DD229197B5

DD229197B5 - SEAL ASSEMBLY FOR AXIAL DISPLACEMENT CYLINDERS

Info

Publication number: DD229197B5
Application number: DD26976284A
Authority: DD
Inventors: Erwin Dipl-Ing Klemann; Volkmar Dr-Ing Drechsler
Original assignee: Ver Energiewerke Ag
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1993-10-07
Also published as: DD229197A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für axial verschiebbare Zylinder mit vielen kleinen und wenigen großen Hin-und Herbewegungen, z.B. zum Abdichten des Ringraumes bei schutzrohrverlegten warm- und kaltgehenden Rohrleitungen, wenn der Ringraum mit einem besonderen Druck oder Unterdruck oder einem besonderen Medium beaufschlagt werden soll.The invention relates to a sealing arrangement for axially displaceable cylinders with many small and few large reciprocating movements, e.g. for sealing the annular space in protective tube laid hot and cold pipelines, if the annulus is to be subjected to a particular pressure or negative pressure or a special medium.

Characteristic of the known technical solutions

Für die Aufgabe, zwei funktionsmäßig voneinander getrennte Räume auch bei rotierenden oder hin- und hergehenden Bauelementen gegeneinander abzudichten, gibt es in der Technik zahlreiche Lösungen. Zur Dichtung an der Welle, der Stange oder dem Degenrohr werden vorwiegend dynamische Berührungsdichtungen, wie Gleitringdichtungen, Stopfbuchspackungen sowie Lippen- und Formdichtungen eingesetzt, die mit dem Gehäuse fest verbunden sind. Um fehlende Planparallelität der Dichtflächen, thermische Dehnungen sowie den Reibungsverschleiß an den Dichtflächen auszugleichen, besitzen die Dichtungskonstruktionen entsprechende elastische Teile. Zur Unterstützung dieser Wirkung sind auch Kombinationen von Dichtungseinrichtungen bekannt. So wird z.B. in der DE-PS 2309047 eine Kombination von radialem Dichtelement und einer Membran vorgeschlagen, die hier auch die Aufgabe hat, für das eigentliche Dichtelement den Anpreßdruck zu erzeugen. Alle diese Dichtungen haben den Nachteil, daß bei jeder auch noch so kleinen Relativbewegung der gegenseitig abzudichtenden Bauteile auch eine Gleitbewegung an der Dichtfläche auftritt, diese damit einem gewissen Verschleiß unterliegt und niemals völlig dicht ist.For the task to seal two functionally separate spaces against each other even with rotating or reciprocating components, there are numerous solutions in the art. For sealing on the shaft, the rod or the sword tube mainly dynamic contact seals, such as mechanical seals, stuffing box packings and lip and molded seals are used, which are firmly connected to the housing. To compensate for the lack of plane parallelism of the sealing surfaces, thermal expansion and the friction wear on the sealing surfaces, the sealing structures have corresponding elastic parts. To support this effect, combinations of sealing devices are also known. For example, in DE-PS 2309047 proposed a combination of radial sealing element and a membrane, which also has the task here to produce the contact pressure for the actual sealing element. All of these seals have the disadvantage that even with each small relative movement of the components to be sealed and a sliding movement on the sealing surface occurs, this is therefore subject to a certain wear and never completely tight.

