Die Erfindung betrifft eine Stopfbüchse mit einem Stopfbüchsgehäuse und einem ringförmigen, zwischen der inneren Wand des Stopfbüchsgehäuses und einem zylindrischen, beweglichen Maschinenteil verlaufenden, in beiden Axialrichtungen bis auf eine Trennfuge begrenzten Stopfraum für eine Abdichtung zwischen dem Maschinenteil und einem Maschinengehäuse, insbesondere einer hydraulischen Maschine.
Bei den Stopfbüchsen muss die in dem Stopfraum aufgefüllte Dichtmasse von Zeit zu Zeit erneuert werden. Dabei war bisher eine mehr oder weniger, durch die Zugänglichkeit des Ortes, nämlich der am Maschinengehäuse angebrachten Stopfbüchse, komplizierte Demontage unerlässlich. Diese Demontage bedeutete das Abstellen der dazugehörigen Maschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopfbüchse zu schaffen, bei welcher die Erneuerung der im Stopfraum aufgefüllten Dichtmasse ohne Demontage der Stopfbüchse möglich ist. Diese Aufgabe wird an der eingangs angeführten Stopfbüchse erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Zufuhrleitung zum Auffüllen einer platischen Dichtmasse in den Stopfraum mündet, wobei Mittel, um die Dichtmasse in der Zufuhrleitung unter Druck zu bringen und/oder zu halten, und weitere Mittel zum Abfluss der Dichtmasse aus dem Stopfraum vorhanden sind, vorteilhafterweise so, dass zum Abfluss der Dichtmasse aus dem Stopfraum eine Abfuhrleitung vorhanden ist, und weiter so, dass der Zufuhrleitung eine Presse bzw. eine Dickstoffpumpe für die Dichtmasse vorgeschaltet ist.
Um eine evtl. Beschädigung der Stopfbüchse durch radiale Bewegungen eines schlagenden oder nicht rundlaufenden abzudichtenden Maschinenteils zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn der Stopfraum in beiden Axialrichtungen je mit einem Dichtungsring begrenzt ist, wobei Nuten für die Dichtungsringe vorgesehen sind, in welchen die Dichtungsringe axial unverschiebbar, jedoch radial verschiebbar gelagert sind.
Es ist weiter von Vorteil, wenn die Nuten in der inneren Wand des Stopfbüchsgehäuses ausgeführt sind, die Wand des zylindrischen, beweglichen Maschinenteils zylindrisch glatt ausgeführt ist, oder, wenn die Nuten in der Wand des zylindrischen, beweglichen Maschinenteils ausgeführt sind, die innere Wand des Stopfbüchsgehäuses zylindrisch glatt ausgeführt ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ergibt sich dadurch, dass der Stopfraum mittels einer in einer axialen Ebene liegenden, radial verlaufenden, mit der inneren Wand des Stopfbüchsgehäuses verbundenen Trennwand bis auf ein Spiel zwischen der Trennwand und dem zylindrischen, beweglichen Maschinenteil unterbrochen ist, wobei an der einen Seite der Trennwand die Zufuhrleitung angeschlossen und an der anderen Seite der Abfluss angeordnet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ergibt sich dadurch, dass ein axialer Abschnitt des Stopfraums mittels eines Kranzes von radial verlaufenden, mit der Wand des zylindrischen, beweglichen Maschinenteils verbundenen Trennwänden bis auf ein Spiel zwischen den Trennwänden und der inneren Wand des Stopfbüchsgehäuses in eine Anzahl von Teilräumen unterteilt ist, wobei die Zufuhrleitung und die Abfuhrleitung zueinander in axialer Richtung versetzt an den Stopfraum angeschlossen sind, wobei jede Trennwand ein Profil eines spitzen Zahnes aufweist, und wobei weiter die Zufuhrleitung in den Bereich des mit den Trennwänden versehenen axialen Abschnitts des Stopfraumes mündet, und der Abfluss in dem keine Trennwände aufweisenden axialen Abschnitt des Stopfraums angeordnet ist.
