Abdichtung, insbesondere Notabdichtung, zwischen einer Welle, Spindel oder Stange und einem Gehäusedurchgang
Die Erfindung betrifft eine Abdichtung, insbesondere Notabdichtung, zwischen einer Welle, Spindel oder Stange und einem Gehäusedurchgang, mit einem durch Druckmittel zwischen den beiden Teilen dichtpressbaren Dichtelement.
Bekannte Ab dichtungen sind Manschetten, die in einem Gehäuse gefasst oder so versteift sind, dass sie als einbaufertige Teile verwendet werden können. Abdichtungen werden im Maschinen-, Apparate- und Fahr zeugbau zum Unterbinden des Austritts von Schmiermitteln oder anderen Flüssigkeiten bzw. Gasen oder des Eintritts irgendwelcher Verunreinigungen am Gehäusedurchgang von Wellen, Achsen, Spindeln und Stangen verwendet. Die dabei verwandten Manschettenlippen werden meist durch eine Schraubenzugfeder angedrückt.
Die Anwendung derartiger Abdichtungen beschränkt sich auf Einbaustellen mit einem verhältnismässig geringen Differenzdruck. Bei etwas höherem Druck sind Ab dichtungen bei niedriger Gleitgeschwindigkeit oft noch zu gebrauchen, wenn ein Stützring vorgesehen wird. Ein Nachteil dieser bekannten Abdichtungen besteht darin, dass sie nicht wahlweise in oder ausser Betrieb gesetzt werden können (Notabdichtung). Sie unterliegen weiter einem ständigen Verschleiss, der auch die abzudichtenden Metallteile betreffen kann und verhindern ein eventuell auch nur periodisches Spülen.
Es sind ferner Blähkörperdichtungen bekannt, welche durch ihren Blähkörper beispielsweise eine Welle mit Wälzlagerung im Bewegungs- und/oder Ruhezustand gegen ein Gehäuse abdichten. Bei Verwendung derartiger Blähkörperdichtungen ist jedoch nachteilig, dass die eigentliche Dichtung mit einem besonderen Blähkörper verbunden sein muss, so dass die zum Anpressen der Dichtung erforderliche Kraft nicht direkt in der Nut durch einen auf die Dichtung wirkenden Druck erzeugt werden kann.
Insbesondere bei emaillierten oder sonstwie korrosionsgeschützten Rührwerksbehältern, die in der chemischen Industrie Verwendung finden, besteht ferner die Schwierigkeit, dass bei hohem Überdruck oder Vakuum gut abdichtende Stopfbüchsen oder Gleitringabdichtungen verwandt werden müssen, die während des Betriebs in ihrer Leistungsfähigkeit so nachlassen können, dass ein Auswechseln oder eine Reparatur erforderlich ist.
Dies ist jedoch praktisch nur dadurch möglich, dass der betreffende Behälter entleert bzw. der Druck abgelassen wird, um die Reparatur durchführen zu können.
Entsprechende Schwierigkeiten bestehen bei Ventilen, welche für die Spindeldurchführung eine Stopfbüchse aufweisen.
Die erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten werden durch eine Abdichtung, die insbesondere als Notabdichtung verwendbar ist, gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass ein Profilring in einer Ringnut vorgesehen ist, die in einem der beiden gegeneinander abzudichtenden Teile ausgebildet ist und an den anderen Teil angrenzt, und dass in dem Bereich zwischen dem Profilring und der Bodenfläche der Ringnut eine Druckmittelleitung angeschlossen ist.
Eine neuerungsgemässe Abdichtung ist in besonders vorteilhafter Weise unter Verwendung handelsüblicher Dichtelemente als Notabdichtung verwendbar, wenn in der Hauptsache nur dann eine Abdichtung erfolgen soll, während die beiden gegeneinander abzudichtenden Teile keine relativen Drehbewegungen ausführen. Es ergibt sich dann praktisch keine Abnutzung, solange der Profilring nicht durch Druckmittel an den anderen Teil angedrückt wird. Ferner ist es möglich, eine derartige Not ab dichtung nachträglich an bereits vorhandenen Rührwerksantrieben oder dergleichen anzubringen. In manchen Fällen ist es ferner möglich, den in einem Behälter vorhandenen Überdruck als Druckmittelquelle zum Andrücken des Profilringes auszunutzen.
