BR102013024804A2 - Arranjo de selagem para uma haste giratória - Google Patents

Abstract

Arranjo de selagem para uma haste giratória. A presente invenção refere-se a um sistema de selagem, em particular para selar hastes de bomba de bombas dispostas verticalmente para transportar, por exemplo, gás natural liquefeito (lng) ou outros fluidos criogênicos abaixo de -80°c. O sistema de selagem tem um arranjo de selo mecânico (27) que flui através de um fluido de barreira com uma pressão de fluido de barreira, o arranjo de selo mecânico (27) previne uma saida de um fluido de selagem de uma câmara de selagem (20), em que a pressão de fluido de barreira é maior que um fluido de selagem na câmara de selagem (20). Para permitir que um sistema de selagem possa ser fabricado de forma não dispendiosa e que seja particularmente simples de manejar, é proposto,de acordo com a invenção, que uma biela (44) de um dispositivo de pressão de fluido de barreira (33) necessário para ajustar a pressão de fluido de barreira seja disposto pelo menos parcialmente no exterior de um cilindro (34).o cilindro (34) pode, então, ser produzido curto, e dessa forma com um peso leve e de forma não dispendiosa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARRANJO DE SELAGEM PARA UMA HASTE GIRATÓRIA", A invenção refere-se a um sistema de selagem para selar uma haste giratória que se projeta através de uma câmara de selagem, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Um sistema de selagem dessa categoria já foi oferecido e vendido por Sulzer Pumpen AG por alguns anos sob o nome comercial "J-Unit Cryoge-nic Sealing System''.

Este sistema de selagem é, em particular, usado para selar hastes de bomba de bombas dispostas verticalmente para transportar, por e-xemplo, gás natural liquefeito (LNG). O gás natural liquefeito tem uma temperatura de aproximadamente -160°C de modo que arranjos de selagens padrão não possam ser usados facilmente. Esse sistema de selagem é, em particular, caracterizado pelo fato de que o gás natural liquefeito frio é separado do arranjo de selo mecânico que exerce uma função de selagem. Isso é alcançado pelo fato de que não há gás natural liquefeito localizado no interior da câmara de selagem adjacente ao arranjo de selo mecânico, porém de preferência o gás natural que tem uma temperatura muito mais alta do que o gás natural liquefeito. Selos mecânicos padronizados e, portanto, testados e comparativamente baratos, em particular selos mecânicos, podem, portanto, ser usados. O sistema de selo mencionado está projetado, a esse respeito, como um então chamado sistema de adição. Entende-se por isso que o sistema de selagem pode ser preso a uma bomba padrão. Pelas razões mencionadas, é, em particular, adequado o uso no transporte de líquidos frios, por exemplo, fluidos criogênicos com uma temperatura abaixo de -80°C. Entretanto, também pode ser usado em bombas que transportam outros líquidos. Um uso é sempre vantajoso quando se deve assegurar que o líquido transportado, que pode, por exemplo, ser facilmente inflamável ou tóxico, não escapa da bomba para o ambiente. O sistema de selagem mencionado para selar uma haste giratória que se projeta através de uma câmara de selagem tem um arranjo de selo mecânico que é passado através de um fluido de barreira com uma pressão de fluido de barreira. Um fluido de selagem em estado gasoso está presente na câmara de selagem, em particular em forma gasosa, de onde a saída deve ser prevenida pelo sistema de selagem. O fluido de selagem pode ser gás natural, por exemplo. O arranjo de selo mecânico é suprido com fluído de barreira por um dispositivo de pressão de fluido de barreira. O dispositivo de pressão de fluido de barreira tem um cilindro no qual um pistão de pressão deslocável é disposto que divide o cilindro em uma região preenchida com fluido de selagem em estado gasoso e uma região preenchida com e que flui pelo fluido de barreira. O pistão de pressão é, então, disposto no interior do cilindro de modo que um espaço de fluido de selagem seja formado entre o pistão de pressão e uma primeira cobertura de extremidade de cilindro na qual a pressão de fluido de selagem atua e um espaço de fluido de barreira é formado entre o pistão de pressão e uma segunda cobertura de extremidade de cilindro que é fluida através do fluido de barreira. Uma força pode ser aplicada na região preenchida com fluído de barreira por meio do pistão de pressão e a pressão de fluido de barreira pode então ser ajustada. A pressão de fluido de barreira é, nesse sentido, maior por uma diferença de pressão fixa do que uma pressão de fluido de selagem do fluido de selagem que atua na câmara de selagem. A diferença de pressão fixa é alcançada pelo fato de que, por um lado, como descrito acima, a pressão de fluido de selagem e adicionalmente uma força adicional atuam no pistão de pressão. A força adicional é aplicada por uma mola que é disposta na região do cilindro preenchida com fluido de barreira. A força adicional nesse sentido atua no pistão de pressão por meio de uma biela. A biela é igualmente disposta completamente dentro da região do cilindro preenchido com fluido de barreira.