Eine Sonderstellung unter den Abdichtungen nehmen die Faltenbälge ein, da sie sowohl am Gehäuse als auch am beweglichen Teil fest angeschlossen sind und durch ihre Verformbarkeit Längenänderungen ermöglichen. Sie lassen sich jedoch nur bei Axialbewegungen und auch dort nur bis zu einer vom Faltenbalg abhängigen Bewegungslänge einsetzen. Um den letzteren Nachteil zu vermeiden, wurde z. B. in der DE-PS 2257116 vorgeschlagen, mehrere Faltenbälge hintereinander anzuordnen, um größere Längenänderungen zu ermöglichen. Für sehr große Hin-und Herbewegungen ist diese Lösung auf Grund der großen Zahl von hintereinander anzuordnenden Faltenbälgen nicht zu vertreten.A special position among the seals take the bellows, as they are firmly connected to both the housing and the moving part and allow their deformability length changes. However, they can only be used for axial movements and also only up to a bellows-dependent travel length. To avoid the latter disadvantage, z. B. in DE-PS 2257116 proposed to arrange a plurality of bellows one behind the other to allow greater changes in length. For very large floats this solution is not due to the large number of successively arranged bellows behind.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung für axial verschiebbare Zylinder zu entwickeln, bei der eine Vielzahl von kleinen und wenige große Dehnungen in Axialrichtung beherrscht werden müssen. Sie soll leicht herstellbar und einfach zu warten sein sowie einem geringen Verschleiß unterliegen.The aim of the invention is to develop a seal assembly for axially displaceable cylinder, in which a large number of small and few large strains in the axial direction must be controlled. It should be easy to manufacture and easy to maintain and subject to low wear.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung zu realisieren, die es ermöglicht, mit einer geringen Anzahl hintereinander angeordneter Faltenbälge auszukommen, und die trotz geometrisch einfach geformter Dichtelemente in bezug auf die Dichtheit eine große Zuverlässigkeit aufweist.The object of the invention is to realize a sealing arrangement, which makes it possible to manage with a small number of bellows arranged one behind the other, and which has a high reliability in spite of geometrically simple shaped sealing elements with respect to the tightness.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtungsanordnung aus einer Kombination von Faltenbalg und dynamischer Berührungsdichtung besteht, bei der der Faltenbalg beidseitig Hubbegrenzungen besitzt und das Dichtelement der dynamischen Berührungsdichtung durch ein Spannband o.a. so auf den Innenzylinder gepreßt wird, daß seine Verschiebekraft größer als die Verstellkraft des Faltenbalges ist.According to the invention the object is achieved in that the seal assembly consists of a combination of bellows and dynamic contact seal, in which the bellows on both sides has stroke limitations and the sealing element of the dynamic contact seal o.a. is pressed onto the inner cylinder so that its displacement force is greater than the adjusting force of the bellows.

Kleine Dehnwege werden somit ausschließlich durch Verformung des Faltenbalges aufgenommen, ohne das das Dichtelement verschoben wird. Übersteigen die Axialverschiebungen den durch die Hubbegrenzungen festgelegten Dehnweg des Faltenbalges, so beginnt das Dichtelement auf dem Innenzylinder zu gleiten. Bei dieser Anordnung ist der Faltenbalg auch in der Lage, kleinere Abweichungen in der Koaxialität der gegenläufig bewegten Zylinder auszugleichen und somit auch in dieser Hinsicht das Dichtelement zu entlasten.Small strain paths are thus absorbed exclusively by deformation of the bellows without the sealing element is moved. If the axial displacements exceed the expansion travel of the bellows determined by the stroke limits, the sealing element begins to slide on the inner cylinder. In this arrangement, the bellows is also able to compensate for smaller deviations in the coaxiality of the counter-rotating cylinder and thus relieve the sealing element in this respect.

