Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Stangendichtungsanordnung, insbesondere zur Abdichtung der Kolbenstange einer Pumpe, die z.B. zum Fördern von gasförmigen oder hydraulischen Medien, insbesondere korrosiven Medien, dienen soll.
An Stangendichtungen wird häufig die Anforderung gestellt, dass sie auf die bewegliche Stange einen vorbestimmten Druck ausüben und denselben auch während eines längeren Betriebes aufrecht erhalten. Dieser Druck soll dabei gross genug sein, um die erwünschte Abdichtung zu erzielen, anderseits nicht zu gross, weil dadurch eine Reibung entsteht, welche eine Erwärmung der Stange zur Folge hat. Diese Erwärmung wiederum kann, z.B. in einer Förderpumpe für Kunststoff, ein Erhärten von an der Stange haftendem Kunststoff herbeiführen. Falls die abzudichtende Stange mit korrosiven Medien in Berührung kommt, soll die Dichtung korrosionsbeständig sein; sie soll im weiteren eine gute Absteifwirkung aufweisen und sich leicht und ohne Beschädigung der dichtenden Teile montieren lassen.
Die erfindungsgemässe Dichtungsanordnung löst diese Aufgabe dadurch, dass dieselbe wenigstens einen die Stange umfassenden, keillörmigen Dichtungsring aus einem plastisch deformierbaren Kunststoff aufweist, der unter Belastung einer Feder steht und durch die letztere gegen die Stange und ein Widerlager gedrückt wird.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Stangendichtungsanordnung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Zylinder einer Kolbenpumpe, wobei die Dichtungsanordnung in Ansicht dargestellt ist, und
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch die Dichtungsanordnung und die angrenzenden Teile in grösserem Masstab.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Zylinder, der durch eine Wand 2 abgeschlossen ist und in welchem ein auf einer Kolbenstange 3 sitzender Kolben 4 hin- und herbeweglich ist. Die durch die Wand 2 hindurchgeführte Stange 3 ist durch eine Dichtung 5 abgedichtet, die als Ganzes zwischen Stange und Wand eingesetzt und auch wieder entfernt werden kann.
Die Dichtung 5 umfasst eine Büchse 6, die durch Dichtungsringe 7 gegen die Innenwand der die Wand 2 durchsetzenden Bohrung 8 abgedichtet ist. Die Halterung der Büchse 6 erfolgt einerseits durch einen radial vorspringenden Ringflansch 9 und anderseits durch einen Sicherungsring 10. Über ihren Umfang verteilt weist die Büchse Bohrungen 11 auf, welche mit einem Ringkanal 12 und den Bohrungen 30 der Wand 2 kommunizieren. Diesem Ringkanal wird in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise eine Sperr- oder Schmierflüssigkeit zugeführt. Als solche Flüssigkeit kann beispielsweise Ö1, allenfalls in Verbindung mit einem Lösungsmittel verwendet werden.
Die Innenwand 13 der Büchse 6 verläuft, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in einem Abstand vom Umfang der Stange 3, so dass ein Ringraum 14 gebildet wird, der die eigentlich abdichtenden Elemente aufnimmt. Dichtend auf der Stange 3 ist ein Dichtungsring 15 aufgebracht, der aus einem säurebeständigen Material, vorzugsweise aus dem Kunststoff F (Polytetrafluoräthylen) besteht, der plastisch verformbar ist. Der Dichtungsring 15 ist im Querschnitt dreieckig und so angeordnet, dass die eine Seite des Dreiecks auf der Stange 3, die zweite Seite senkrecht zu derselben und die Dritte unter einem spitzen Winkel zu einer Mantellinie der Stange verläuft. Die eine Dreieckseite bzw. die eine Ringfläche 16 des Dichtungsringes 15 verläuft in einem spitzen Winkel zur Oberfläche der Stange 3.
Auf dieser Ringfläche liegt ein Druckring 17 unter der Einwirkung einer Feder 18 an, deren anderes Ende sich auf die nach innen ragende Ringschulter 19 der Büchse 6 abstützt.
Die dem Dichtungsring 15 zugekehrte Fläche des Druckringes
17 ist unter dem gleichen spitzen Winkel geneigt, wie die Ringfläche 16.