Um pistão de apoio e uma placa retentora de mola, entre os quais a mola mencionada é disposta, estão dispostos dentro do espaço de fluido de barreira. A placa retentora de mola é para esse propósito fixamente conectada à biela e pode ser de forma axial deslocada em.relação ao cilindro. O pistão de apoio é, de forma axial, fixo em relação ao cilindro e tem uma passagem através da qual a biela se projeta de modo que a biela possa ser deslocada de forma axíal em relação ao pistão de apoio. Para a fixação axial do pistão de apoio, o cilindro tem um ombro periférico no qual o pistão de apoio é apoiado contra a força da mola.

Contra este antecedente, o objetivo da invenção é propor um sistema de selagem que pode ser fabricado de forma barata e é particularmente fácil de manejar. O objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, por um sistema de selagem que tem as características de acordo com a reivindicação 1.

De acordo com a invenção, uma cobertura de extremidade de cilindro do dispositivo de pressão de fluido de barreira tem uma passagem. A biela se projeta através do espaço de fluido de barreira e através da passagem mencionada e, portanto, para fora do cilindro. Apenas uma parte da biela é disposta, dessa maneira, dentro do cilindro e, de acordo com o sistema de selagem descrito acima, não dentro da biela total. A passagem e a biela são projetadas e dispostas, de modo que a biela pode ser deslocada de forma axial em relação à base do cilindro. O cilindro pode ser produzido particularmente curto pelo arranjo parcial da biela no exterior do cilindro, por meio do qual o cilindro é barato, por um lado, e é leve e, portanto, simples de manejar, por outro lado. O baixo peso do cilindro é, em particular, vantajoso quando o dispositivo de pressão de fluido de barreira é fixado à bomba. Devido ao baixo peso, a influência no comportamento dinâmico da bomba, por exemplo, no comportamento de vibração da bomba é particularmente pequena.

Em particular, quando a força adicional é aplicada por uma mola que é disposta no exterior do cilindro, o pistão de apoio, que teria que ser fixado de forma axial, não é necessário dentro do cilindro para apoiar a mola. O cilindro pode, portanto, ter o mesmo diâmetro interno sobre o comprimento total do mesmo de odo que o uso cilindros hidráulicos padrões seja possível o que pode ser obtido em uma ampla seleção e de forma barata. Além disso, o espaço de fluido de barreira necessário não é, portanto, desnecessariamente largo e o fluido de barreira total é utilizado para fluir através do arranjo de selo mecânico. A quantidade de fluido de barreira pode ser ajustada de forma bastante simples através de uma seleção correspondente do comprimento do cilindro e, portanto, do tamanho do espaço de fluido de barreira.

Uma conclusão pode ser tirada a partir da quantidade de fluido de barreira presente no sistema de selagem da posição do pistão de pressão e, portanto, também da biela. Isso é, também, particularmente e simplesmente possível devido ao arranjo parcial da biela no exterior do cilindro para detectar a posição do pistão de pressão e, portanto, a quantidade de fluido de barreira dentro do sistema de selagem por meio de uma exibição visual ou de um dispositivo sensor (um então chamado transdutor de nível), por exemplo. No sistema de selagem conhecido descrito acima, todos os componentes conectados ao pistão de pressão são ou dispostos dentro do cilindro ou são circundados por fluido de selagem. Um aparelho de medição complexo é, portanto, necessário para detectar a posição do pistão de pressão. O arranjo de selo mecânico, em particular, tem dois seios mecânicos padrão em um arranjo com as partes posteriores em oposição. A película de lubrificação necessária entre as superfícies corrediças é construída pelo fluido de barreira. Fluidos de barreira comerciais, por exemplo, sob a forma de óleo hidráulico podem ser usados como o fluido de barreira. O arranjo de selagem tem um então chamado anel de bombeamento ou uma manga de bombeamento com uma rosca de bombeamento. O fluido de barreira é, portanto, bombeado através do arranjo de selo mecânico de modo que uma circulação do fluido de barreira entre o arranjo de selo mecânico e o espaço de fluido de barreira do dispositivo de pressão de fluido de barreira seja alcançada de modo que ocorrência de calor no arranjo de selo mecânico seja transportada para longe do arranjo de selo mecânico. A diferença de pressão entre a pressão de fluido de selagem e a pressão de fluido de barreira ajustada por meio do pistão de pressão pode ter uma quantidade de, por exemplo, entre 100 kpa (1,0 bar) e 400 kpa (4,0 bar), e em particular entre 140 (1,4 bar) e 300 kpa (3.0 bar).