Um eine evtl. Beschädigung der Stopfbüchse durch in dem Betriebsmedium der zugehörigen Maschine vorkommende erosive Stoffe zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn dem Stopfraum auf seiner dem Maschineninneren zugewandten Seite ein zum Stopfraum koaxialer ringförmiger Sperraum vorgelagert ist, welcher einerseits an eine vorhandene Zufuhrleitung für ein Sperrmittel angeschlossen ist, und andererseits über einen Spalt in das Maschineninnere geöffnet ist.
Im weiteren wird die Erfindung anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel
Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel im Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel und
Fig. 4 das zweite Ausführungsbeispiel im Querschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3.
Die Stopfbüchse weist ein Stopfbüchsgehäuse 1 und einen ringförmigen Stopfraum auf, welcher zwischen der inneren Wand 3 des Stopfbuchsgehäuses 1 und einem zylindrischen, beweglichen Maschinenteil 4 verläuft.
Das Stopfbüchsgehäuse 1 ist - wegen einer einfacheren Montage - entlang einer axialen Ebene geteilt ausgeführt. Der Maschinenteil 4 ist eine Schonbüchse, welche starr mit einer Welle 5 einer hydraulischen Maschine verbunden ist.
Der Stopfraum 2 ist in beiden axialen Richtungen, je mit einem Dichtungsring 6, bis auf eine Trennfuge begrenzt. Diese Trennfuge ist durch ein Spiel je zwischen dem Dichtungsring 6 und der sich relativ zu ihm bewegenden, den Stopfraum 2 radial begrenzenden Wand 14 des Maschinenteils 4 gegeben.
Eine Zufuhrleitung 7 führt durch das Stopfbüchsgehäuse 1 und mündet in den Stopfraum 2. Die Zufuhrleitung 7 dient zum Auffüllen einer plastischen Dichtmasse in den Stopfraum 2.
Die Dichtmasse ist an sich bekannt. Sie lässt sich durch einen Raum pressen. aber sie fliesst nicht. Eine solche Dichtmasse für hydraulische Maschinen besteht z. B. aus Fett, Graphit, Asbest oder Teflonfasern, Öl und Weissmetallplättchen.
Es sind Mittel vorhanden, um die Dichtmasse in der Zufuhrleitung 7 und dadurch im Stopfraum 2 unter Druck zu bringen und/oder unter dem Druck zu halten. Dazu dient eine Presse 8, welche der Zufuhrleitung 7 vorgeschaltet ist.
Es sind weiter Mittel vorhanden zum Abfluss der Dichtmasse aus dem Stopfraum 2 heraus. Dazu dient eine Abfuhrleitung 9, welche durch das Stopfbüchsgehäuse 1 aus dem Stopfraum 2 herausführt.
Es wäre denkbar, die Dichtungsmasse aus dem Stopfraum 2 auch mittels einer anderen zweckgemässen Gestaltung der Trennfuge, je am Dichtungsring 6 vorbei, auf diesem Wege, der Trennfuge entlang, aus dem Stopfraum 2 wegzuführen.
Dieses würde aber Verlust der weggeführten Dichtmasse bedeuten.
Es wäre weiter denkbar, die Zufuhrleitung und auch die Abfuhrleitung durch die Welle 5 bzw. durch die Schonbüchse 4 zu dem Stopfraum 7 zu führen.
Das Pressen, d. h. die Erneuerung der Dichtmasse im Stopfraum 2 ist durchlaufend oder intermittierend möglich.
Für die den Stopfraum 2 axial begrenzenden Dichtungsringe 6 sind Nuten 10 vorgesehen, in welchen die Dichtungsringe 6 axial unverschiebbar, jedoch radial verschiebbar gelagert sind. Diese Anordnung ermöglicht, dass radiale Bewegungen des Maschinenteils 4 bzw. der Welle 5, wenn die Welle 5 schlägt oder nicht rund läuft, ohne Beschädigung der Stopfbüchse in dem vorhandenen Spielraum zwischen dem Stopfbüchsgehäuse 1 und dem Maschinenteil 4 aufgenommen werden.
