Dichtungsvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungs vorrichtung zwischen zwei unter verschiedenem Druck stehenden Räumen einer Maschine, welche ein zwi schen einem feststehenden und einem beweglichen Maschinenteil angeordnetes Dichtungselement umfasst. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement elastisch deformierbar ist und unter einem von der zwischen den beiden Räumen herrschenden Druckdifferenz gesteuerten Druck an die beiden Maschinenteile gepresst wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Dichtungselement einen kreisringförmigen Quer schnitt und ist aufblasbar und wird dadurch an die Innenseite des feststehenden, hohlzylindrischen und auf die_Aussenseite des beweglichen zylindrischen Ma schinenteiles gepresst, wobei dessen Innenraum vom feststehenden Maschinenelement her mit variablem Druck aufgeblasen wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtungselement kissenförmig und wird vom feststehenden Maschinenelement aus mittels eines Stempels in einem Schacht gegen das bewegliche Ma schinenelement gedrückt.
Die erfindungsgemässe Dichtungsvorrichtung wird vorteilhaft zum Abdichten des Filtereinlass- vom Fil- terauslassraums in einer Filteranlage, welche in einem zylindrischen, feststehenden Gehäuse ein rotierendes Trommelfilter aufweist, verwendet. Diese Verwen dung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdiffe renz zwischen Filtereinlass- und Filterauslassraum zur Steuerung des Druckes verwendet wird, mit welchem die Dichtungselemente gegen das Gehäuse und das Trommelfilter gepresst werden.
Die erfindungsgemässe Dichtungsvorrichtung er möglicht es, feststehende gegen bewegliche Maschi nenteile in der Weise abzudichten, dass die zum Dich ten notwendige Kraft jederzeit den Betriebsverhältnis- sen angepasst werden kann. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn zwischen den voneinander abzudich tenden Hoch- und Niederdruckseiten wechselnde Druckdifferenzen auftreten.
Starre bekannte Dichtungsvorrichtungen werden in solchen Fällen einfach von Anfang an mit so viel Druck gegen die beiden Maschinenteile gepresst, dass sie der höchsten auftretenden Differenz zwischen Hoch- und Niederdruckseite sicher gewachsen sein werden. Diese grossen Druckdifferenzen können aber in vielen Fällen nur selten vorkommen, und es ist möglich, dass während der weitaus meisten Betriebs zeit viel kleinere Druckdifferenzen herrschen.
Wenn nun die Dichtungselemente bekannter Vor richtungen ständig mit einem der maximalen Druck differenz angepassten Druck angepresst werden, so wird in diesen Fällen während der meisten Betriebs zeit unnütz viel Kraft aufgewendet. Dadurch geht nicht nur Energie verloren, sondern die Dichtungs elemente werden auch viel rascher abgenützt.
Bei der erfindungsgemässen Dichtungsvorrichtung können jedoch die Dichtungselemente ständig je nach den Betriebsverhältnissen mit dem gerade zur Dich tung ausreichenden Druck an die Maschinenteile ge presst werden, so dass keine unnötige Kraft aufgewen det und somit keine Energie verschwendet werden muss und die Dichtungselemente geschont werden können.
Die nachfolgende Beschreibung erläutert an Hand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie deren Anwendung zum Abdich ten eines rotierenden Trommelfilters in einer Abwas- serfiltrieranlage mit automatischer kontinuierlicher oder intermittierender Rückspülung.