Em uma modalidade da invenção, a força adicional é aplicada ao pistão de pressão por uma mola que é disposta no exterior do cilindro. A mola é, em particular, disposta entre uma placa retentora de mola conectada de maneira fixa à biela e a cobertura de extremidade de cilindro que tem a passagem. A força adicional aplicada pela mola atua na mesma direção que a força que atua no pistão de pressão pela pressão de fluido de selagem. A força adicional, portanto, aumenta a pressão de fluido de barreira e, portanto, a diferença de pressão entre a pressão de fluido de selagem e a pressão de fluido de barreira. É possível fornecer apenas uma mola ou também uma pluralidade de molas. O nível da força adicional e, portanto, a diferença de pressão mencionada pode ser ajustada através da seleção da mola e/ou do número de molas. Devido ao arranjo da mola no exterior do cilindro, o último pode ser produzido particularmente curto, o que tem as vantagens descritas acima. Além disso, a mola é, então, facilmente acessível e pode ser presa ou alterada sem ter que abrir o cilindro. A força adicional no cilindro de pressão pode também atuar contra a força aplicada pela pressão de fluido de selagem. Este é o caso quando a biela é disposta acima do pistão de pressão no estado instalado do dispositivo de pressão de fluido de barreira e quando a mola não é fornecida para aplicar uma força adicional na direção da força do fluido de selagem em estado gasoso. Nesse caso, apenas o peso da biela e dos componentes conectados ao mesmo, tal como a placa retentora de mola, atua como uma força adicional. Nesse caso, o dispositivo de pressão de fluido de barreira também é projetado de modo que a pressão de fluido de barreira seja maior do que a pressão de fluido de selagem. Isso é possível pelo fato de que a biela contata o pistão de pressão e é conectado de maneira fixa ao mesmo e, portanto, a superfície na qual a pressão de fluido de barreira no pistão de pressão pode atuar é menor do que a superfície disposta, de forma oposta, na qual a pressão de fluido de selagem atua. O peso mencionado e a superfície na qual a pressão de fluido de barreira atua são compatíveis uns com os outros de modo que, como resultado, os resultados de pressão de fluido de barreira são maiores do que a pressão de fluido de selagem.

Em uma modalidade da invenção, o espaço de fluido de sela- gem é disposto embaixo do espaço de fluído de barreira no estado instalado do dispositivo de pressão de fluido de barreira. O fluido de selagem no espaço de fluido de selagem é normalmente gasoso. Se um vazamento ocorrer no pistão de pressão e se, portanto, o fluido de barreira se mover para o interior do espaço de fluido de selagem devido à pressão maior no espaço de fluido de barreira, o mesmo pode ser facilmente iniciado por meio de uma abertura de saída de fluído na região inferior do espaço de fluido de selagem. Além disso, um reconhecimento do vazamento é, portanto, muito facilmente possível.

Em uma modalidade da invenção, o dispositivo de pressão de fluido de barreira tem um indicador de posição que é disposto no exterior do cilindro do dispositivo de pressão de fluido de barreira e é conectado à biela. O indicador de posição é, em particular, disposto na placa retentora de mola. O indicador de posição pode ser projetado como uma ranhura na placa retentora de mola que pode ser adicionalmente pintada. Uma conclusão pode ser muito facilmente tirada visualmente no que diz respeito à quantidade de fluido de barreira no interior do sistema de selagem da posição do indicador de posição.

Uma cobertura de topo é, em particular, conectada ao cilindro. Embaixo da cobertura de topo a parte da biela que se projeta do cilindro, as chamadas molas e a placa retentora de mola, é disposta. A cobertura de topo nesse respeito serve apenas para cobrir e proteger os nomeados componentes dos elementos e não tem significância, além disso, para o funcionamento do sistema de selagem. A cobertura de topo em particular tem um recorte alongado através do qual o nomeado indicador de posição pode ser visto do exterior da cobertura de topo. O recorte é projetado de modo que o indicador de posição possa ser visto em qualquer posição que pode ser adotada na operação do sistema de selagem. O indicador de posição é, portanto, também visível quando os nomeados componentes são cobertos. Em particular marcações para o indicador de posição que corresponde à específicas quantidades de fluido de barreira são aplicadas na cobertura de topo. Uma marcação para a máxima e mínima quantidade de fluido de barreira pode, portanto, ser aplicado, por exemplo. Uma cobertura e, portanto, uma proteção dos componentes cobertos, por um lado, e uma detecção visual particularmente simples da quantidade de fluído de barreira, por outro lado, são, portanto, possíveis.

Em particular, o recorte é selado por uma folha transparente que pode ser formada como uma folha de acrílico de plástico transparente. A folha é fixada à cobertura de topo, por exemplo, com parafusos. Então, não é possível que partículas indesejadas, por exemplo, areia, possam entrar na cobertura de topo.

