmedium, insbesondere Sperrwasser, zu beaufschlagen und somit zu entlasten. Die bekannten Konstruktionen befriedigen jedoch nicht völlig, da es häufig zu einer Einlagerung von Feststoffen zwischen Dichtlippe und abzudichtendem Bauteil kommt, zum Beispiel zur Einlagerung von Fasern, welche vom abzudichtenden Wasser mitgeführt werden. Diese Einlagerungen machen die Abdichtung problematisch.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine Dichtungseinrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass einerseits eine Abhebung der Dichtlippe vermieden wird, anderseits die Einlagerung von Feststoffen zwischen Dichtlippe und abzudichtendem Bauteil grösstenteils verhindert wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass an dem von der Dichtlippe berührten Rohr bzw.
Hohlzylinder abgewendeten und daran nicht anliegenden Seite der Dichtlippe und am sie haltenden feststehenden Bauteil ein weiterer Dichtkörper anliegt, welcher einen von diesem feststehenden Bauteil und dem von ihm gehaltenen Dichtkörper begrenzten Hohlraum gegen Austritt des Druckmediums abschliesst, wobei der vom Druckmedium beaufschlagte Oberflächenabschnitt dieses weiteren Dichtkörpers grösser ist als der vom Fluid beaufschlagte Oberflächenabschnitt dieses Dichtkörpers. Dies macht es möglich, das Sperrwasser unter einem Druck zuzuführen, weicher grösser ist als der Druck es abzudichtenden Fluids. Dies hat zur Folge, dass die am abzudichtenden Bauteil (Rohr bzw.
Hohlzylinder) anliegende Oberflächenpartie der Dichtlippe laufend von aus dem Hohlraum austretenden Sperrwasser gespült wird, wodurch allfällige Feststoffe laufend und verlässlich abgeführt werden. Der Austritt von Sperrwasser in das abzudichtende Medium ist in der Regel unproblematisch, insbesondere dann, wenn das abzudichtende Medium Wasser ist. Durch die beidseitige Beaufschlagung der Dichtlippe durch das Sperrwasser ergibt sich eine auf den Dichtkörper wirkende Kraftdifferenz, welche diesen Dichtkörper gegen die Dichtlippe und somit diese an den abzudichtenden feststehenden Bauteil andrückt, aber nur mit einer der erwähnten Oberflächendifferenz entsprechenden Kraft. Dadurch wird eine übermässige Andrückung der Dichtlippe an den mit ihr zusammenwirkenden Bauteil vermieden und dadurch die Dichtlippe gegen Erhitzung durch Reibung bzw.
Verbrennen und gegen Abnützung geschont, so dass die Lebensdauer der Dichtlippe wesentlich erhöht wird und ein einwandfreies Dichtverhalten über längere Zeit sichergestellt ist. Diese Vorteile wären ohne das zuvor erwähnte Oberflächenverhältnis nicht gegeben, da ja die Dichtlippe beidseitig von dem Sperrwasser oder anderem Druckmedium beaufschlagt ist. Durch zweckmässige Bemessung des erwähnten Oberfl ächenverhältnisses lässt sich die Andruckwirkung des Dichtkörpers auf enen gewünschten Wert einstellen, so dass eine Anpassung an unterschiedliche Verhältnisse möglich ist.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zuleitung zur anderen Seite der Dichtlippe von zumindest einem sie durchsetzenden Kanal gebildet, der die beiden Seiten der Dichtlippe verbindet und dessen Mündung im vom Dichtkörper und dem ihn haltenden feststehenden Bauteil begrenzten Hohlraum zwischen dem weiteren Dichtkörper und dem Grundkörper des die Dichtlippe aufweisenden Dichtkörpers liegt. Dies ergibt eine besonders einfache Bauweise, um die beiden Seiten der Dichtlippe vom Sperrwasser od. dgl. zu beaufschlagen. Im einfachsten Fall kann ein solcher Kanal von einer Bohrung gebildet sein.
Eine alternative Ausführung besteht im Sinne der Erfindung darin, dass die Zuleitung zur anderen Seite der Dichtlippe von zumindest einem von der Zuleitung abzweigenden und im den Dichtkörper haltenden feststehenden Bauteil verlaufenden Kanal gebildet ist, welcher in den von dem Dichtkörper und dem ihn haltenden feststehenden Bauteil begrenzten Hohlraum an einer Stelle mündet, die nicht vom weiteren Dichtkörper versperrt ist. Diese Bauweise Erfordert zwar einen zusätzlichen Kanal im die Dichtlippe haltenden Bauteil, erspart aber eine Durchbohrung der Dichtlippe.
Natürlich können die beiden erwähnten Varianten auch in Kombination Anwendung finden.
Ein weiteres Beispiel einer Bauweise nach der Erfindung besteht darin, dass zwei Dichtlippen einander entgegengesetzt gerichtet am Rohr bzw. Hohlzylinder anliegen und zusammen mit diesem einen Hohlraum für die Einleitung von Druckmedium, insbesondere Sperrwasser, bilden, in den die Zuleitung mündet, wobei zumindest zu einer der beiden Dichtlippen das Druckmedium auch zu der dem Rohr bzw. Hohlzylinder abgewandten Seite der Dichtlippe zugeleitet ist und dieses Druckmedium auf einen auf der anderen Seite dieser Dichtlippe liegenden weiteren Dichtkörper wirkt. Dieser weitere Dichtkörper wirkt, wie oben beschrieben, im Sinne einer Entlastung der Dichtlippe und einer Abspülung von zwischen diesen Dichtkörper und den abzudichtenden Bauteil gelangten Verunreinigungen.