In den Nuten 10 ist zwischen dem Dichtungsring 6 und der die Nuten 10 radial begrenzenden Wände 11 ein Raum freigelassen, in welchem ein radial federndes Ringelement 12 angebracht ist. Das Ringelement 12 hält den in Umlaufrichtung in Segmente aufgeteilten Dichtungsring 6 zusammen und drückt ihn gegen die Wand 14 des Maschinenteils 4, welche sich relativ zum Dichtungsring 6 bewegt.
Es wäre auch möglich, den Dichtungsring 6 mit dem Maschinenteil 4 zu verbinden und diesen mitrotieren zu lassen, und das radial federnde Ringelement 12 als-Weichdichtungsring, z. B. aus Teflon, auszuführen. Eine evtl. Beschädigung der Stopfbüchse wegen Verschleisses der dem Reiben des Dichtungsringes ausgesetzten Wand des Stopfbüchsgehäuses 1 wäre dann einfacher zu reparieren. Das geteilte Stopfbüchsgehäuse 1 ist nämlich einfacher zu demontieren und zu reparieren als die Welle 5 bzw. ihre Schonbüchse 4.
Die Nuten 10 sind in der inneren Wand 3 des Stopfbüchsgehäuses 1 ausgeführt, wobei die Wand 14 des Maschinenteils 4 zylindrisch glatt ausgeführt ist.
Der Stopfraum 2 ist mittels einer in einer axialen Ebene liegenden, radial verlaufenden Trennwand 15, welche mit der Wand 3 des Stopfbüchsgehäuses 1 verbunden ist, bis auf ein Spiel 16 zwischen der Trennwand 15 und der Wand 14 des Maschinenteils 4 unterbrochen. An einer Seite der Trennwand 15 ist die Zufuhrleitung 7 an den Stopfraum 2 angeschlossen und an der anderen Seite der Trennwand 15 ist der Abfluss, die Abfuhrleitung 9 angeordnet.
Der Maschinenteil 4 dreht sich in der mit dem Pfeil angegebenen Drehrichtung. Die Erneuerung der Dichtmasse im Stopfraum 2 erfolgt von der Zufuhrleitung 7 durch den Stopfraum 2 in der mit der Drehrichtung der Welle 5 gleichen Umlaufrichtung bis zur Abfuhrleitung 9.
Bei einer, zu der eben gezeigten, umgekehrten Drehrichtung der Welle 5 müsste die Anordnung der Zufuhrleitung 7 und der Abfuhrleitung 9 an der Trennwand 15 gegenüber der Anordnung, welche besonders in der Fig. 2 gezeigt ist, auch umgekehrt sein.
Das in der Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Nuten 10 in der Wand 14 des Maschinenteils 4 ausgeführt sind, und dass die innere Wand 3 des Stopfbüchsgehäuses 1 zylindrisch glatt ausgeführt ist.
Ein axialer Abschnitt des Stopfraumes 2 weist einen Kranz von Trennwänden 17 auf, welche mit der Wand 14 des Maschinenteils 4 verbunden sind. Die Trennwände 17 liegen je in einer axialen Ebene und verlaufen radial. Die Trennwände 17 unterteilen den betreffenden axialen Abschnitt des Stopfraumes 2 bis auf ein Spiel 18 zwischen den Trennwänden 17 und der inneren Wand 3 des Stopfbüchsgehäuses 1 in eine Anzahl von Teilräumen 19.
Jede Trennwand 17 - auch die Trennwand 15 in Fig. 1 weist ein Profil eines spitzen Zahnes auf.
Die Zufuhrleitung 7 und die Abfuhrleitung 9 sind an dem Stopfraum 2 zueinander in axialer Richtung versetzt angeschlossen. Dabei mündet die Zufuhrleitung 7 in den Bereich jenes axialen Abschnitts des Stopfraumes 2, welcher mit den Trennwänden 17 versehen ist. Die Abfuhrleitung 9 ist im Bereich jenes axialen Abschnitts des Stopraumes 2 angeordnet, welcher keine Trennwände aufweist.