Também é possível que um transdutor de nível que se projeta para o interior de um recorte da biela seja disposto na cobertura de topo. O recorte é, em particular, projetado como um furo axiai na extremidade disposta em oposição ao pistão de pressão. Visto que a cobertura de topo está em uma posição fixa em relação ao cilindro, um deslocamento da biela em relação ao transdutor de nível ocorre em um deslocamento do pistão de pressão e, portanto, da biela. A posição da biela em relação ao cilindro pode, portanto, se detectada por meio do transdutor de nível. O transdutor de nível, por exemplo, tem um sistema de medida magnética ou capacitiva. A posição da biela e, portanto, a quantidade de fluido de barreira podem, portanto, ser eletronicamente detectadas e avaliadas. O sinal medido pode, por exemplo, ser transmitido para um computador de monitoramento ou um computador mestre que monitora a quantidade de fluido de barreira e que, na queda a-baixo de uma quantidade crítica, aciona um alarme ou desliga a instalação na qual o sistema de selagem está disposto, isto é, uma bomba para gás liquefeito, por exemplo.

Em uma modalidade da invenção, o espaço de fluido de selagem do cilindro do dispositivo de pressão de fluido de barreira é conectado à câmara de selagem por meio de uma linha de conexão. O fluido de selagem pode, portanto, ser particular e facilmente provido no espaço de fluido de selagem e, portanto, a pressão de fíuido de selagem pode ser acumulada.

Em uma modalidade da invenção, um dispositivo de troca de calor é disposto entre o dispositivo de pressão de fluido de barreira e o arranjo de selo mecânico para refrigerar o fluido de barreira. O dispositivo de troca de calor pode ser projetado, por exemplo, como arestas em uma linha de alimentação ou linha de expulsão para o fluido de barreira ou como um tro-cador de calor que flui por um meio de resfriamento. O calor que resulta em um aquecimento do fluido de barreira ascende nas superfícies corrediças do arranjo de selo mecânico. Pode ser assegurado pelo dispositivo de troca de calor que a temperatura do fluido de barreira não aumenta muito. Um dano ao sistema de selagem com base nas temperaturas muito altas do fluido de barreira pode, portanto, ser confiavelmente evitado.

Em uma modalidade da invenção, o arranjo de selo mecânico é disposto em um cartucho de selo através do qual a haste se projeta. Um ventilador axial é disposto em uma parte da haste que se projeta do cartucho de selo e é conectado giratoriamente e de forma fixa à haste. O ventilador axial é projetado de modo que transporte ar na direção do cartucho de selo em uma giro da haste e, portanto, um fluxo de ar ascende ao longo do cartucho de selo. Isso realiza um resfriamento do cartucho de selo e, portanto, também do arranjo de selo mecânico.

Em uma modalidade da invenção, uma câmara de isolamento é disposta em um lado da câmara de selagem disposta em oposição ao arranjo de selo mecânico. A câmara de selagem é separada do segmento de isolamento por meio de um elemento de isolamento, com uma possível troca de gás entre a câmara de selagem e a câmara de isolamento. O elemento de isolamento é projetado, por exemplo, como um disco que é selado nas regiões externas do mesmo em relação a uma parede externa da câmara de isolamento e/ou da câmara de selagem. O elemento de isolamento tem uma passagem para a haste que é projetada de modo que, em particular, um meio gasoso possa fluir através e entre a haste e o elemento de isolamento. O sistema de selagem é disposto, normalmente, em uma bomba de modo que a câmara de isolamento seja disposta adjacente a uma região da bomba da qual o fluido transportado pode se mover para a câmara de isolamento. Então, é o objetivo do sistema de selagem prevenir uma saída do fluido movido para a câmara de isolamento no ambiente. Se a bomba é usada para transportar gás natural liquefeito, o gás natural liquefeito pode se mover para a câmara de isolamento na qual pelo menos evapora parcialmente devido às temperaturas mais altas na câmara de isolamento. O fluido gasoso de selagem que, portanto, ascende pode passar o elemento de isolamento até a câmara de selagem e pode acumular a pressão de fluido de selagem lá. Para expelir fluido a ser transportado que não evapora na câmara de isolamento e, portanto, permanecer líquido, uma linha de expulsão é, em particular, fornecida para o fluido líquido. A linha de expulsão, em particular, leva a um lado de admissão da bomba. Previne-se, também, através da expulsão do fluido líquido que o mesmo passe o elemento de isolamento para a câmara de selagem. A linha de expulsão pode, em particular, servir também como uma conexão de pressão por meio da qual a pressão na câmara de isolamento e, portanto, também na câmara de selagem pode ser ajustada. No exemplo descrito, no qual a câmara de isolamento é conectada a um lado de entrada da bomba, a pressão de entrada da bomba, portanto, atua na câmara de isolamento e, então, também na câmara de selagem. Uma pressão de fluido de barreira é, portanto, ajustada pelo dispositivo de pressão de fluido de barreira de modo que tenha uma diferença de pressão fixa em relação à pressão de sução da bomba.