Die Ausbildung kann hierbei so getroffen sein, dass die eine Dichtlippe vom einzuschliessenden Fluid beaufschlagt ist und durch dieses gegen den Druck des Sperrwassers an den abzudichtenden Bauteil angedrückt wird, wogegen die andere Dichtlippe vom einzuschliessenden Fluid nicht beaufschlagt ist, hingegen an beiden Seiten vom zugeführten Sperrwasser od. dgl. Dadurch lassen sich bestmöglichste Anpassungen an unterschiedliche Druckver- hältnisse an beiden Seiten der Dichtungseinrichtung erzielen, z. B. an den auf der einen Seite der Dichtungseinrichtung bestehenden, relativ hohen Druck, z. B. 4 bar, bzw. an einen auf der anderen Seite der Dichtungseinrichtung herrschenden, viel geringeren Druck, z.
B. den vom rückgeführten Verdünnungswasser eines Sprühturmes ausgeübten hydrostatischen Druck.
Besondere Vorteile im Hinblick auf eine Spülung der Dichtlippe ergeben sich erfindungsgemäss, wenn die Dichtlippe an ihrem am relativ zu ihr bewegten Rohr bzw. Hohlzylinder anliegenden Flächenabschnitt mit Nuten versehen ist, die im wesentlichen in jener Richtung verlaufen, in weicher das Spülwasser zwischen der Dichtlippe und dem abzudichtenden Bauteil strömt. Im Falle einer ringförmige Dichtung ist dies die Radialrichtung. In diese Nuten tritt eine geringe Menge des im Hohlraum befindlichen Druckmediums, insbesondere Sperrwasser, ein und bildet gleichsam ein Schmiermittel zwischen dem abzudichtenden Bauteil und der an ihm anliegenden Dichtlippe. Die in das abzudichtende Fluid eintretende, sehr geringe Menge an Sperrwasser ist in der Regel tolerierbar, insbesondere dann, wenn das abzudichtende Fluid wasserhältig ist.
Die Dichtwirkung einer oder beider Dichtlippen kann dadurch unterstützt werden, dass in an sich bekannter Weise zumindest eine Dichtlippe eine Einlage zur Vorspannung hat, welche die Dichtlippe an das relativ zu ihr bewegliche Rohr bzw. den Hohlzylinder andrückt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei bevorzugte Ausführungsformen mit je zwei Dichtlippen, jeweils im Längsschnitt. Fig. 3 zeigt in grösserem Massstab eine Ausführungsvariante mit nur einer Dichtlippe. Fig. 4 zeigt axonometrisch die Anordnung von Nuten am Ausschnitt einer Dichtlippe. Fig. 5 zeigt die Anordnung erfindungsgemässer Dichtungsanordnungen an einem Hochkonsistenzturm.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind zwei Bauteile, ein feststehender Bauteil 1 und ein Rohr bzw. Hohlzylinder 2 gegeneinander abzudichten. Es kann sich hiebei beim Rohr 2 um einen Abschnitt aus der Wasserzuführung zu einem Sprühturm handeln, z. B. eines Hochkonsistenzturmes mit Verdünnung im Austrag, beim feststehenden Bauteil 1 um das Anschlussstück zu einem Rohrkrümmer 3, über welchen das Wasser aus einer nicht dargestellten horizontalen Versorgungsleitung dem Rohr 2 zugeführt wird. Das Rohr 2 dreht sich um seine Längsachse, wogegen der
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Bauteil 1 feststeht und mit dem Rohrkrümmer 3 mittels Schrauben 4 starr verbunden ist.
Zur Abdichtung dient eine Dichtungseinrichtung 5, welche zwischen die beiden Bauteile 1,2 eingesetzt ist und zwei Dichtkörper 6,7 aufweist, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Rohr 2 ringförmig umgeben. Jeder der beiden Dichtkörper 6, 7 hat eine Dichtlippe 8 bzw. 9, die am Rohr 2 anliegt. Die beiden Dichtkörper 6,7 sind in eine Vertiefung 10 des feststehenden Bauteiles 1 eingesetzt und voneinander durch ein ringförmiges Distanzstück 11 in Abstand gehalten. Um die Montage zu erleichtern, ist der Boden 12 des feststehenden Bauteiles 1 als gesonderter Bauteil ausgebildet, der mittels Schrauben 13 am Grundkörper des Bauteiles 1 befestigt ist. Ein Dichtring 14 sorgt für die nötige Abdichtung. Der Boden 12 weist einen Ringflansch 15 auf, welcher die axiale Lage des Dichtkörpers 7 sichert.
Ein ähnlicher Ringflansch 16 ist am feststehenden Bauteil 1 vorgesehen und sichert die axiale Lage des Dichtkörpers 6.
Die beiden Dichtlippen 8,9 sind einander entgegengesetzt gerichtet, sodass die untere Dichtlippe 9 nach unten vom zugehörigen Dichtkörper 7 abgebogen ist, die obere Dichtlippe 8 nach oben vom zugehörigen Dichtkörper 6. Da sich zwischen dem Boden 12 des feststehenden Bauteils 1 und dem Aussenmantel 17 des Rohres 2 ein Ringspalt 18 befindet, kann das über den Kanal 19 des Rohrkrümmers 3 zugeführte und in den mittigen Kanal 20 des Rohres 2 weiterströmende Wasser durch den Ringspalt 18 in Richtung des Pfeiles 21 zur Dichtlippe 9 gelangen. Da das zugeführte Wasser unter hohem Druck steht (z. B. 4 bar), wird die Dichtlippe 9 durch den vom Wasser auf ihre Aussenseite 22 wirkenden Druck an den Aussenmantel 17 des Rohres 2 angedrückt.