Die Erneuerung der Dichtmasse im Stopfraum 2 erfolgt von der Zufuhrleitung 7 durch die Teilräume 19 zwischen den Trennwänden 17 in axialer Richtung in den Abschnitt 20 des Stopfraumes 2 und zu der Abfuhrleitung 9.
Die Welle 5 kann - wie in Fig. 4 mit Pfeilen angegeben - in beiden Drehrichtungen rotieren.
Der Zufuhrleitung 7 ist eine Dickstoffpumpe 21 vorgeschaltet.
Es wäre denkbar, die Abfuhrleitung 9 mit der Saugseite der Dickstoffpumpe 21 zu einem Umlaufkreis für die Dichtmasse zu verbinden.
Es ist vorteilhaft, wenn genügend Dichtmasse im Stopfraum 2 vorhanden ist. Deswegen ist der Stopfraum 2 relativ breit in radialer Richtung ausgeführt.
Das Stopfbüchsgehäuse 1 ist mit einem Maschinengehäuse 22 einer hydraulischen Maschine, einer Wasserpumpe oder einer Wasserturbine, verbunden. Die Verbindung ist dicht und axial unverschiebbar, jedoch radial verschiebbar ausgeführt.
Das radiale Verschieben des Stopfbüchsgehäuses 1 relativ zum Maschinengehäuse 22 ist mittels eines Spiels zwischen den Schrauben 23 und Löchern 24, welche für die Schrauben 23 im Stopfbüchsgehäuse vorgesehen sind, möglich.
Dem Stopfraum 2 ist auf seiner dem Maschineninneren zugewandten Seite ein ringförmiger, zum Stopfraum 2 koaxia ler Sperraum 25 vorgeschaltet, welcher einerseits an eine vorhandene Zufuhrleitung 26 für ein Sperrmittel angeschlossen ist und andererseits über einen Spalt 27 in das Maschineninnere geöffnet ist. Das Sperrmittel ist Sperrwasser, ein gereinigtes Wasser, und sein Durchfluss durch den Sperraum 25 in das Maschineninnere verhindert den Zutritt von im Betriebswasser enthaltenden Erosivstoffen in die Stopfbüchse. Zum Kühlen der Stopfbüchse ist ein kleiner Anteil des Sperrwassers zum Durchfluss durch die Stopfbüchse abgezweigt.
The invention relates to a stuffing box with a stuffing box housing and an annular stuffing space, which runs between the inner wall of the stuffing box housing and a cylindrical, movable machine part and is limited in both axial directions except for a parting line, for a seal between the machine part and a machine housing, in particular a hydraulic machine.
In the stuffing boxes, the sealing compound filled in the stuffing space must be renewed from time to time. Up to now, a more or less complicated dismantling, due to the accessibility of the location, namely the stuffing box attached to the machine housing, was essential. This dismantling meant parking the associated machine.
The invention is based on the object of creating a stuffing box in which the sealing compound filled in the stuffing box can be renewed without dismantling the stuffing box. According to the invention, this object is achieved in the above-mentioned stuffing box in that a supply line for filling a plastic sealing compound opens into the stuffing space, with means for bringing the sealing compound under pressure and / or keeping it in the supply line, and further means for draining the Sealing compound from the stuffing chamber are present, advantageously in such a way that a discharge line is present to drain the sealing compound from the stuffing chamber, and further so that a press or a thick matter pump for the sealing compound is connected upstream of the supply line.
In order to prevent possible damage to the stuffing box through radial movements of a striking or non-rotating machine part to be sealed, it is advantageous if the stuffing space is delimited in both axial directions by a sealing ring, with grooves for the sealing rings in which the sealing rings are provided axially immovable, but are mounted radially displaceable.
It is also advantageous if the grooves are made in the inner wall of the stuffing box housing, the wall of the cylindrical, movable machine part is made cylindrically smooth, or, if the grooves are made in the wall of the cylindrical, movable machine part, the inner wall of the Stuffing box housing is designed cylindrically smooth.