Um bom isolamento térmico pode ser assegurado entre as duas câmaras pelo arranjo descrito da câmara de isolamento em relação à câmara de selagem. Pode-se, portanto, assegurar que as temperaturas no arranjo de selo mecânico não se tornem muito baixas e, portanto, uma operação ideal do arranjo de selo mecânico é possível.

Se um ventilador axial descrito acima é usado na haste com esse projeto, o fluxo de ar que flui ao longo do cartucho de selo e é aquecido em tal feito resulta em um aquecimento do elemento de isolamento, e, portanto, também da câmara de isolamento. Isso promove a evaporação descrita do fluido transportado pela bomba e contribui com um isolamento particularmente eficaz em relação à bomba. O sistema de selagem, de acordo com a invenção, pode, em particular, ser disposto em um alojamento de uma bomba para transportar um líquido, em particular gás natural liquefeito. O sistema de selagem é, então, disposto em uma região de saída de uma haste sob a forma da bomba ou haste de acionamento do alojamento. Em relação a isso, todos os componentes do sistema de selagem não têm de ser dispostos no chamado alojamento. Por exemplo, é possível que o dispositivo de pressão de fluido de barreira seja disposto independentemente do alojamento.

Vantagens, recursos e detalhes adicionais da invenção resultam da referência à seguinte descrição das modalidades e aos desenhos. São mostrados: A Figura 1 é um sistema de selagem disposto em um alojamento de uma bomba.

De acordo com a Figura 1, uma bomba 10 tem uma alojamento de bomba 11 e uma haste giratória 12 sob a forma de uma haste de acionamento ou haste de bomba. A bomba 10 é acionada por meio da haste 12 por um motor eletrônico, não mostrado. Uma bomba 10 é disposta verticalmente e serve para o transporte de gás natural liquefeito de modo que o gás natural liquefeito possa sair em uma bucha de estrangulamento 13 através da qual a haste 12 sai através do alojamento de bomba 11. A bucha de estrangulamento 13 é selada em relação ao ambiente por meio de um sistema de selagem 9. Apenas detalhes da haste 12 e do alojamento de bomba 11 são mostrados; a representação de componentes adicionais da bomba 10 foi, igualmente, dispensada.

Uma parte da bucha de estrangulamento 13 que se projeta do alojamento de bomba 11 é circundada por uma parede externa cilíndrica 15 de uma câmara de isolamento 16. A parede externa 15 da câmara de isolamento 16 é aparafusada até o alojamento de bomba 11 com o uso de uma pluralidade de parafusos dos quais apenas um parafuso 17 é mostrado. A câmara de isolamento 16 é unida por um elemento de isolamento 18 no lado distante do alojamento de bomba 11, ou seja, na direção vertical. O elemento de isolamento 18 é projetado como um disco que tem uma passagem 19 para a haste 12. O elemento de isolamento 18 é selado por selos, não mostrado, em relação ao alojamento externo 15 da câmara de isolamento 16 de modo que não há passagem presente para um gás ou para um líquido entre o elemento de isolamento 18 e o alojamento externo 15 da câmara de isolamento 16. O elemento de isolamento 18 separa a câmara de isolamento 16 de uma câmara de selagem adjacente verticalmente 20. A câmara de selagem 20 tem, igualmente, uma parede externa cilíndrica principal 21 que é aparafusada por meio dos chamados parafusos 17 à parede externa 15 da câmara de isolamento 16 e, portanto, ao alojamento de bomba 11. A passagem 19 do elemento de isolamento 18 é projetada de modo que o gás possa fluir através e entre a passagem 19 e a haste 12. Por essa razão, um escudo retentor de óleo 22 é disposto na passagem 19 e circunda a haste 12 e se projeta para a câmara de selagem 20. Portanto, aeepn11τα-sp nup o oás nodp rpconhpciriampntp movpr-sp da câmara rip isolamento 16 para a câmara de selagem 20 sob a forma de gás natural, porém nenhum líquido que pode estar localizado na câmara de selagem 20 na região do elemento de isolamento 18 pode se mover da câmara de selagem 20 para a câmara de isolamento 16. O escudo retentor de óleo 22 é disposto na passagem 19 de modo que nem gás nem líquido pode fluir através entre o escudo retentor de óleo 22 e a passagem 19. Para que o líquido não se mova ao final entre o escudo retentor de óleo 22 e a haste 12, um disco de tela 23 é preso à haste embaixo do escudo retentor de óleo 22, que está na câmara de isolamento 16, e um disco de deflexão é preso acima do escudo retentor de óleo 22, que está na câmara de selagem 20. Os diâmetros do disco de tela 23 e do disco de deflexão 24 são, em relação a isso, cada um, maior do que o diâmetro do escudo retentor de óleo 22. O gás natural liquefeito pode sair da bomba 10 por meio da bucha de estrangulamento 13 para a câmara de isolamento 16. O gás natural liquefeito evapora pelo menos parcialmente nesse lugar de modo que a câmara de isolamento 16 é preenchida com gás natural liquefeito e com gás natural gasoso. Para expelir o gás natural liquefeito de coleta, a câmara de isolamento 16 tem uma abertura de expulsão 25 na parede externa da mesma 15 que é conectada a uma linha de expulsão 26. A linha de expulsão 26 leva a um lado de entrada da bomba 10, não mostrado, no qual a então chamada pressão de entrada da bomba 10 está presente. A pressão de entrada também está presente na câmara de isolamento 16 devido a essa conexão.