In der beiliegenden Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Filteranlage, wobei eine erste Form der Dich- tungsvorrichtung vereinfacht schematisch dargestellt ist, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1, wobei eine zweite Form der Dichtungsvorrich tung vereinfacht schematisch dargestellt ist,
Fig. 3 in grösserem Massstab Einzelheiten der in Fig. 1 schematisch dargestellten Dichtungsvorrichtung und Fig. 4 ein vereinfachtes Schema des Betriebes der in Fig. 1-3 gezeigten Filteranlage und der Dichtungs vorrichtungen.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, befindet sich in einem Gehäuse 1 von im allgemeinen zylindrischer Form zwischen den beiden Frontplatten 2 und 3 ein auf der drehbaren ss.'elle 4 sitzendes Trommelfilter 5. Dieses ist mit Hilfe der Keile 6 und 7 an der Welle 4 festgemacht und wird durch die Abstandsscheiben 8 und 9 in axialer Richtung festgehalten. Die Welle 4 dreht sich bei 10 und Il in nicht eingezeichneten Stopfbüchsen bekannter Bauart und wird von einem nicht eingezeichneten Motor in üblicher Weise ange trieben.
Das Gehäuse 1 weist eine mit einem Gewinde ver sehene Eintrittsöffnung 12 auf, in welche die nicht eingezeichnete Zufuhrleitung für das zu filtrierende Rohwasser eingeschraubt ist. Das Rohwasser fliesst zunächst in den Raum 13 und sodann durch die Fil tereinheiten 14 in das Trommelinnere 15. Aus der Filtertrommel fliesst der grösste Teil des Reinwassers durch die Bohrungen 16 in den Raum 17 und verlässt die Filteranlage durch die mit einem Gewinde ver sehene Austrittsöffnung 18.
Da während des Betriebes die Filtertrommel ro tiert, gleiten die Filtereinheiten 14 abwechselnd an der Rückspülkammer 19 vorbei, in welcher mittels einer nicht eingezeichneten Saugpumpe ein geringerer Druck als im Trommelinnern 15 aufrechterhalten wird. Somit werden die Filtereinheiten 14 während des Betriebes immer wieder mittels eines kleinen Teils des Beinwassers rückgespült, wenn sie an der Rück spülkammer vorbeigleiten. Der rückgespülte Schlamm wird durch die mit einem Gewinde versehene Schlammabzugsöffnung 20 abgezogen, welche sich in der Grundplatte 21 befindet. Diese ist mittels üb licher Schrauben 22 über bekannte Dichtungen 23 am Gehäuse 1 befestigt.
Die Filtereinheiten 14 bestehen aus in die Trom mel 5 eingesetzten zylindrischen Haltern 24, in welche Büchsen 25 eingeschraubt sind, deren Boden in ge eigneter Weise durchlöchert ist. Zwischen der Aus trittsöffnung 26 der Halter 24 und der Büchse 25 ist das Filtermaterial 27 angeordnet. Als Filtermaterial können alle bekannten Filterhilfsmittel verwendet wer den. Es ist auch möglich, Halter von verschiedener Länge in die Filtertrommel einzusetzen und so die Fil tereinheiten dem zu filtrierenden Gut anzupassen.
Die Rückspülkammer 19 wird durch die Grund platte 21 und das Blech 28 begrenzt. Zur Abdichtung der Rückspülkammer 19 gegen den Raum 13, in wel chem Rohwasser zirkuliert, dient das kissenförmige Dichtungselement 29 aus elastisch deformierbarem Material. Man kann dafür zum Beispiel vulkanisierten Kautschuk verwenden.
Das Dichtungselement 29 erstreckt sich um das Blech 28 herum und befindet sich in dem durch die Bleche 28 und 30 gebildeten Schacht, worin es vom Stempel 31 gegen die Aussenfläche der Filtertrommel 5 gedrückt wird. Der Druck, mit welchem der Stem pel 31 das Dichtungselement 29 an die Filtertrommel anpresst, wird hier hydraulisch in der Kammer 32 er zeugt, welche über die in die Grundplatte 21 einge setzten Rohre 33 mit einer nicht eingezeichneten druckerzeugenden und -regulierenden Vorrichtung in Verbindung steht. Der Druck im Raum 32, d. h. der Anpressdruck des Dichtungselementes 29, ist variabel und wird, wie weiter unten noch gezeigt wird, von der Druckdifferenz zwischen Roh- und Reinwasser, d. h. zwischen den Räumen 13 und 15, gesteuert.
