Claims (1)
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Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit einem die
Welle oder eine auf derselben angeordnete Büchse dichtend umschliessenden Dichtungselement.
The invention relates to a shaft seal with a die
Shaft or a sleeve arranged on the same sealing element sealingly enclosing it.
Bei Wellendichtungen dieser Art ist die Entstehung eines Abriebs am Dichtungselement unvermeidlich, und zwar auch dann, wenn für das Dichtungselement ein besonders abriebfe stes Material verwendet wird und das Gegenstück, nämlich die Welle oder eine darauf angeordnete Büchse eine noch so hohe Oberflächenfeinheit aufweist. Dieser Abrieb kann eine unerwünschte oder sogar untragbare Verunreinigung darstellen, namentlich dann, wenn die Welle in einen Arbeitsraum einragt, der besonders rein gehalten werden soll.
With shaft seals of this type, the occurrence of abrasion on the sealing element is inevitable, even if a particularly abrasion-resistant material is used for the sealing element and the counterpart, namely the shaft or a bushing arranged on it, has the highest surface fineness. This abrasion can represent undesirable or even intolerable contamination, especially when the shaft protrudes into a working space that is to be kept particularly clean.
Unter diesem Aspekt konnte bisher das Abdichten von Wel len z. B. von Rührwerken für pharmazeutische Produkte, Lebensmittel oder dergleichen nicht befriedigend gelöst werden. Um dies bei einer Wellendichtung der eingangs genannten Art zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, dass wenigstens an der einen Seite des Dichtungselements eine stationäre dem Dichtungselement zugekehrte ringförmige Auffangrinne vorgesehen und zwischen derselben und dem Dichtungselement ein mit der Welle rotierender Teil mit einer ringförmigen Schleuderfläche angeordnet ist.
Under this aspect, the sealing of Wel len z. B. be solved satisfactorily by agitators for pharmaceutical products, food or the like. In order to achieve this with a shaft seal of the type mentioned at the beginning, the invention proposes that at least on one side of the sealing element a stationary annular collecting channel facing the sealing element is provided and a part rotating with the shaft with an annular centrifugal surface is arranged between the same and the sealing element is.
Bei einer solchen Anordnung wird der (unvermeidliche) Abrieb des Dichtungselements an einem Vordringen entlang der Welle primär durch die Schleuderfläche verhindert, welche den mit ihr in Berührung kommenden Abrieb radial nach aussen und somit aus dem Bereich der Welle befördert, sodann aber durch die Auffangrinne, welche so ausgebildet sein kann, dass sie sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung wirksam ist. Diese Wirksamkeit der Rinne kann dadurch erhöht werden, wenn sie mit einem Belag aus einer klebrigen Substanz versehen wird, an welchem der Abrieb festgehalten wird. Die Auffangrinne kann mit einer Zuleitung und gegebenenfalls auch mit einem Auslass für ein Fluidum versehen sein. Bei diesem Fluidum kann es sich um eine Sperrflüssigkeit handeln, oder um ein Schutzgas, z. B. Stickstoff.
With such an arrangement, the (inevitable) abrasion of the sealing element from penetrating along the shaft is primarily prevented by the centrifugal surface, which transports the abrasion coming into contact with it radially outwards and thus out of the area of the shaft, but then through the collecting channel, which can be designed so that it is effective both in the vertical and in the horizontal direction. This effectiveness of the channel can be increased if it is provided with a covering made of a sticky substance to which the abrasion is held. The collecting channel can be provided with a feed line and optionally also with an outlet for a fluid. This fluid can be a barrier liquid or a protective gas, e.g. B. nitrogen.
Mit dem Fluidum lässt sich darüber hinaus eine Kühlwirkung erzielen, bzw. eine Reinigung der Auffangrinne durch (periodisches) Spülen bewerkstelligen. Für grössere Beanspruchungen kann im Bereich der Dichtung zwecks zusätzlicher Kühlung eine Kühlspirale oder dergleichen eingebaut sein. Zweckmässigerweise schliesst sich dem rotierenden Teil ein ringförmiger, sich axial erstreckender Fortsatz an, welcher in die Auffangrinne eingreift, wobei bei entsprechender Ausbildung der Auffangrinne und des Fortsatzes diese Teile um die Welle herum eine Labyrinthdichtung mit zur Welle koaxialen Dichtungsspalten bilden können.