Eine derartige Not ab dichtung ermöglicht ferner ein Auswechseln oder eine Reparatur schadhafter Gleitringe oder Stopfbüchsen, ohne dass es erforderlich ist, den Druck abzulassen und den betreffenden Behälter zu entleeren. Ferner ist es möglich, eine angefangene Charge zu Ende zu bringen und erst dann die Reparatur vorzunehmen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Neuerung kann ferner die Ringnut in einer Schulterfläche des einen Teils vorgesehen sein, so dass der Profilring bei Druckmittelzufuhr gegen eine gegenüberliegende Schulterfläche des anderen Teils ohne Anderung seines Querschnittes zur Bewirkung der Abdichtung angepresst werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn anderseits wünschenswerte Anforderungen hinsichtlich der Materialeigenschaften des Profilringes nur eine ungeeignete radiale Vergrösserung oder Verkleinerung des Ringdurchmessers ermöglichen.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1-3 Ausführungsbeispiele einer Abdichtung, wobei die Ringnut an unterschiedlichen gegeneinander abzudichtenden Teilen ausgebildet ist.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Teil 1 beispielsweise eine Rührerwelle und der Teil 2 irgendein Teil der Gehäusewand sein. Die beiden Teile 1, 2 können jedoch auch beide ruhend oder rotierend sein. Die Ringnut 3, in welcher ein O-Ring 4 angeordnet ist, kann entweder entlang des Umfangs der Welle, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder in der Gehäusewand ausgebildet sein, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig. 3, wobei die Welle eine Schulterfläche 5 aufweist, an welche der Teil 2 angrenzt, in welchem die Ringnut ausgebildet ist. Gewünschtenfalls kann auch hier die Ringnut 4 in der Schulterfläche 5 ausgebildet sein. Zweckmässigerweise beträgt die Nutbreite 85 % der Schnurstärke des Profilrings. Die Nuttiefe ist dann so zu wählen, dass der Profilring bündig mit der Ringnut abschliesst.
In dem Bereich zwischen der Bodenfläche der Ringnut 5 und dem O-Ring 4 ist die Druckmittelleitung 6 angeschlossen, welche mit einer an sich beliebigen Druckmittelquelle in Verbindung steht. Auf diese Weise kann der normalerweise nicht mit dem gegenüberliegenden Teil 2 bzw. 1 in Berührung stehende O-Ring durch Druckmittelzufuhr gegen diesen angepresst werden. Während in Fig. 1 bie Druckmittelzufuhr eine Vergrösserung des Durchmessers des O-Ringes 4 erfolgt, wird dessen Durchmesser bei dem Beispiel gemäss Fig. 2 verkleinert.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungbeispiel bleibt dagegen der Durchmesser unverändert.
Das Material des Profilrings, der nicht nur einen kreisförmigen, sondern irgendeinen anderen gewünschten Querschnitt haben und beispielsweise als Dachmanschette ausgebildet sein kann, wird je nach den auftretenden mechanischen oder chemischen Beanspruchungen geeignet ausgewählt werden. Die Shore-Härte sollte dabei jedoch nicht zu hoch gewählt werden. Profilringe mit z. B. 600 Shore A haben bei praktischen Erprobungen gute Ergebnisse gezeigt.
Sealing, in particular emergency sealing, between a shaft, spindle or rod and a housing passage
The invention relates to a seal, in particular an emergency seal, between a shaft, spindle or rod and a housing passage, with a sealing element that can be pressed tightly between the two parts by pressure medium.
From known seals are cuffs that are contained in a housing or stiffened so that they can be used as ready-to-install parts. Seals are used in machine, apparatus and vehicle construction to prevent the escape of lubricants or other liquids or gases or the entry of any impurities at the housing passage of shafts, axles, spindles and rods. The cuff lips used for this are usually pressed on by a coil tension spring.