Mit seiner senkrecht zur Wellenachse verlaufenden Fläche liegt der Dichtungsring 15 gegen einen Ring 20 an, der durch einen Dichtungsring 21 gegen die Innenwand der Büchse 6 abgedichtet ist. Zwischen dem Ring 21 und der Stange 3 ist ein Führungsring 22 z.B. aus PTFE angebracht. Gegen die freie Stirnseite des letzteren und den Ring 20 liegt eine Druckhülse 24 an. Das äussere Ende der letzteren ist von einem Ring 25 umgeben und liegt gegen einen Dichtungsring 26 an. Der Dichtungsring 26 besteht aus gleichem Material und er ist gleich ausgebildet wie der Dichtungsring 15. Die Druckhülse 24 ist nrlt Bohrungen 28 für die Sperrflüssigkeit versehen. Die Bohrungen 28 münden in einen ringförmigen Zwischenraum 31 der Druckhülse 24. Der Ring 25 ist, in gleicher Weise wie der Ring 20, durch einen Dichtungsring 27 gegen die Innenwand der Büchse 6 abgedichtet.
Die in dem von der Büchse 6 umgebenen Raum 14 untergebrachten Teile der Dichtungsanordnung werden durch einen Sicherungsring 29 in ihrer Lage gesichert.
Die beschriebene Anordnung gestattet eine mühelose Montage, bei welcher die empfindlichen Dichtungsringe 15, 26 nicht beschädigt werden. Diese und der Ring 22 können bei Bedarf leicht ausgewechselt werden. Praktische Versuche haben ergeben, dass die beschriebene Dichtungsanordnung sich namentlich zur Abdichtung der Kolbenstange von Förderund Dosierpumpe für dickflüssige, insbesondere auch für korrosive Medien eignet. Die Reibung kann verhältnismässig klein gehalten werden, so dass keine unerwünschte Erwärmung stattfindet. Infolge der Keilform des Ringes 15 wird eine gute Absteifwirkung erzielt. Die Ringe 15, 26 zentrieren sich auf der Stange 3, so dass auch bei allfällig vorhandenen Fluchtfehlern kein Lecken stattfindet.
Sowohl die Dichtungsringe als auch die Kolbenstange sind einem minimalen Verschleiss unterworfen und infolge der Federbelastung der Dichtungsringe findet zufolge der Plastizität von PTFE ein automatisches Nachstellen statt. Die nur ein statisches Abdichten bewirkenden Dichtungsringe 7, 21, 27 sind keinem Verschleiss unterworfen.
PATENTANSPRUCH
Stangendichtungsanordnung, insbesondere zur Abdichtung der Kolbenstange einer Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe wenigstens einen, die Stange (3) umfassenden, keilförmigen Dichtungsring (15 bzw. 26) aus einem plastisch deformierbaren Kunststoff aufweist, der unter Belastung einer Feder (18) steht und durch die letztere gegen die Stange (3) und ein Widerlager (20 bzw. 24) gedrückt wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Stangendichtungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckring (17) gegen den Dichtungsring (15) anliegt und die aufeinanderliegenden Flächen dieser beiden Ringe unter einem spitzen Winkel gegen die Stangenachse geneigt sind.
2. Stangendichtungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleich ausgebildete Dichtungsnnge (15, 26) hintereinander auf der Stange (3) angeordnet sind, wobei zwischen denselben ein mit einer Zuleitung (12) für eine Sperr- oder Schmierflüssigkeit in Verbindung stehender Zwischenraum (31) vorhanden ist.
3. Stangendichtungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Elemente der Dichtung innerhalb einer durch einen Sicherungsring (29) gesicherten Büchse (6) untergebracht sind.
4. Stangendichtungsanordnung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Dichtungsringen (15, 26) ein weiterer Dichtungsring (22) angeordnet ist.
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The subject of the present invention is a rod seal arrangement, in particular for sealing the piston rod of a pump which e.g. to convey gaseous or hydraulic media, especially corrosive media.
The requirement is often placed on rod seals that they exert a predetermined pressure on the movable rod and maintain it even during prolonged operation. This pressure should be high enough to achieve the desired seal, on the other hand not too high, because this creates friction which results in the rod being heated. This heating in turn can, e.g. in a feed pump for plastic, cause the plastic adhering to the rod to harden. If the rod to be sealed comes into contact with corrosive media, the seal should be corrosion-resistant; it should also have a good stiffening effect and be easy to assemble without damaging the sealing parts.
The sealing arrangement according to the invention solves this problem in that it has at least one wedge-shaped sealing ring comprising the rod and made of a plastically deformable plastic, which is under the load of a spring and is pressed by the latter against the rod and an abutment.
The drawing shows an example of an embodiment of the rod seal arrangement according to the invention, namely show:
1 shows an axial section through the cylinder of a piston pump, the sealing arrangement being shown in perspective, and
2 shows a partial longitudinal section through the sealing arrangement and the adjacent parts on a larger scale.