Um arranjo de selo mecânico 27 é verticalmente adjacente em relação à câmara de selagem 20 na direção axial da haste 12. O arranjo de selo mecânico 27 tem um cartucho de selo 28 que é aparafusado à parede externa 21 da câmara de selagem 20. Dois selos mecânicos padrão em um arranjo com as partes posteriores em oposição 29 são dispostos na haste 12 dentro do cartucho de seio 28, sem detalhes mostrados. Os selos mecânicos 29 têm um anel de bombeamento, não mostrado adicionalmente, para bombear fluido de barreira através dos selos mecânicos 29. O cartucho de selo 28 é selado em relação à parede externa 21 da câmara de selagem 20 por meio de um anel em O que não é mostrado. No entanto, pequenas quantidades de fluido de barreira podem sair do arranjo de seio mecânico 27 na região da haste 12 e podem se mover até a câmara de selagem 20. Isso pode ocorrer particularmente desde que a pressão do fluido de barreira, que é a pressão de fluido de barreira, seja maior do que a pressão do fluido de selagem, que é do gás natural, na câmara de selagem 20. Se o fluido de barreira se move ao longo da haste 12 a partir do arranjo de selo mecânico 27 para a câmara de selagem 20, o fluido de barreira goteja sobre o disco de deflexão giratório 24 e é arremessado pelo mesmo para fora em direção à parede externa 21 da câmara de selagem 20. Portanto, assegura-se que nenhum fluido de barreira possa entrar no escudo retentor de óleo 22 e, portanto, na câmara de isolamento 16. O fluido de barreira que sai ao longo da haste 12 é coletado na câmara de selagem 20; no entanto, devido ao escudo retentor de óleo 22 o fluido de barreira não pode se mover mais longe para a câmara de isolamento 16. Uma abertura 30 que é fechada por um tampão 31 é fornecida na parede externa 21 na região inferior da câmara de selagem 20. O fluido de barreira coletado pode ser deixado fora da câmara de selagem 20 por meio dessa abertura 30. Também é possível fornecer uma linha aqui por meio da qual o fluido de barreira pode fíuir continuamente. Nesse caso, uma conclusão pode ser tirada por meio da detecção da quantidade de fluido de barreira que foi fluido em um vazamento não permitido no arranjo de selo mecânico 27 ou, conforme descrito adicionaimente abaixo, em um dispositivo de pressão de fluido de barreira 33.

Um ventilador axial 32 que é fixa e giratória mente conectado à haste 12 é verticalmente adjacente ao cartucho de selo 28 na direção axial da haste 12. O ventilador axial 32 é projetado de modo que um fluxo de ar ascenda ao longo do cartucho de selo 28 na direção do elemento de isolamento 18 ou câmara isolante 16 durante a operação da bomba 10, que está com uma haste giratória· 12. Um resfriamento do cartucho de selo 28 e, portanto, também do arranjo de selo mecânico 27 é, portanto, alcançada, por um lado, e um aquecimento do elemento isolante 18 e da câmara de isolamento 16 é alcançado, por outro lado.

Um motor elétrico, não mostrado, que aciona a haste 12 e, portanto, serve para o acionamento da bomba 10 é adjacente ao ventilador axial 32.