Das Dichtelement kann entweder ein gummielastischer Profilring oder als Stopfbuchse ausgebildet sein. Um den Verschleiß des Dichtelementes weiter zu vermeiden, kann die erfindungsgemäße Lösung so gestaltet werden, daß das Dichtelement nur in dem Maße vorgespannt wird, wie es für seine Dichtungsfunktion erforderlich ist, während zur Erzeugung des notwendigen Verschiebewiderstandes neben dem Dichtelement zusätzlich ein Schleppring angeordnet ist, der dann gleichzeitig die Aufgabe der Säuberung der Zylindergleitfläche übernimmt.The sealing element may be formed either a rubber-elastic profile ring or as a stuffing box. In order to further avoid the wear of the sealing element, the solution according to the invention can be designed so that the sealing element is biased only to the extent required for its sealing function, while for the generation of the necessary displacement resistance in addition to the sealing element a drag ring is arranged, then at the same time takes over the task of cleaning the Zylindergleitfläche.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, bei dem es sich im speziellen Fall um die Abdichtung des Ringraumes einer in einem Schutzrohr verlegten Wärmeversorgungsleitung handelt, bei der der Ringraum zwischen Medium- und Schutzrohr evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt werden soll. Während im normalen Betriebszustand die Temperaturänderungen des Mediumrohres nur gering sind, erreichen sie beim An-oder Abfahren der Leitung sehr große Werte. Dementsprechend sind die Dehnwege während des normalen Betriebszustandes klein und können allein vom Faltenbalg aufgenommen werden, während sie beim An- und Abfahren der Leitung so groß sind, daß sie nur durch Verschiebungen des Dichtelementes ausgeglichen werden können.The invention will be explained below with reference to an embodiment, which is in the specific case to the sealing of the annular space of a laid in a protective heat pipe, in which the annular space between the medium and protective tube to be evacuated or filled with a protective gas. While in the normal operating condition, the temperature changes of the medium pipe are only small, they reach very large values when starting or stopping the line. Accordingly, the stretching paths during the normal operating condition are small and can be absorbed solely by the bellows, while they are so large when starting and stopping the line that they can be compensated only by displacements of the sealing element.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 den Innenzylinder 1 des Mediumrohres mit dem als Profilring ausgebildeten Dichtelement 2, gegen das sich der am konzentrischen Außenzylinder 3 befestigte Faltenbalg 4 abstützt. Das Dichtelement 2 wird vom Spannband 5 umschlossen, mit dem die notwendige Anpreßkraft und damit Verschiebekraft des Dichtelementes 2 erzeugt wird. Zur Gewährleistung der Einhaltung der zulässigen Verformung des Faltenbalges 4 ist die Hubbegrenzung 6 vorgesehen. Sobald der Faltenbalg 4 an der Hubbegrenzung 6 anliegt, überträgt die Hubbegrenzung 6 die Verschiebekraft vom Dichtelement 2 auf den Außenzylinder 3, ohne den Faltenbalg 4 weiter zu verformen. In einer zweiten Anordnung nach Fig. 2 wird auf das besondere Spannband 5 um das Dichtelement 2 verzichtet und der erforderliche Verschiebewiderstand dadurch erzeugt, daß neben dem Dichtelement 2, verbunden mit dem Faltenbalg 4, ein Schleppring 7 angeordnet ist, der wiederum so auf den Innenzylinder 1 gepreßt wird, daß sein Verschiebewiderstand größer als die Verstellkraft des Faltenbalges 4 ist.The accompanying drawing shows in Fig. 1 the inner cylinder 1 of the medium pipe with the formed as a profile ring sealing element 2, against which the attached to the concentric outer cylinder 3 bellows 4 is supported. The sealing element 2 is enclosed by the clamping band 5, with which the necessary contact pressure and thus displacement force of the sealing element 2 is generated. To ensure compliance with the permissible deformation of the bellows 4, the stroke limitation 6 is provided. As soon as the bellows 4 bears against the stroke limiter 6, the stroke limiter 6 transmits the displacement force from the sealing element 2 to the outer cylinder 3, without further deforming the bellows 4. In a second arrangement according to Fig. 2 is dispensed to the special clamping band 5 to the sealing element 2 and the required displacement resistance generated by the fact that next to the sealing element 2, connected to the bellows 4, a drag ring 7 is arranged, which in turn so on the inner cylinder 1 is pressed, that its displacement resistance is greater than the adjusting force of the bellows 4.

Representation of the reference numerals used

1 Innenzylinder1 inner cylinder

2 Dichtelement2 sealing element

3 Außenzylinder3 outer cylinders

4 Faltenbalg4 bellows

5 Spannband5 strap

6 Hubbegrenzung6 stroke limitation

7 Schleppring7 towing ring

Claims

A sealing arrangement for axially displaceable cylinders with many small and few large reciprocations, in which a bellows with stroke limitation and a dynamic contact seal with clamping device are used, characterized in that the bellows (4) and the contact seal (2) one behind the other between the Outer cylinder (3) and the inner cylinder (1) are arranged so that the sealing element of the contact seal (2) begins to slide when the axial displacements occurring exceed the by the stroke limiter (6) fixed elongation of the pleated lining (4).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing element of the dynamic contact seal is designed as a stuffing box.

3. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing element (2) of the dynamic contact seal is a rubber-elastic profile ring with clamping band (5).

4. Sealing arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that in addition to the sealing element (2) instead of the clamping band (5) a prestressed drag ring (7) and connected to the sealing element (2) is connected.