In addition, the fluid can be used to achieve a cooling effect or to clean the collecting channel by (periodic) rinsing. For greater loads, a cooling coil or the like can be installed in the area of the seal for the purpose of additional cooling. Conveniently, the rotating part is followed by an annular, axially extending extension which engages in the collecting channel, with the appropriate design of the collecting channel and the extension these parts can form a labyrinth seal around the shaft with sealing gaps coaxial to the shaft.
Beim Abdichten einer vertikalen Welle und Anordnung der Auffangrinne unterhalb des Dichtungselements lässt sich in dieser Weise bei gleichzeitiger Verwendung einer Sperrflüssigkeit zwischen dem Dichtungselement und dem unter ihm liegenden Behälter ein Flüssigkeitsverschluss erzielen.
When sealing a vertical shaft and arranging the collecting channel below the sealing element, a liquid seal can be achieved in this way with the simultaneous use of a barrier liquid between the sealing element and the container below it.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der beiliegenden Zeichnung im Axialschnitt dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es handelt sich dabei um die Abdichtung einer von oben in einen Arbeitsbehälter einragenden Welle.
In the following, the invention is explained with reference to an embodiment shown in the accompanying drawing in axial section. This is the sealing of a shaft protruding from above into a working container.
Bei der dargestellten Ausführung trägt die Welle 1 eine mit ihr rotierende Büchse 2, welche mittels eines Wälzlagers 3 in einem zylindrischen Dichtungsgehäuse 4 gelagert ist.
In the embodiment shown, the shaft 1 carries a bush 2 rotating with it, which is mounted in a cylindrical seal housing 4 by means of a roller bearing 3.
Das zwecks seiner Befestigung an dem Behälter mit einem Flansch 5 versehene Gehäuse umschliesst die äussere zylindrische Wandung 6 einer Auffangrinne 7, deren innere zylindrische Wandung 8 die Welle 1 mit Spiel umgibt. Die äussere zylindrische Wandung 6 der Auffangrinne besitzt eine Verlängerung 6', welche sich bis zu dem äussern Ring des Wälzlagers 3 erstreckt und in welchem das Dichtungselement 9 gehaltert ist. Das Dichtungselement besteht im vorliegenden Fall aus zwei Simmerringen 10 und 11, welche mit nach entgegengesetzten Seiten gerichteten Dichtungslippen 12 bzw. 13 die Büchse 2 dichtend umschliessen. Diese trägt an ihrem einen Ende einen Teil 14 mit einer Schleuderfläche, welche sich zwischen dem Dichtungselement 9 und der Auffangrinne 7 befindet.
The housing, which is provided with a flange 5 for the purpose of fastening it to the container, encloses the outer cylindrical wall 6 of a collecting channel 7, the inner cylindrical wall 8 of which surrounds the shaft 1 with play. The outer cylindrical wall 6 of the collecting channel has an extension 6 'which extends as far as the outer ring of the roller bearing 3 and in which the sealing element 9 is held. In the present case, the sealing element consists of two Simmerrings 10 and 11 which, with sealing lips 12 and 13 directed towards opposite sides, enclose the bush 2 in a sealing manner. At one end, this carries a part 14 with a centrifugal surface which is located between the sealing element 9 and the collecting channel 7.
Vom äussern Umfang des Teiles 14 erstreckt sich in axialer Richtung ein zylindrischer Fortsatz 15, welcher in die Auffangrinne 7 zwischen der äussern bzw. innern Wandung 6 bzw. 8 eingreift. Dabei bilden die erwähnten Teile um die Welle 1 herum eine Labyrinthdichtung 16, deren Dichtungsspalten zur Welle koaxial sind.
A cylindrical extension 15 extends in the axial direction from the outer circumference of the part 14 and engages in the collecting channel 7 between the outer and inner walls 6 and 8, respectively. The parts mentioned form a labyrinth seal 16 around the shaft 1, the sealing gaps of which are coaxial with the shaft.