A further advantageous embodiment of the subject matter of the invention results from the fact that the stuffing space is interrupted by means of a radially extending partition, which lies in an axial plane and is connected to the inner wall of the stuffing box housing, except for a clearance between the partition and the cylindrical, movable machine part the supply line is connected to one side of the partition wall and the drain is arranged on the other side.
A further advantageous embodiment of the subject matter of the invention results from the fact that an axial section of the stuffing chamber by means of a ring of radially extending partition walls connected to the wall of the cylindrical, movable machine part, apart from a play between the partition walls and the inner wall of the stuffing box housing, is divided into a number of Sub-spaces is subdivided, wherein the supply line and the discharge line are connected to the stuffing chamber offset in the axial direction, each partition wall having a profile of a pointed tooth, and wherein the supply line also opens into the area of the axial section of the stuffing chamber provided with the partition walls, and the drain is arranged in the axial section of the stuffing space which does not have any partition walls.
In order to avoid possible damage to the stuffing box by erosive substances occurring in the operating medium of the associated machine, it is advantageous if the stuffing chamber is preceded by an annular blocking chamber coaxial with the stuffing chamber on the side facing the inside of the machine, which on the one hand connects to an existing supply line for a locking means is connected, and on the other hand is opened through a gap into the interior of the machine.
The invention is described in more detail below with reference to the drawings of exemplary embodiments of the subject matter of the invention. Show it:
Fig. 1 in longitudinal section a first embodiment
Fig. 2 shows the first embodiment in cross section along line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 in longitudinal section a second embodiment and
4 shows the second exemplary embodiment in cross section along line IV-IV in FIG. 3.
The stuffing box has a stuffing box housing 1 and an annular stuffing space which runs between the inner wall 3 of the stuffing box housing 1 and a cylindrical, movable machine part 4.
The stuffing box housing 1 is designed to be divided along an axial plane - because of a simpler assembly. The machine part 4 is a protective sleeve which is rigidly connected to a shaft 5 of a hydraulic machine.
The stuffing chamber 2 is limited in both axial directions, each with a sealing ring 6, except for a parting line. This parting line is given by a game between the sealing ring 6 and the wall 14 of the machine part 4 that moves relative to it and radially delimits the stuffing space 2.
A supply line 7 leads through the stuffing box housing 1 and opens into the stuffing space 2. The supply line 7 is used to fill a plastic sealing compound into the stuffing space 2.
The sealing compound is known per se. It can be pressed through a room. but it doesn't flow. Such a sealant for hydraulic machines consists, for. B. from fat, graphite, asbestos or Teflon fibers, oil and white metal flakes.
Means are provided to bring the sealing compound in the supply line 7 and thereby in the stuffing chamber 2 under pressure and / or to keep it under pressure. A press 8, which is connected upstream of the supply line 7, is used for this purpose.
There are also means for draining the sealing compound out of the stuffing chamber 2. A discharge line 9, which leads out of the stuffing space 2 through the stuffing box housing 1, serves for this purpose.
It would be conceivable to lead the sealing compound away from the stuffing space 2 also by means of a different appropriate design of the parting line, each past the sealing ring 6, along the parting line, out of the stuffing space 2.
However, this would mean loss of the removed sealing compound.
It would also be conceivable to lead the supply line and also the discharge line through the shaft 5 or through the protective sleeve 4 to the stuffing chamber 7.
The pressing, d. H. the renewal of the sealing compound in the stuffing chamber 2 is possible continuously or intermittently.
For the sealing rings 6 axially delimiting the stuffing chamber 2, grooves 10 are provided, in which the sealing rings 6 are mounted so as to be axially immovable, but radially displaceable. This arrangement enables radial movements of the machine part 4 or the shaft 5, if the shaft 5 strikes or does not run smoothly, to be absorbed in the clearance between the stuffing box housing 1 and the machine part 4 without damaging the stuffing box.
In the grooves 10, a space is left free between the sealing ring 6 and the walls 11 which radially delimit the grooves 10, in which a radially resilient ring element 12 is attached. The ring element 12 holds the sealing ring 6, which is divided into segments in the circumferential direction, together and presses it against the wall 14 of the machine part 4, which moves relative to the sealing ring 6.