Diesem Druck wirkt Sperrwasser entgegen, welches über einen Anschlussstutzen 23 zugeführt wird und von dort in eine Zuleitung 24 des feststehenden Bauteiles 1 eintritt, die von einem Kanal gebildet ist, der zu einer das Distanzstück 11 durchsetzenden Öffnung 25 führt. durch welche das Sperrwasser in den Hohl raum 26 eintritt, welcher von den beiden Dichtlippen 8,9 und dem Aussenmantel 17 des Rohres 2 begrenzt wird. Dieses Sperrwasser kann unter einem Druck stehen, welcher etwas grösser ist als der Druck des über den Kanal 19 zugeführten Sprühwassers, also im zuvor genannten Beispiel etwas grösser als 4 bar. Dadurch kann zwar eine geringfügige Menge an Sperrwasser an der Anlagestelle 27 der Dichtlippe 9 am Rohr 2 nach unten austreten und sich mit dem von den Kanälen 19,20 geführten Sprühwasser vermengen, was jedoch nicht nachteilig ist.
Dieser Sperrwasseraustritt kann, falls gewünscht, dadurch reduziert oder verhindert werden, dass in den Dichtkörper 7 eine Stahleinlage 28 od. dgl. eingebettet ist, welche der Dichtlippe 9 eine Vorspannung in Richtung zum abzudichtenden Rohr 2 gibt.
Die obere Dichtlippe 8 ist nicht vom abzudichtenden Sprühwasser beaufschlagt, sondern im dargestellten Ausführungsbeispiel eines Hochkonsistenz-Bleichturmes lediglich vom verhältnismä- ssig geringen hydrostatischen Druck rückfliessenden Verdünnungswassers, welches im vorliegenden Fall das abzudichtende Fluid bildet. Um zu vermeiden, dass das im Hohlraum 26 befindliche Sperrwasser durch seinen Druck die Dichtlippe 8 vom Aussenmantel 17 des Rohres 2 abhebt, ist die Dichtlippe 8 von einem Kanal 29 durchsetzt, durch den das Sperrwasser aus dem Hohlraum 26 zur dem Rohr 2 abgewandten Seite 30 der Dichtlippe 8 in den dort befindlichen und vom Grundkörper 45 und der Dichtlippe 8 des Dichtkörpers 6 gebildeten Hohlraum 36 gelangt.
Ein in der dargestellten Ausführungsform von einem O-Ring gebildeter weiterer Dichtkörper 31 verhindert, dass das Sperrwasser durch den zwischen den beiden Bauteilen 1,2 bestehenden Ringspalt 32 aus dem Hohlraum 36 entweichen kann. Die Anordnung ist hiebei so gewählt, dass der vom Sperrwasser beaufschlagte, im Hohlraum 36 zwischen der Wand des feststehenden Bauteiles 1 und der Dichtlippe 8 liegende Oberflächenabschnitt 33 des Dichtkörpers 31 grösser ist als dessen nicht vom Sperrwasser benetzter freier Oberflächenabschnitt 34, welcher dem Ringspalt 32 zugewendet ist. Dies hat zur Folge, dass auch dann eine Kraftdifferenz auf den weiteren Dichtkörper 31 wirkt, welche diesen in Richtung gegen das Rohr 2 bzw. gegen den Ringspalt 32 drückt, wenn der Druck des Sperrwassers nicht grösser ist als der im Ringspalt 32 herrschende Druck.
Durch diese, auf den Dichtkörper 31 wirkende Kraftdifferenz drückt der Dichtkörper 31 die Dichtlippe 8 verlässlich an den Aussenmantel 17 des Rohres 2 an. In der Regel ist der Druck des Sperrwassers im Hohlraum 36 grösser als der Druck im Ringspalt 32, welche Druckdifferenz im gleichen Sinne wie zuvor beschrieben wirkt. Vorteilhaft ist hiebei, dass durch zweckentsprechende Bemessung der Grössen der Oberflächenpartien 33,34 die auf die Dichtlippe 8 wirkende Anpresskraft den vorliegenden Verhältnissen in günstiger Weise angepasst werden kann. Die Dichtlippe 8 wird daher nur so stark an den Aussenmantel 17 des Rohres 2 angepresst, als dies für die Aufrechterhaltung der
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Dichtwirkung erforderlich ist.
Eine darüber hinausgehenden Anpressung wird vermieden, so dass die durch die Relati\bewegung der beiden Bauteile 1,2 hervorgerufene Abnützung der Dicht lippe 8 gering gehalten wird, sodass deren Lebensdauer im Vergleich zu bekannten Konstruktionen stark gesteigert wird.