Durch den Flansch 5 des Gehäuses bzw. durch die äussere Wandung 6 der Auffangrinne 7 erstreckt sich eine in die Auffangrinne mündende Zuleitung 17, durch welche ein Fluidum zugeleitet werden kann. Es kann sich dabei um eine Sperrflüssigkeit handeln, mit deren Hilfe bei der beschriebenen Anordnung ein Flüssigkeitsverschluss zustande kommt.
Through the flange 5 of the housing or through the outer wall 6 of the collecting channel 7 extends a feed line 17 which opens into the collecting channel and through which a fluid can be fed. It can be a barrier liquid, with the help of which a liquid seal comes about in the described arrangement.
Mit Hilfe eines nicht dargestellten Auslasses kann das Fluidum durch die Auffangrinne zum Umlauf gebracht werden, wobei eine Kühl- und/oder Spülwirkung erzeugt wird.
With the aid of an outlet (not shown), the fluid can be circulated through the collecting channel, a cooling and / or flushing effect being generated.
Der an den Dichtlippen 12 und 13 der Simmerringe 10 und 11, d. h. am Dichtungselement 9 entstehende Abrieb wird von der Schleuderfläche am Teil 14 nach aussen geschleudert und von der Auffangrinne 7 aufgefangen. Der Abrieb kann also auf alle Fälle nicht in den unter der Wellendichtung angeordneten (nicht dargestellten) Behälter gelangen. Allenfalls kann die Auffangrinne mit einer klebrigen Substanz belegt sein, welche den Abrieb festhält. Zusätzliche Sicherheit bietet der bereits erwähnte Flüssigkeitsverschluss.
The on the sealing lips 12 and 13 of the Simmerringe 10 and 11, d. H. Abrasion produced on the sealing element 9 is thrown outward by the centrifugal surface on the part 14 and caught by the collecting channel 7. In any case, the abrasion cannot get into the container (not shown) arranged under the shaft seal. At most, the collecting channel can be covered with a sticky substance which holds the abrasion in place. The aforementioned liquid seal offers additional security.
Die Auffangrinne 7 und die Schleuderfläche schützen indessen, insbesondere wenn sie Teile einer Labyrinthdichtung bilden, auch das Dichtungselement gegen äussere Einflüsse, indem sie verhindern, dass mechanisch und/oder chemisch an- griffige Substanzen bis zu dem Dichtungselement vordringen. Auch in diesem Zusammenhang erhöht sich die Wirkung durch die Verwendung eines klebrigen Belages der Auffangrinne bzw. der Wandungen der Labyrinthdichtung, oder durch das Vorsehen eines Flüssigkeitsverschlusses. Sinngemäss kann die Schleuderscheibe und die Auffangrinne an beiden Seiten des Dichtungselements vorgesehen sein, auf alle Fälle auch nur an jener Seite, an welcher für das Dichtungselement schädigende Einflüsse auftreten können.
The collecting channel 7 and the centrifugal surface also protect the sealing element against external influences, especially if they form part of a labyrinth seal, by preventing mechanically and / or chemically aggressive substances from penetrating to the sealing element. In this context, too, the effect is increased through the use of a sticky covering of the collecting channel or the walls of the labyrinth seal, or through the provision of a liquid seal. Correspondingly, the centrifugal disk and the collecting channel can be provided on both sides of the sealing element, in any case only on the side on which influences that could damage the sealing element can occur.
Die Auffangrinne 7 und das Wälzlager 3 sind in dem Gehäuse 4 in axialer Richtung durch eine Schulter 18 des Gehäuses bzw. durch einen Seegerring 19 gehaltert. Bei dieser Anordnung bildet die beschriebene Wellendichtung eine Montageeinheit
Solche Wellendichtungen können an Normal-, Über- und Unterdruckbehältern verwendet werden. Die dargestellte Wellendichtung ist dank der Verwendung von zwei Simmerringen , deren Dichtlippen nach entgegengesetzten Seiten ge richtet sind, in allen Fällen geeignet. Selbstverständlich können jedoch auch andere Dichtungselemente, beispielsweise Stopfbüchsringe oder Gleitdichtungsringe, verwendet werden.