Ademais, o sistema de selagem 9 tem um dispositivo de pressão de fluido de barreira 33 já brevemente mencionado acima. O dispositivo de pressão de fluido de barreira 33 tem um cilindro 34 com uma cobertura de extremidade de cilindro de topo 35 e uma cobertura de fundo de extremidade de cilindro 36, com os dois cilindros bases 35 e 36 que são aparafusados uns aos outros no exterior do cilindro 34 e o cilindro 34, portanto, grampeado entre as duas coberturas de extremidade de cilindro 35, 36. O cilindro 34 é projetado como um cilindro hidráulico padrão. Um pistão de pressão 37 que divide o cilindro 34 em um espaço de fluido de selagem 38 e em um espaço de fluido de barreira 39 é disposto no cilindro 34. Em relação a isso, no estado de instalação do dispositivo de pressão de fluido de barreira 33, conforme mostrado na Figura 1, o espaço de fluido de selagem 38 é disposto embaixo do espaço de fluido de barreira 39. Se um vazamento tiver de ascender no pistão de pressão 37, apenas o fluido de barreira pode entrar no espaço de fluido de selagem 38 devido à pressão de fluido de barreira que é maior do que a pressão de fluido de selagem; uma saída do fluido de selagem não é possível. Se o fluido de barreira se mover para o espaço de fluido de selagem, o mesmo pode fluir por meio de uma linha de conexão 40 descrita em mais detalhes adicionalmente abaixo até a câmara de selagem 20 e pode ser expelido por meio da abertura 30 na parede externa 21 da câmara de selagem 20. O espaço de fluido de selagem 38 é conectado pela linha de conexão 40 à câmara de selagem 20 de modo que a pressão de fluido de selagem e, portanto, a pressão de entrada da bomba 10 atuem no espaço de fluido de selagem 38. O espaço de fluido de barreira 39 é conectado ao arranjo de selo mecânico 27 por meio de uma linha de alimentação 41 e por meio de uma linha de expulsão 42. O anel de bombeamento do arranjo de selo mecânico 27 é projetado de modo que o fluido de barreira seja bombeado do arranjo de selo mecânico 27 por meio de uma linha de expulsão 42 para o espaço de fluido de barreira 39 e de lá de volta para o arranjo de selo mecânico 27 novamente por meio da linha de alimentação 41. A cobertura de extremidade de cilindro de topo 36 tem as conexões e passagens necessárias para isso. As arestas de resfriamento 43 são dispostas na linha de alimentação 41 que servem para refrigerar o fluido de barreira. Além disso, as arestas de resfriamento correspondentes também podem ser fornecidas na linha de expulsão 42. Além disso, também é possível que um trocador de calor seja disposto em uma ou ambas as linhas. O pistão de pressão 37 é aparafusado a uma biela 44 que é alinhado na direção axial do cilindro 34 a se estende através do espaço de fluido de barreira 39 e através da cobertura de extremidade de cilindro de topo 36. A cobertura de extremidade de cilindro de topo 36 para esse propósito tem uma passagem 45 na qual selos e uma bucha, não mostrada em mais detalhe, são dispostos. Uma placa retentora de mola 46 é aparafusada à primeira extremidade da biela 44 disposta oposta ao pistão de pressão 37. Duas molas 47, 48 dispostas de forma coaxial na biela 44 são grampeadas entre a placa retentora de mola 46 e a cobertura de extremidade de cilindro de topo 36, com as molas 47, 48 que são apenas parcialmente mostradas por razões de clareza. As duas molas 47 e 48 exercem uma força adicional no pistão de pressão 37 por meio da biela 44. Também é possível que apenas uma mola ou nenhuma mola seja fornecida.

Uma parte superior da cobertura de extremidade de cilindro de topo 36, a parte superior da biela 44 e as molas 47, 48 são dispostas embaixo de uma cobertura de topo 49 que é assentada na cobertura de extremidade de cilindro de topo 36 e é conectada à mesma. A cobertura de topo 49 tem um recorte alongado 50 através do qual um indicador de posição 51 sob a forma de uma ranhura pintada no interior da placa retentora de mola 46. A posição da placa retentora de mola 46 também pode ser lida por meio de um indicador de posição 51 com uma cobertura de topo 49 posta de modo que uma conclusão possa ser tirada a partir de uma quantidade de fluido de barreira contida no interior do espaço de fluido de barreira 39 e portanto no interior do sistema de selagem inteiro 9. O recorte 50 é selado por uma Folha de Acrílico de plástico transparente. A folha é fixada à cobertura de topo com parafusos não mostrados.

Além disso, um transdutor de nível 52 é disposto na cobertura de topo 49 por meio da qual a posição da biela 44 pode ser eletronicamente detectada. Por esse motivo, o transdutor de nível 52 tem um bastão 53 que se projeta para um furo 54 da biela 44. O transdutor de nível 52 pode determinar o quão longe o bastão 53 se projeta até o furo 54 e a partir disso po-de-se determinar a posição da biela 44 e, portanto, do pistão de pressão 37. Essa informação pode ser transmitida para um computador de monitoramento ou um computador mestre sob a forma de um sinal medido por meio de linhas de sinais, não mostrado. A pressão de fluido de barreira no espaço de fluido de barreira 39 e, portanto, também na linha de alimentação 41, no arranjo de selo mecânico 27 e na linha de expulsão 42 pode ser ajustada por meio da força que atua na direção do espaço de fluido de barreira 39 no pistão de pressão 37. Essa força é predominantemente composta pela força.que atua com base na pressão de fluido de selagem no espaço de fluido de selagem 38 e na força das molas 47 e 48 introduzidas por meio da biela 44 e que atua na mesma direção. A pressão de fluido de barreira é ajustada em relação a isso, em que o equilíbrio de força está presente no pistão de pressão 37. Em relação a isso, as superfícies nas quais as pressões podem atuar também desempenham um papel na adição à pressão de fluido de selagem, à pressão de fluido de barreira e à força adicional. No projeto descrito, o resultado de uma pressão de fluido de barreira por uma diferença de pressão fixa é maior do que a pressão de fluido de selagem. As superfícies e as molas 47, 48 são, em particular, selecionadas de modo que resulte em uma diferença de pressão entre 140 kPa (1,4 bar) e 300 kPa (3,0 bar).