Falls gewünscht, kann auch der Dichtkörper 6 mit einer Stahl einlage 28 od. dgl., versehen sein, um ein gewünschtes Anpressverhalten der Dichtlippe 8 zu erzielen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, welche in den wesentlichen Bauteilen jener nach Fig. 1 gleicht. Unterschiedlich ist, dass die Dichtlippe 8 nicht von einem Kanal durchsetzt ist. Das Sperrwasser wird hingegen der Aussenseite 30 der Dichtlippe 8 über einen Kanal 35 zugeführt, der vom das Sperrwasser zum Hohlraum 26 führenden Kanal 24 abzweigt. Dieser Kanal 35 führt das Sperrwasser zur dem Hohlraum 26 abgewandten Aussenseite 30 der Dichtlippe 8. Er mündet in der den Dichtkörper 31 aufnehmenden Hohlraum 36 an einer Stelle, welche zwischen dem Dichtkörper 31 und der Stelle liegt, an welcher die Dichtlippe 8 vom sie haltenden feststehenden Bauteil 1 ausgeht.
Diese Stelle ist daher nicht vom weiteren Dichtkörper 31 abgedeckt, so dass das Sperrwasser diesen Dichtkörper 31 zwar beaufschlagt, aber im Sinn einer Andrückung an die Dichtlippe 8 und den feststehenden Bauteil 1, jedoch nicht im Sinne einer Abhebung von der Dichtlippe 8.
Ferner ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 gegenüber jener nach Fig. 1 unterschiedlich, dass gemäss Fig. 1 der Kanal 24 und die Schraube 4 in verschiedenen Ebenen liegen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 liegen der Kanal 24 und die Schraube 4 in der gleichen Ebene. Um zu vermeiden, dass die Schraube 4 den Kanal 24 absperrt, kreuzt zwar die die Schraube 4 aufnehmende Bohrung 37 den Kanal 24, die Schraube 4 reicht jedoch in der völlig eingeschraubten Stellung nicht oder nur geringfügig in den Kanal 24 hinein.
Wie bereits erwähnt, kann die Relativbewegung zwischen der Dichtlippe 8 bzw. 9 und dem an ihr anliegenden Rohr bzw. Hohlzylinder 2 einen Verschleiss der Dichtlippe und damit eine Undichtheit hervorrufen. Dieser Nachteil lässt sich dadurch beseitigen, dass die Dichtlippe 8 bzw. 9 an ihrem am relativ zu ihr bewegten Rohr 2 anliegenden Flächenabschnitt 38 (Fig. 4) mit Nuten 39 versehen ist, die zweckmässig in jener Richtung (Doppelpfeil 40) verlaufen, in welche sich die Dichtlippe 8 bzw. 9 von ihrem Grundkörper weg erstreckt. In diese Nuten tritt aus dem Hohiraum 26 (Fig. 1, 2) Sperrwasser ein und wirkt gleichsam wie ein Schmiermittel, sodass die Reibung zwischen der betreffenden Dichtlippe 8 bzw. 9 und dem Rohr 2 herabgesetzt wird.
Bei der dem Ringspalt 32 zugewendeten Dichtlippe 8 (Fig. 1,2) wird ferner der Vorteil erzielt, dass das durch die Nuten 39 strömende Sperrwasser Verunreinigungen, z. B. vom rückgeführten Verdünnungswasser eines Hochkonsistenz-Bleichturmes mitgeführte Faserstoffteilchen, abspült, sodass die Dichtlippe 8 ständig einwandfrei am abzudichtenden Rohr 2 anliegen kann. Diese Abspülung von Verunreinigungen wird auch dann schon erreicht, wenn der Druck des im Hohlraum 26 befindlichen Sperrwassers grösser ist als der Druck im Ringspalt 32, was bei dem zuvor erwähnten Turm in der Regel der Fall ist.
Es ist ferner zweckmässig, das Sperrwasser über die Zuleitung 24 mit konstanter Menge zuzuführen. Dies hat den Vorteil, dass im Abflussbereich des rückgeführten Verdünnungswassers entstehende Blockierungen durch die laufende Sperrwasserzufuhr nach Aufbau des entsprechenden Druckes durchgerissen werden.
Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsvariante einer Dichtungseinrichtung mit nur einem Dichtkörper 6. Das abzudichtende Fluid strömt in Richtung der Pfeile 43 zu und ist von den beiden relativ zueinander abzudichtenden Bauteilen 1,2 begrenzt. Über den Ringspalt 18, welcher dem Ringspalt 18 nach den Fig. 1 und 2 entspricht, gelangt dieses Fluid zum Dichtkörper 6. Dessen Dichtlippe 8 ist länger und dünner ausgebildet ist als bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2.
Der Dichtkörper 31 ist nicht von einem GRing gebildet, sondern von einem im Querschnitt L-förmigen Dichtungsglied, das durch den Druck des Sperrwassers, weiches über den die Dichtlippe 8 durchsetzenden Kanal 29 der Dichtlippe 8 zugeführt wird, an die Dichtlippe 8 bzw. den feststehenden Bauteil 1 angedrückt wird, wodurch die Dichtlippe 8 dichtend gegen einen Flansch 44 des Rohres 2 angedrückt wird. Die Sperrwasserzufuhr in den zwischen dem Rohr 2 und der Dichtlippe 8 liegenden Hohlraum 36 erfolgt über einen Kanal 41 in Richtung des Pfeiles 42. Wie durch strichlierte Linien angedeutet, kann jedoch statt des Kanales 29 oder zusätzlich zu diesem auch ein den feststehenden Bauteil 1 durchsetzender Kanal 24 vorgesehen sein, durch weichen das Sperrwasser dem weiteren Dichtkörper 31 zugeführt wird.
Die Nuten 39 haben den oben mit Bezug auf
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Fig. 4 erwähnten Zweck.
Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsform ein zweiter Dichtkörper 7 analog den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 vorgesehen sein.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen vollführt der eine Bauteil 2 (Rohr) relativ zum anderen (feststehenden) Bauteil 1 eine drehende Bewegung. Selbstverständlich kann diese Relativbewegung auch eine Längsverschiebung sein. Ebenso kann die Relativbewegung sowohl eine drehende als auch eine in Längsrichtung verlaufende Komponente enthalten.
Bei allen Ausführungsformen kann eine Regulierungseinrichtung 46 vorhanden sein, mit welcher der Druck und/oder die Menge des der Zuleitung 24 zugeführten Druckmediums eingestellt oder geregelt werden kann. Dadurch ist eine Anpassung an unterschiedliche Verhältnisse in einfacher Weise möglich.
In Fig. 5 ist die Anordnung solcher Dichtungsanordnungen an einem Hochkonsistenz-Bleich- turm dargestellt. Die zu behandelnden Faserstoffe werden in einen Aufnahmebehälter 47 eingeleitet, in dessen vertikaler Achse 48 ein Trägerstern 49 für eine Vielzahl von Düsen 50 oder anderen Wasseraustrittsöffnungen angeordnet ist, der um die Achse 48 drehbar gelagert ist. Hiezu ist mit dem Trägerstern 49 ein rohrförmiger Grundkörper 51 verbunden, der den gegen die Achse 48 geneigt verlaufenden Boden 52 des Aufnahmebehälters 47 durchsetzt und in einem Gestell 53 drehbar gelagert ist. Der Grundkörper 51 trägt einen Zahnkranz 54, der mit einem Ritzel 55 in Eingriff steht, das von einem Motor 56 angetrieben wird, sodass sich der Grundkörper 51 und der Trägerstern 49 um die Achse 48 drehen.
Ferner trägt der Trägerstern 49 ein Rohr 57, über welches Verdünnungswasser den Düsen 50 od. dgl. zugeleitet wird und das abzudichtende Rohr 2 nach Fig. 1 bildet. An dieses Rohr 57 ist der vom Rohrkrümmer 3 gebildete andere abzudichtende Bauteil angeschlossen, über welchen das Verdünnungswasser in Richtung des Pfeiles 58 in den Turm eingeleitet wird. Die aus dem Turm abfliessende, verdünnte Suspension wird von einem Trichter 59 aufgefangen und einer Abfuhrleitung 60 zugeführt. Da das die untere Wand 61 des Trichters 59 durchsetzende Rohr 2 sich dreht, der Trichter 59 und der Rohrkrümmer 3 hingegen feststehen, muss für eine entsprechende Abdichtung dieser Bauteile relativ zueinander gesorgt werden.
Hiezu ist zwischen das Rohr 2 und den Rohrkrümmer 3 eine Dichtungsanordnung 62 eingesetzt, welche etwa der unteren Hälfte der Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 entspricht.
Eine weitere Dichtungsanordnung 63 entsprechend der oberen Hälfte der Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 (enthaltend eine Dichtlippe 8 und den zusätzlichen Dichtkörper 31) dichtet das sich drehende Rohr 2 gegen den Rohrkrümmer 3 bzw. mit ihm verbundene feststehende Bauteile ab. Diese Bauteile umfassen ein das Rohr 2 umgebendes Rohr 64, wobei über den zwischen den Rohren 2,64 bestehenden Ringspalt die im Trichter 59 befindliche verdünnte Faserstoffsuspension die Dichtungsanordnung 63 beaufschlagt.
Ähnliche Dichtungsanordnungen 65 können vorgesehen sein, um den sich drehenden Grundkörper 51 relativ zum Gestell 53 abzudichten.
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The invention relates to a sealing device between a fixed component and a tube or hollow cylinder, which are movable relative to each other, in particular rotatable relative to each other, and which a under pressure, in particular higher pressure, for. B. 4 bar, standing fluid, e.g. As water or water-containing liquid, lead with at least one sealing body held by the fixed component, which has a sealing lip that abuts the tube or hollow cylinder and on its side adjacent to this component by a pressure medium, in particular sealing water, in the sense of a lift off Pipe or hollow cylinder is pressure-loaded, which pressure medium is supplied via a supply line to the sealing lip, with one supply line to the other, the pipe or pipe contacting the sealing lip
Hollow cylinder facing away and not on this component side of the sealing lip is provided.
Such a sealing device is such. B. from DE 27 46 592 A 1, which is provided for sealing propeller shafts. It is also known to use sealing devices in numerous technical fields, for. B. for sealing the vertical pipe section rotating about its longitudinal axis of the feed line for dilution water of a high-consistency bleaching tower with dilution in the discharge or a storage tower for fiber suspensions, for sealing repressing devices for presscakes of all kinds, etc. limited or guided fluid water, but it can also be other liquids. Often the two components to be sealed against each other are pipes.
The fluid to be sealed, which acts on the sealing lip and is usually under higher pressure, presses the sealing lip against the component to be sealed with appropriate pressure. The relative movement between the two components therefore results in severe wear of the sealing lip, which makes the desired sealing problematic in a short time. It has therefore already been proposed to apply a pressure medium, in particular sealing water, to the sealing lip on its side not acted upon by the fluid to be enclosed, and thus to relieve it. However, the known constructions are not entirely satisfactory, since there is often an incorporation of solids between the sealing lip and the component to be sealed, for example the incorporation of fibers which are carried along by the water to be sealed. These deposits make sealing difficult.