The collecting channel 7 and the roller bearing 3 are held in the housing 4 in the axial direction by a shoulder 18 of the housing or by a Seeger ring 19. In this arrangement, the shaft seal described forms an assembly unit
Such shaft seals can be used on normal, positive and negative pressure vessels. The shaft seal shown is suitable in all cases thanks to the use of two Simmerrings, the sealing lips of which are directed to opposite sides. Of course, other sealing elements, for example stuffing box rings or sliding sealing rings, can also be used.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Wellendichtung mit einem die Welle oder eine auf derselben angeordnete Büchse dichtend umschliessenden Dichtungselement, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an der einen Seite des Dichtungselementes eine stationäre dem Dichtungselement (9) zugekehrte ringförmige Auffangrinne (7) vorgesehen und zwischen derselben und dem Dichtungselement ein mit der Welle (1) rotierender Teil (14) mit einer ringförmigen Schleuderfläche angeordnet ist.
Shaft seal with a sealing element sealingly surrounding the shaft or a bushing arranged on the same, characterized in that at least one side of the sealing element has a stationary annular collecting channel (7) facing the sealing element (9) and between the same and the sealing element one with the shaft (1) rotating part (14) is arranged with an annular centrifugal surface.
UNTERANSPRÜCHE
1. Wellendichtung nach Patentanspruch, dadurch gekenn
SUBCLAIMS
1. Shaft seal according to claim, thereby marked
zeichnet, dass die Auffangrinne (7) einen Belag aus einer kleb rigen Substanz aufweist.
shows that the gutter (7) has a covering made of a sticky substance.
2. Wellendichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Auffangrinne (7) mündende Zuleitung (17) für ein Fluidum vorgesehen ist.
2. Shaft seal according to claim, characterized in that a feed line (17) opening into the collecting channel (7) is provided for a fluid.
3. Wellendichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangrinne (7) einen Auslass für das Fluidum aufweist.
3. Shaft seal according to claim, characterized in that the collecting channel (7) has an outlet for the fluid.
4. Wellendichtung nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich dem rotierenden Teil (14) ein ringförmiger, sich axial erstrekkender Fortsatz (15) anschliesst, welcher in die Auffangrinne (7) eingreift
5. Wellendichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Begrenzungen der Auffangrinne (7) sowie der Fortsatz (15) als zylindrische Wandungen (6, 8) sind, welche um die Welle (1) herum eine Labyrinthdichtung (16) mit zur Welle koaxialen Dichtungsspalten bilden.
4. Shaft seal according to claim or one of the dependent claims 1 to 3, characterized in that the rotating part (14) is followed by an annular, axially extending extension (15) which engages in the collecting channel (7)
5. Shaft seal according to dependent claim 4, characterized in that the radial boundaries of the collecting channel (7) and the extension (15) are as cylindrical walls (6, 8), which around the shaft (1) around a labyrinth seal (16) for Form shaft coaxial sealing gaps.
6. Wellendichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzungswandung (6) der Auffangrinne eine Verlängerung (6') aufweist, in welcher das Dichtungselement (9) gehaltert ist.
6. Shaft seal according to dependent claim 5, characterized in that the outer delimiting wall (6) of the collecting channel has an extension (6 ') in which the sealing element (9) is held.
7. Wellendichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzungswandung (6) der Auffangrinne in einem Gehäuse (4) gehaltert und die Welle (1) mittels eines Wälzlagers (3) in diesem Gehäuse drehbar gelagert ist.
7. Shaft seal according to dependent claim 6, characterized in that the outer boundary wall (6) of the collecting channel is held in a housing (4) and the shaft (1) is rotatably mounted in this housing by means of a roller bearing (3).
8. Wellendichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Teil (14) an einer im Gehäuse (4) mittels des Wälzlagers (3) gelagerten Büchse (2) angebracht ist.
8. Shaft seal according to dependent claim 7, characterized in that the rotating part (14) is attached to a bush (2) mounted in the housing (4) by means of the roller bearing (3).
9. Wellendichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (3) in unmittelbarer Nähe des Dichtungselements (9) angeordnet ist.
9. Shaft seal according to dependent claim 7, characterized in that the roller bearing (3) is arranged in the immediate vicinity of the sealing element (9).