Claims (15)

1. Sistema de selagem para selar uma haste giratória (12) que se projeta através de uma câmara de selagem (20), que tem um arranjo de selo mecânico (27) que flui por um fluido de barreira com uma pressão de fluido de barreira; um dispositivo de pressão de fluido de barreira (33) que tem um pistão de pressão (37) que é deslocável em um cilindro (34) e por meio do qual a pressão de fluido de barreira pode ser ajustada, em que o cilindro (34) tem uma cobertura de extremidade de cilindro (36) e é dividido pelo pistão de pressão (37) em um espaço de fluido de selagem (38) no qual a pressão de fluido de selagem atua e no interior de um espaço de fluido de barreira (39) que flui pelo fluido de barreira; a pressão de fluido de barreira é maior do que uma pressão de fluido de selagem de um fluido de selagem que atua na câmara de selagem (20); a pressão de fluido de selagem e uma força adicional atuam no pistão de pressão (37) da dispositivo de pressão de fluido de barreira (33) para ajuste da pressão de fluido de barreira; e a força adicional atua no pistão de pressão (37) por meio de uma biela (44) conectado ao pistão de pressão (37), caracterizado pelo fato de que a cobertura de extremidade de cilindro (36) tem uma passagem (45) e a biela (44) se projeta através do espaço de fluido de barreira (39) e a passagem (45) da cobertura de extremidade de cilindro (36) e, portanto, se projeta para fora do cilindro (34).

2. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a força adicional é aplicada por uma mola (47, 48) que é disposta no exterior do cilindro (34).

3. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a mola (47, 48) é disposta entre uma placa retento-ra de mola (46) conectada à biela (44) e a cobertura de extremidade de cilindro (36) que tem a passagem (45).

4. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2 ou reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o espaço de fluido de selagem (38) é disposto por baixo do espaço de fluido de barreira (39) no estado instalado do dispositivo de pressão de fluido de barreira (33).

5. Sistema de selagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por um indicador de posição (51) que é disposto no exterior do cilindro (34) do dispositivo de pressão de fluido de barreira (33) e é conectado à bieJa (44).

6. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o indicador de posição (51) é disposto na placa retentora de mola (46).

7. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 5 ou reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma cobertura de topo (49) é conectada ao cilindro (34) que tem um recorte (50), com o recorte (50) que é disposto em relação ao indicador de posição (51) de modo que o indicador de posição (51) possa ser visto do exterior da cobertura de topo (49).

8. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o recorte (50) é selado por uma folha transparente (55).

9. Sistema de selagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o cilindro (34) é conectado a uma cobertura de topo (49) na qual um transdutor de nível (52) é disposto, o qual se projeta em um recorte (54) da biela (44) de modo que uma posição da biela (44) possa ser detectada.

10. Sistema de selagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o espaço de fluido de selagem (38) do cilindro (34) do dispositivo de pressão de fluido de barreira (33) é conectado à câmara de selagem (20) por meio de uma linha de conexão (40) .

11. Sistema de selagem, de acordo om a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de troca de calor (43) é disposto entre o dispositivo de pressão de fluido de barreira (33) e o arranjo de selo mecânico (27) para refrigerar o fluido de barreira.

12. Sistema de selagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o arranjo de selo mecânico (27) é disposto em um cartucho de selo (28) através do qual a haste (12) se projeta e um ventilador axial (32) é disposto em uma parte da haste (12) que se projeta para fora do cartucho de selo (28).

13. Sistema de selagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que uma câmara de isolamento (16) é disposta em um lado da câmara de selagem (20) disposta com as partes posteriores em oposição ao arranjo de selo mecânico (27) e a câmara de selagem (20) é dividida da câmara de isolamento (16) por meio de um elemento de isolamento (18), com o elemento de isolamento (18) sendo projetado de modo que uma troca de gás seja possível entre a câmara de selagem (20) e a câmara de isolamento (16).

14. Sistema de selagem, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a câmara de isolamento (16) tem uma abertura de expulsão (25) por meio da qual uma pressão pode ser ajustada no interior da câmara de isolamento.

15. Bomba para transportar um fluido, em particular um gás natural liquefeito, que tem um alojamento (11) e uma haste possível de ser conduzida (12), em que um sistema de selagem (9), de acordo com as reivindicações 1 a 14, é disposto em uma região de saída da haste (12) do alojamento (11).