The object of the invention is to avoid these disadvantages and to improve a sealing device of the type described at the outset so that lifting of the sealing lip is avoided on the one hand, and on the other hand the storage of solids between the sealing lip and the component to be sealed is largely prevented. The invention solves this problem in that on the pipe or pipe touched by the sealing lip
Hollow cylinder facing away from the side of the sealing lip and not on the fixed component holding another sealing body, which closes a cavity delimited by this fixed component and the sealing body held by it against leakage of the pressure medium, the surface portion of this further sealing body acted upon by the pressure medium being larger is the surface section of this sealing body which is acted upon by the fluid. This makes it possible to supply the sealing water under a pressure which is greater than the pressure of the fluid to be sealed. The consequence of this is that the components (pipe or
Hollow cylinder) adjacent surface area of the sealing lip is continuously rinsed by sealing water emerging from the cavity, as a result of which any solids are continuously and reliably removed. The leakage of sealing water into the medium to be sealed is generally not a problem, especially if the medium to be sealed is water. Due to the sealing lip being acted upon by the sealing water on both sides, there is a force difference acting on the sealing body, which presses this sealing body against the sealing lip and thus against the fixed component to be sealed, but only with a force corresponding to the surface difference mentioned. Excessive pressing of the sealing lip on the component interacting with it is thereby avoided and the sealing lip is thus prevented from heating up due to friction or
Burn and protect against wear, so that the life of the sealing lip is significantly increased and perfect sealing behavior is ensured over a long period. These advantages would not exist without the surface ratio mentioned above, since the sealing lip is acted upon on both sides by the sealing water or other pressure medium. By appropriately dimensioning the surface ratio mentioned, the pressure effect of the sealing body can be set to the desired value, so that an adaptation to different conditions is possible.
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According to a preferred embodiment of the invention, the supply line to the other side of the sealing lip is formed by at least one channel passing through it, which connects the two sides of the sealing lip and whose opening in the cavity between the further sealing body and the base body, delimited by the sealing body and the fixed component holding it of the sealing body having the sealing lip. This results in a particularly simple construction in order to apply sealing water or the like to the two sides of the sealing lip. In the simplest case, such a channel can be formed by a bore.
An alternative embodiment in the sense of the invention is that the supply line to the other side of the sealing lip is formed by at least one channel which branches off from the supply line and runs in the fixed component holding the sealing body and which delimits the fixed component held by the sealing body and the fixed component holding it Cavity opens at a point that is not blocked by the other sealing body. This type of construction requires an additional channel in the component holding the sealing lip, but saves drilling through the sealing lip.
Of course, the two variants mentioned can also be used in combination.
Another example of a construction according to the invention is that two sealing lips lie opposite to each other on the pipe or hollow cylinder and together with this form a cavity for the introduction of pressure medium, in particular sealing water, into which the supply line opens, at least one the pressure medium is also fed to the two sealing lips to the side of the sealing lip facing away from the tube or hollow cylinder and this pressure medium acts on a further sealing body lying on the other side of this sealing lip. As described above, this further sealing body acts in the sense of relieving the pressure on the sealing lip and rinsing off contaminants that have passed between this sealing body and the component to be sealed.
The design can be such that the one sealing lip is acted upon by the fluid to be enclosed and is pressed by this against the pressure of the sealing water against the component to be sealed, whereas the other sealing lip is not acted upon by the fluid to be enclosed, on the other hand on both sides by the supplied sealing water or the like. This allows the best possible adaptations to different pressure ratios to be achieved on both sides of the sealing device, eg. B. the existing on one side of the sealing device, relatively high pressure, for. B. 4 bar, or to a prevailing on the other side of the sealing device, much lower pressure, for.
B. the hydrostatic pressure exerted by the returned dilution water of a spray tower.
According to the invention, there are particular advantages with regard to flushing the sealing lip if the sealing lip is provided on its surface section bearing against the pipe or hollow cylinder moving relative to it, which grooves run essentially in the direction in which the rinsing water between the sealing lip and flows to the component to be sealed. In the case of an annular seal, this is the radial direction. A small amount of the pressure medium located in the cavity, in particular sealing water, enters these grooves and, as it were, forms a lubricant between the component to be sealed and the sealing lip abutting it. The very small amount of sealing water entering the fluid to be sealed is generally tolerable, especially if the fluid to be sealed contains water.
The sealing effect of one or both sealing lips can be supported in that, in a manner known per se, at least one sealing lip has an insert for pretensioning, which presses the sealing lip against the tube or the hollow cylinder that is movable relative to it.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the drawing. 1 and 2 show two preferred embodiments, each with two sealing lips, each in longitudinal section. Fig. 3 shows on a larger scale an embodiment variant with only one sealing lip. Fig. 4 shows axonometrically the arrangement of grooves on the cutout of a sealing lip. 5 shows the arrangement of sealing arrangements according to the invention on a high consistency tower.
In the embodiment according to FIG. 1, two components, a fixed component 1 and a tube or hollow cylinder 2 are to be sealed off from one another. It can hiebei the tube 2 is a section from the water supply to a spray tower, for. B. a high consistency tower with dilution in the discharge, in the fixed component 1 around the connector to a pipe bend 3, via which the water from a horizontal supply line, not shown, the pipe 2 is supplied. The tube 2 rotates about its longitudinal axis, whereas the
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Component 1 is fixed and is rigidly connected to the elbow 3 by means of screws 4.