Die in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Dich tungsvorrichtung zum Abdichten der rotierenden Fil tertrommel 5 gegen das feststehende Gehäuse 1 wird in Fig. 3 in einem grösseren Massstab näher erläutert.
An beiden Stirnseiten der Filtertrommel 5 befindet sich ein zylindrischer Vorsprung 34 mit einer harten nichtrostenden Bandage 35. Zwischen zwei am Ge häuse 1 (Fig. 1) angebrachten Flanschen 36 werden zwei Bordringe 37 festgehalten, welche miteinander eine keilförmige, an der Innenwand des Gehäuses 1 umlaufende Nut bilden. In dieser durch die Bordringe 37 gebildeten Nut sitzt ein elastischer O-Ring 39 aus vulkanisiertem Kautschuk, welcher über eine oder mehrere Leitungen 38, die im Gehäuse 1 sitzen, auf geblasen wird. Die Bandage 35 gleitet auf dem O-Ring 39. Der Druck des Gases, mit welchem der O-Ring 39 aufgeblasen wird, wird in einer nicht eingezeichneten druckerzeugenden und -regulierenden Vorrichtung er zeugt.
Dieser Druck ist variabel und wird in Abhän gigkeit der Druckdifferenz zwischen Roh- und Bein wasser, d. h. zwischen den Räumen 13 und 15 regu liert, wie nachfolgend beschrieben wird.
In Fig. 4 ist mit 40 allgemein die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Filteranlage bezeichnet. Das Roh wasser tritt bei 12 ein, das Beinwasser bei 18 aus und der abfiltrierte Schlamm wird bei 20 aus der Rück spülkammer abgezogen.
Ein Differenzmanometer 41 misst die Druckdiffe renz zwischen dem Rohwassereintritt 12 und dem Reinwasseraustritt 18. Eine dieser Druckdifferenz ent sprechende Grösse wird pneumatisch oder elektrisch in bekannter Weise auf ein übliches Schaltgerät 42 ge geben, welches in ebenfalls bekannter Weise pneuma tisch oder elektrisch eine übliche Regelvorrichtung 43 eines Reduzierventils 44 bekannter Bauart beeinflusst. Eine Pumpe 45 beliefert die Leitung 46 über das Re duzierventil mit Druckluft. Anstelle der Pumpe 45 kann auch ein Vorratsbehälter mit unter Druck ste hender Kohlensäure oder einem andern Gas verwen det werden.
Die Leitung 46 führt die Druckluft über die Rohre 33 und 38 zur Kammer 32 und zum Innern der O- Ringe 39. Somit werden das kissenförmige Dichtungs element 29 und die O-Ringe 39 mit gleichem Druck gegen die rotierende Filtertrommel 5 gepresst. Durch das Schaltgerät 42 wird das Reduzierventil 44 derart gesteuert, dass der Druck in der Leitung 46, d. h. der die Dichtungselemente an die Trommel anpressende Druck, eben ausreicht, um bei der zwischen Roh- und Reinwasserleitung herrschenden Druckdifferenz eine wirksame Dichtung zu gewährleisten.
Diese Druckdifferenz zwischen Roh- und Bein wasser richtet sich im Betrieb der Filteranlage unter anderem nach der Art und Menge des abzufiltrieren- den Schlammes, nach der Intensität der Rückspülung der Filterelemente, nach der Tiefe des in den Filter elementen angesammelten Schlammes und nach dem verwendeten Filterhilfsmittel. Wenn gewünscht, kann die Filteranlage zusätzlich rückgespült werden. Zu diesem Zweck pumpt man bei geschlossener Roh- und Beinwasserleitung durch die Öffnung 47 Spülwasser ein. Das Einpumpen von zusätzlichem Spülwasser und das Abziehen des Schlammes können automatisch in bekannter Weise gesteuert werden.