The use of such seals is limited to installation sites with a relatively low differential pressure. At a slightly higher pressure, seals are often still needed at low sliding speed if a support ring is provided. A disadvantage of these known seals is that they cannot be put in or out of operation (emergency seal). They are also subject to constant wear and tear, which can also affect the metal parts to be sealed, and prevent even periodic flushing.
There are also known inflatable body seals which, by virtue of their inflatable body, seal, for example, a shaft with roller bearings in the state of motion and / or rest against a housing. When using such inflatable body seals, however, it is disadvantageous that the actual seal must be connected to a special inflatable body so that the force required to press the seal cannot be generated directly in the groove by a pressure acting on the seal.
In particular with enamelled or otherwise corrosion-protected agitator tanks that are used in the chemical industry, there is also the difficulty that well-sealing stuffing boxes or mechanical seals must be used at high overpressure or vacuum, which can decrease in their performance during operation so that they can be replaced or a repair is required.
In practice, however, this is only possible if the container in question is emptied or the pressure is released in order to be able to carry out the repair.
Corresponding difficulties exist with valves which have a stuffing box for the spindle leadthrough.
The disadvantages and difficulties mentioned are avoided by a seal that can be used in particular as an emergency seal according to the invention in that a profile ring is provided in an annular groove which is formed in one of the two parts to be sealed against one another and adjoins the other part, and that a pressure medium line is connected in the area between the profile ring and the bottom surface of the annular groove.
A seal according to the innovation can be used in a particularly advantageous manner using commercially available sealing elements as an emergency seal if the main thing is to only seal while the two parts to be sealed against each other do not perform any relative rotational movements. There is then practically no wear as long as the profile ring is not pressed against the other part by pressure medium. It is also possible to subsequently attach such an emergency seal to existing agitator drives or the like. In some cases it is also possible to use the overpressure present in a container as a pressure medium source for pressing the profile ring.
Such an emergency seal also makes it possible to replace or repair damaged sliding rings or stuffing boxes without having to release the pressure and empty the container in question. It is also possible to finish a started batch and only then carry out the repair.
In an advantageous further development of the innovation, the annular groove can also be provided in a shoulder surface of one part so that the profile ring can be pressed against an opposite shoulder surface of the other part without changing its cross-section to effect the seal when pressure medium is supplied. This is particularly advantageous when, on the other hand, desirable requirements with regard to the material properties of the profile ring only allow an unsuitable radial increase or decrease in the ring diameter.
The invention will be explained in more detail using the drawing, for example. Show it:
1-3 exemplary embodiments of a seal, the annular groove being formed on different parts to be sealed against one another.
In the illustrated embodiments, part 1 can be, for example, a stirrer shaft and part 2 can be any part of the housing wall. However, the two parts 1, 2 can also both be stationary or rotating. The annular groove 3, in which an O-ring 4 is arranged, can either be formed along the circumference of the shaft, as shown in FIG. 1, or in the housing wall, as can be seen from FIG. 2.
Another possibility is shown in Fig. 3, wherein the shaft has a shoulder surface 5 to which the part 2 adjoins, in which the annular groove is formed. If desired, the annular groove 4 can also be formed in the shoulder surface 5 here. The groove width is expediently 85% of the cord thickness of the profile ring. The groove depth should then be selected so that the profile ring is flush with the ring groove.
In the area between the bottom surface of the annular groove 5 and the O-ring 4, the pressure medium line 6 is connected, which is connected to any pressure medium source. In this way, the O-ring, which is not normally in contact with the opposite part 2 or 1, can be pressed against it by supplying pressure medium. While in FIG. 1 an enlargement of the diameter of the O-ring 4 takes place during the supply of pressure medium, its diameter is reduced in the example according to FIG.
In the embodiment shown in FIG. 3, however, the diameter remains unchanged.
The material of the profile ring, which not only has a circular, but any other desired cross-section and can be designed, for example, as a V-ring, will be suitably selected depending on the mechanical or chemical stresses occurring. However, the Shore hardness should not be too high. Profile rings with z. B. 600 Shore A have shown good results in practical tests.