For sealing purposes, a sealing device 5 is used, which is inserted between the two components 1, 2 and has two sealing bodies 6, 7, which in the exemplary embodiment shown surround the tube 2 in a ring. Each of the two sealing bodies 6, 7 has a sealing lip 8 and 9, which abuts the tube 2. The two sealing bodies 6, 7 are inserted into a depression 10 of the fixed component 1 and are kept at a distance from one another by an annular spacer 11. In order to facilitate assembly, the base 12 of the fixed component 1 is designed as a separate component which is fastened to the base body of the component 1 by means of screws 13. A sealing ring 14 provides the necessary seal. The bottom 12 has an annular flange 15 which secures the axial position of the sealing body 7.
A similar ring flange 16 is provided on the fixed component 1 and secures the axial position of the sealing body 6.
The two sealing lips 8, 9 are directed in opposite directions, so that the lower sealing lip 9 is bent downward from the associated sealing body 7, and the upper sealing lip 8 is bent upward from the associated sealing body 6. Because there is between the bottom 12 of the fixed component 1 and the outer jacket 17 of the pipe 2 there is an annular gap 18, the water supplied via the channel 19 of the pipe bend 3 and flowing into the central channel 20 of the pipe 2 can pass through the annular gap 18 in the direction of arrow 21 to the sealing lip 9. Since the water supplied is under high pressure (eg 4 bar), the sealing lip 9 is pressed against the outer jacket 17 of the pipe 2 by the pressure acting on the outside 22 of the water.
This pressure is counteracted by sealing water, which is supplied via a connecting piece 23 and from there enters a feed line 24 of the fixed component 1, which is formed by a channel which leads to an opening 25 passing through the spacer 11. through which the sealing water enters the cavity 26, which is limited by the two sealing lips 8,9 and the outer jacket 17 of the tube 2. This sealing water can be under a pressure which is somewhat greater than the pressure of the spray water supplied via the channel 19, that is to say somewhat greater than 4 bar in the example mentioned above. As a result, a small amount of sealing water can emerge at the contact point 27 of the sealing lip 9 on the pipe 2 and mix with the spray water guided by the channels 19, 20, but this is not disadvantageous.
This sealing water outlet can, if desired, be reduced or prevented by a steel insert 28 or the like being embedded in the sealing body 7, which gives the sealing lip 9 a pretension in the direction of the pipe 2 to be sealed.
The upper sealing lip 8 is not acted upon by the spray water to be sealed, but in the exemplary embodiment of a high-consistency bleaching tower shown only by the relatively low hydrostatic pressure of the dilution water flowing back, which in the present case forms the fluid to be sealed. In order to avoid that the sealing water 8 in the cavity 26 lifts the sealing lip 8 from the outer jacket 17 of the tube 2 due to its pressure, the sealing lip 8 is penetrated by a channel 29 through which the sealing water from the cavity 26 to the side 30 facing away from the tube 2 of the sealing lip 8 enters the cavity 36 located there and formed by the base body 45 and the sealing lip 8 of the sealing body 6.
A further sealing body 31 formed in the embodiment shown by an O-ring prevents the sealing water from escaping from the cavity 36 through the annular gap 32 existing between the two components 1, 2. The arrangement is selected so that the surface section 33 of the sealing body 31, which is acted upon by the sealing water and is located in the cavity 36 between the wall of the fixed component 1 and the sealing lip 8, is larger than the free surface section 34 thereof which is not wetted by the sealing water and which faces the annular gap 32 is. The result of this is that a force difference acts on the further sealing body 31, which presses it in the direction against the pipe 2 or against the annular gap 32 if the pressure of the sealing water is not greater than the pressure prevailing in the annular gap 32.
Due to this force difference acting on the sealing body 31, the sealing body 31 presses the sealing lip 8 reliably against the outer jacket 17 of the tube 2. As a rule, the pressure of the sealing water in the cavity 36 is greater than the pressure in the annular gap 32, which pressure difference acts in the same sense as described above. It is advantageous here that the contact pressure acting on the sealing lip 8 can be suitably adapted to the existing conditions by appropriately dimensioning the sizes of the surface parts 33, 34. The sealing lip 8 is therefore only pressed against the outer jacket 17 of the tube 2 as much as this for the maintenance of the
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Sealing effect is required.
An additional pressure is avoided, so that the wear of the sealing lip 8 caused by the relative movement of the two components 1, 2 is kept low, so that their service life is greatly increased in comparison to known constructions.
If desired, the sealing body 6 can also be provided with a steel insert 28 or the like, in order to achieve a desired pressing behavior of the sealing lip 8.
FIG. 2 shows an embodiment which is similar to that of FIG. 1 in the essential components. The difference is that the sealing lip 8 is not penetrated by a channel. The sealing water, on the other hand, is supplied to the outside 30 of the sealing lip 8 via a channel 35, which branches off from the channel 24 leading the sealing water to the cavity 26. This channel 35 leads the sealing water to the outer side 30 of the sealing lip 8 facing away from the cavity 26. It opens into the cavity 36 receiving the sealing body 31 at a location which lies between the sealing body 31 and the location at which the sealing lip 8 is stationary from the one holding it Component 1 runs out.
This point is therefore not covered by the further sealing body 31, so that the sealing water acts on this sealing body 31, but in the sense of being pressed against the sealing lip 8 and the fixed component 1, but not in the sense of being lifted off the sealing lip 8.