In Fig. 1, 1 designates a cylinder which is closed by a wall 2 and in which a piston 4 seated on a piston rod 3 is movable to and fro. The rod 3 passed through the wall 2 is sealed by a seal 5 which can be inserted as a whole between the rod and the wall and also removed again.
The seal 5 comprises a bush 6, which is sealed by sealing rings 7 against the inner wall of the bore 8 passing through the wall 2. The bushing 6 is held on the one hand by a radially projecting annular flange 9 and on the other hand by a locking ring 10. The bushing has bores 11 distributed over its circumference, which communicate with an annular channel 12 and the bores 30 in the wall 2. A barrier or lubricating fluid is fed to this annular channel in a manner not shown and known per se. For example, oil can be used as such a liquid, if necessary in conjunction with a solvent.
The inner wall 13 of the sleeve 6 extends, as can be seen from FIG. 2, at a distance from the circumference of the rod 3, so that an annular space 14 is formed which accommodates the actually sealing elements. A sealing ring 15, which is made of an acid-resistant material, preferably of the plastic F (polytetrafluoroethylene), which is plastically deformable, is applied to the rod 3 in a sealing manner. The sealing ring 15 is triangular in cross section and is arranged so that one side of the triangle runs on the rod 3, the second side perpendicular to the same and the third at an acute angle to a surface line of the rod. One side of the triangle or one annular surface 16 of the sealing ring 15 runs at an acute angle to the surface of the rod 3.
A pressure ring 17 rests on this annular surface under the action of a spring 18, the other end of which is supported on the inwardly projecting annular shoulder 19 of the sleeve 6.
The surface of the pressure ring facing the sealing ring 15
17 is inclined at the same acute angle as the annular surface 16.
With its surface running perpendicular to the shaft axis, the sealing ring 15 rests against a ring 20 which is sealed against the inner wall of the sleeve 6 by a sealing ring 21. Between the ring 21 and the rod 3 there is a guide ring 22 e.g. made of PTFE. A pressure sleeve 24 rests against the free end face of the latter and the ring 20. The outer end of the latter is surrounded by a ring 25 and rests against a sealing ring 26. The sealing ring 26 is made of the same material and has the same design as the sealing ring 15. The pressure sleeve 24 is only provided with bores 28 for the barrier fluid. The bores 28 open into an annular intermediate space 31 of the pressure sleeve 24. The ring 25, in the same way as the ring 20, is sealed against the inner wall of the sleeve 6 by a sealing ring 27.
The parts of the sealing arrangement accommodated in the space 14 surrounded by the sleeve 6 are secured in their position by a locking ring 29.
The arrangement described allows an effortless assembly, in which the sensitive sealing rings 15, 26 are not damaged. This and the ring 22 can easily be replaced if necessary. Practical tests have shown that the sealing arrangement described is particularly suitable for sealing the piston rod of the delivery and metering pump for viscous, especially corrosive media. The friction can be kept relatively small so that no undesirable heating takes place. Due to the wedge shape of the ring 15, a good stiffening effect is achieved. The rings 15, 26 are centered on the rod 3, so that even if there are misalignments, there is no leakage.
Both the sealing rings and the piston rod are subject to minimal wear, and due to the spring load on the sealing rings, the plasticity of PTFE means that automatic readjustment takes place. The sealing rings 7, 21, 27, which only produce a static seal, are not subject to any wear.
PATENT CLAIM
Rod seal arrangement, in particular for sealing the piston rod of a pump, characterized in that it has at least one wedge-shaped sealing ring (15 or 26) comprising the rod (3) made of a plastically deformable plastic which is under the load of a spring (18) and is pressed by the latter against the rod (3) and an abutment (20 or 24).
SUBCLAIMS
1. Rod seal arrangement according to claim, characterized in that a pressure ring (17) rests against the sealing ring (15) and the superposed surfaces of these two rings are inclined at an acute angle to the rod axis.
2. Rod seal arrangement according to claim, characterized in that two identically designed sealing lengths (15, 26) are arranged one behind the other on the rod (3), between the same with a supply line (12) for a barrier or lubricating fluid in connection intermediate space ( 31) is available.
3. Rod seal arrangement according to claim, characterized in that the individual elements of the seal are housed within a sleeve (6) secured by a locking ring (29).
4. Rod seal arrangement according to dependent claim 2, characterized in that a further sealing ring (22) is arranged between the two sealing rings (15, 26).
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