It would also be possible to connect the sealing ring 6 to the machine part 4 and let it rotate with it, and the radially resilient ring element 12 as a soft sealing ring, e.g. B. made of Teflon. Any damage to the stuffing box due to wear on the wall of the stuffing box housing 1 exposed to the rubbing of the sealing ring would then be easier to repair. The split stuffing box housing 1 is easier to dismantle and repair than the shaft 5 or its protective sleeve 4.
The grooves 10 are made in the inner wall 3 of the stuffing box housing 1, the wall 14 of the machine part 4 being made cylindrically smooth.
The stuffing chamber 2 is interrupted by means of a radially extending partition 15 lying in an axial plane, which is connected to the wall 3 of the stuffing box housing 1, except for a play 16 between the partition 15 and the wall 14 of the machine part 4. On one side of the partition 15, the supply line 7 is connected to the stuffing chamber 2 and the drain, the discharge line 9, is arranged on the other side of the partition 15.
The machine part 4 rotates in the direction of rotation indicated by the arrow. The renewal of the sealing compound in the stuffing space 2 takes place from the supply line 7 through the stuffing space 2 in the direction of rotation that is the same as the direction of rotation of the shaft 5 up to the discharge line 9.
In the case of a direction of rotation of the shaft 5 that is reversed to that just shown, the arrangement of the supply line 7 and the discharge line 9 on the partition 15 would also have to be reversed compared to the arrangement which is particularly shown in FIG. 2.
The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 differs from the first embodiment in that the grooves 10 are made in the wall 14 of the machine part 4, and that the inner wall 3 of the stuffing box housing 1 is made cylindrically smooth.
An axial section of the stuffing chamber 2 has a ring of partition walls 17 which are connected to the wall 14 of the machine part 4. The partition walls 17 each lie in an axial plane and run radially. The partition walls 17 subdivide the relevant axial section of the stuffing space 2, apart from a play 18 between the partition walls 17 and the inner wall 3 of the stuffing box housing 1, into a number of sub-spaces 19.
Each partition 17 - also the partition 15 in FIG. 1 - has a profile of a pointed tooth.
The supply line 7 and the discharge line 9 are connected to the stuffing chamber 2 offset from one another in the axial direction. The supply line 7 opens into the area of that axial section of the stuffing space 2 which is provided with the partition walls 17. The discharge line 9 is arranged in the area of that axial section of the stop space 2 which has no partition walls.
The renewal of the sealing compound in the stuffing space 2 takes place from the supply line 7 through the subspaces 19 between the partition walls 17 in the axial direction into the section 20 of the stuffing space 2 and to the discharge line 9.
The shaft 5 can - as indicated by arrows in FIG. 4 - rotate in both directions of rotation.
A thick matter pump 21 is connected upstream of the supply line 7.
It would be conceivable to connect the discharge line 9 to the suction side of the thick matter pump 21 to form a circulation circuit for the sealing compound.
It is advantageous if there is sufficient sealing compound in the stuffing chamber 2. The stuffing chamber 2 is therefore made relatively wide in the radial direction.
The stuffing box housing 1 is connected to a machine housing 22 of a hydraulic machine, a water pump or a water turbine. The connection is tight and axially immovable, but radially displaceable.
The radial displacement of the stuffing box housing 1 relative to the machine housing 22 is possible by means of a play between the screws 23 and holes 24 which are provided for the screws 23 in the stuffing box housing.
The stuffing chamber 2 is preceded by an annular, to the stuffing chamber 2 koaxia ler barrier space 25 on its side facing the machine interior, which is connected on the one hand to an existing supply line 26 for a locking agent and on the other hand is open via a gap 27 into the machine interior. The blocking agent is sealing water, purified water, and its flow through the blocking space 25 into the interior of the machine prevents erosive substances contained in the process water from entering the stuffing box. To cool the stuffing box, a small portion of the sealing water is branched off to flow through the stuffing box.