Furthermore, the embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that, according to FIG. 1, the channel 24 and the screw 4 lie in different planes. In the embodiment according to FIG. 2, the channel 24 and the screw 4 are in the same plane. In order to prevent the screw 4 from blocking the channel 24, the bore 37 receiving the screw 4 crosses the channel 24, but the screw 4, in the fully screwed-in position, does not extend into the channel 24 or only slightly.
As already mentioned, the relative movement between the sealing lip 8 or 9 and the tube or hollow cylinder 2 lying against it can cause wear of the sealing lip and thus cause a leak. This disadvantage can be remedied by the fact that the sealing lip 8 or 9 is provided with grooves 39 on its surface section 38 (FIG. 4) that bears against the pipe 2 that is moving relative to it, which grooves expediently run in the direction (double arrow 40) in which the sealing lip 8 or 9 extends away from its base body. Barrier water enters these grooves from the cavity 26 (FIGS. 1, 2) and acts as a lubricant, so that the friction between the respective sealing lip 8 or 9 and the tube 2 is reduced.
In the case of the sealing lip 8 facing the annular gap 32 (FIGS. 1, 2), the advantage is also achieved that the sealing water flowing through the grooves 39 contaminants, eg. B. from the recycled dilution water of a high-consistency bleaching tower entrained fibrous particles, so that the sealing lip 8 can rest perfectly against the pipe 2 to be sealed. This flushing of impurities is also achieved when the pressure of the sealing water in the cavity 26 is greater than the pressure in the annular gap 32, which is usually the case with the tower mentioned above.
It is also expedient to supply the sealing water via the supply line 24 with a constant amount. This has the advantage that any blockages that occur in the outflow area of the returned dilution water are torn away by the ongoing supply of sealing water after the corresponding pressure has built up.
3 shows an exemplary embodiment variant of a sealing device with only one sealing body 6. The fluid to be sealed flows in the direction of the arrows 43 and is delimited by the two components 1, 2 to be sealed relative to one another. This fluid reaches the sealing body 6 via the annular gap 18, which corresponds to the annular gap 18 according to FIGS. 1 and 2. Its sealing lip 8 is longer and thinner than in the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
The sealing body 31 is not formed by a GR ring, but by a sealing member with an L-shaped cross section, which is supplied to the sealing lip 8 or the stationary one by the pressure of the sealing water, which is supplied via the channel 29 of the sealing lip 8 passing through the sealing lip 8 Component 1 is pressed, whereby the sealing lip 8 is pressed sealingly against a flange 44 of the tube 2. The sealing water is fed into the cavity 36 lying between the pipe 2 and the sealing lip 8 via a channel 41 in the direction of the arrow 42. As indicated by dashed lines, however, instead of the channel 29 or in addition to this, a channel passing through the fixed component 1 can also be used 24 may be provided, through which the sealing water is supplied to the further sealing body 31.
The grooves 39 have the above with reference to FIG
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Fig. 4 mentioned purpose.
Of course, also in this embodiment, a second sealing body 7 can be provided analogously to the embodiments according to FIGS. 1 and 2.
In the exemplary embodiments shown, one component 2 (pipe) performs a rotating movement relative to the other (fixed) component 1. Of course, this relative movement can also be a longitudinal displacement. Likewise, the relative movement can contain both a rotating and a longitudinally extending component.
In all embodiments, a regulating device 46 can be present, with which the pressure and / or the quantity of the pressure medium supplied to the supply line 24 can be set or regulated. This allows an adaptation to different conditions in a simple manner.
5 shows the arrangement of such sealing arrangements on a high-consistency bleaching tower. The fibrous materials to be treated are introduced into a receptacle 47, in the vertical axis 48 of which a carrier star 49 for a plurality of nozzles 50 or other water outlet openings is arranged, which is rotatably mounted about the axis 48. For this purpose, a tubular base body 51 is connected to the support star 49, which passes through the bottom 52 of the receptacle 47, which is inclined against the axis 48, and is rotatably mounted in a frame 53. The base body 51 carries a ring gear 54 which is in engagement with a pinion 55 which is driven by a motor 56, so that the base body 51 and the support star 49 rotate about the axis 48.
Furthermore, the carrier star 49 carries a tube 57, via which dilution water is fed to the nozzles 50 or the like and forms the tube 2 to be sealed according to FIG. 1. The other component to be sealed, which is formed by the elbow 3, is connected to this tube 57, via which the dilution water is introduced into the tower in the direction of arrow 58. The diluted suspension flowing out of the tower is collected by a funnel 59 and fed to a discharge line 60. Since the pipe 2 passing through the lower wall 61 of the funnel 59 rotates, while the funnel 59 and the pipe elbow 3 are fixed, a corresponding sealing of these components must be ensured relative to one another.
For this purpose, a sealing arrangement 62 is inserted between the pipe 2 and the pipe elbow 3, which corresponds approximately to the lower half of the embodiments according to FIGS. 1 and 2.
A further sealing arrangement 63 corresponding to the upper half of the embodiments according to FIGS. 1 and 2 (including a sealing lip 8 and the additional sealing body 31) seals the rotating pipe 2 against the pipe bend 3 or fixed components connected to it. These components comprise a tube 64 surrounding the tube 2, the dilute fibrous suspension in the funnel 59 acting on the sealing arrangement 63 via the annular gap between the tubes 2.64.
Similar sealing arrangements 65 can be provided in order to seal the rotating base body 51 relative to the frame 53.
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