DD299132A7 - Dichtungsbereich einer emaillierten ruehrerwelle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft den Dichtungsbereich einer emaillierten Ruehrerwelle fuer die Abdichtung mit einer Gleitringdichtung. Aufgabe der Erfindung ist es, Lebensdauer, Regenerierbarkeit, Funktionstuechtigkeit, mechanische und thermische Stabilitaet und verfahrenstechnischen Anwendungsbereich zu verbessern. Gemaesz der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dasz die mit mittlerer Oberflaechenrauhigkeit beschliffene emaillierte Wulst der Ruehrerwelle mit einer straff aufgezogenen PTFE-Manschette mit erhoehtem Anteil an Glaspulver sowie definierter Abmessungen und Verhaeltnisse abgedeckt wird und darunter liegende Fehlstellen mit einer Fuellmasse mit erhoehtem Feststoffanteil ausgefuellt werden. Anwendungsgebiet der Erfindung sind Chemieruehrmaschinen.{emaillierte Ruehrerwelle; Gleitringdichtung; PTFE-Manschette; PTFE-Keilring}

Description

Ziel der Erfindung

Ziei der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen und den Herstellungsaufwand zu senken, die Betriebssicherheit zu erhöhen, die Lebensdauer zu verbessern, die konstruktiven Möglichkeiten gegenüber den Betriebsbedingungen zu erweitern und die Funktionstüchtigkeit, zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, den Dichtungsbereich einer emaillierten Rührarwelle so zu gestalten, daß der gesagte dem Behälterinhalt und der Sperrflüssigkeit zugängliche Bereich ebenso wie bei einer direkt beschliffenen Rührerwelle i'niversell korrosionsbeständig ist, die Verschleißfestigkeit erhöht wird und bei Verschleiß oder Beschädigung ebenso wie be > iner austauschbaren Wellenhülse die Funktionsfähigkeit durch leichten und schnellen Austausch eines einfachen Teiles ohne Ausbau des Rührers wieder hergestellt werden kann, sensible Bereiche gegen Montageeinwirkungen und Sperrwasserschockwirkung geschützt sind, Inhomogenitäten der Emailschicht die Dichtwirkung und die Lebensdauer nicht beeinträchtigen, die Anforderungen an die Oberflächengüte der Emailschicht insgesamt niedrig sind und Beschädigungen der Oberfläche für eine gewisse Restlobensdauer ausgebessert und geschützt werden können. Zudem muß der Einsatz hydraulisch entlasteter behälterseitiger Gleitpaarungen wie bei Konstruktionen mit metallischer Wellenhülse möglich sein. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß auf die sich zum Behälterraum verdickende beschliffene emaillierte Oberfläche der Rührerwelle eine zum Behälterraum dünnwandige und zum Außenraum am Innenrand verdickte PTFE-Manchette straff aufgeschoben wird, auf deren äußerer Fläche der PTFE-Keilring der Gleitringdichtung abdichtet, wobei für das Längen/Dickenverhältnis des dünnwandigen Teiles sowie Höhe und Breite ihrer Verdickung der PTFE-Manschette und ihre Werkstoffzusarr mensetzung sowie die Rauhigkeit der beschliffenen Emailoberfläche bestimmte Werte einzuhalten sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. Dichtungsbereich der emaillierten Rührerwelle mit einer hydraulisch entlasteten behältersoitigen Gleitpaarung.

Die emaillierte Rührerwelle 1 hat im Dichtungsbereich der zum Behälterraum 2 abdichtenden Gleitringpaarung 3 eine Wulst 4, deren beschliffene Emailschicht 5 von einer PTFE-Manschette 6 abgedeckt ist, die an ihrem oberen Ende eine Verdickung nach innen hat und an der Wulst 4 der Rührerwelle 1 anliegt.

Beim Schleifen der Emailschicht ö wird die dichte glasierte Deckschicht zerstört und es werden Bläschen im Email angeschnitten. Die PTFE-Manschette 6 dringt mit ihrer Innenfläche unter dem Einfluß der Anfangsvorspannu, ig und des im Dichtungsraum 7 herrschenden Überdrucks gegenüber dem Behälterraum 2 teilweise in diese Bläschen und in die haim Schleifon entstehenden Oberflächenriefen ein und kann dadurch Schubkräfte in die Emailschicht 5 übertragen. Es vvurdo gefunden, daß die günstigste Oberflächenrauhigkeit der geschliffenen Emailschicht 5 zur Gewährleistung von Flüssigkeitsdichtheit und Formschluß zwischen Emailschicht 6 und PTFE-Manschette 6zwischen 6 und 16 Mikrometern liegt und daß die PTFt-Manschette 6 zur Gewährleistung der Elastizität für die Vorspannung, Mikroplastizität der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfächengüte 10 bis 15% Glaspulver enthalten sollte. Der Abstand von oberer Schleifgrenze 8 und Dichtlippe 9 des PTFE-Keilringes 10 muß mindestens 4mal so groß sein wie die Wanddicke der PTFE-Manschette 6, um eine selbstdichtende Wirkung zwischen PTFE-Manschette 6 und der Emailschicht 5 der Wulst 4 zu gewährleisten. Berücksichtigt man kleine unbeschliffene Flecke 11 oder Emailabplatzungen 12, letztere sind im oberen Bereich der Wulst 4 für eine längere Zeit zulässig, so ist ein Abstand zwischen oberer Schleifgrenze 8 und Dichtlippe 9 von mindestens 15 mm zweckmäßig. ,

Da auch mit Fehlstellen im Oberflächenschliff der Emailschicht B im Bereich der Dichtlippe 9 des PTFE-Keilringes 10 zu rechnen ist, was zu einer Abweichung von der Kreisform und damit zu Undichtigkeit infolge Spaltes zwischen PTFE-Keilring 10 und PTFE-Manschette 6 führen würde, werden sämtliche Fehlstellen vor dem Aufschieben der PTFE-Manschette mit einer pastösen selbstaushärtenden Masse ausgefüllt, die mindestens 70VoI.-% Ouarzmehl, Kieselgur oder Aluminiumoxid enthält. Dieser Feststoffanteil ist ausreichend, um auch nach Auflösung des Bindemitteis durch das Behältermedium eine ausreichende Stützwirkung der PTFE-Manschette 6 durch die zwischen letzterer und der Emailschicht 5 eingeschlossenen Feststoffe der pastösen Masse zu gewährleisten. Es wurde gefunden, daß in der schmalen Berührungszone von Dichtlippe 9 des PTFE-Keilringes 10 und PTFE-Manschette 6 bei Relativbewegungen beider die porösen PTFE-Oberfiächen mit feinsten Partikeln, vor allem Kohleabrieb des Gleitringes 3 zugesetzt und überzogen werden, was die erhöhte Verschleißfestigkeit der PTFE-Manschette 6 gegenüber Email oder anderen sprödharten Werkstoffen, sowie die gute Dichtwirkung der PTFE-Paarung trotz geringer erzielbarer Oberflächengüten, in der Regel nur Drehen, erklärt. Die Wanddicke der PTFE-Manschette 6 im beschliffenen Bereich der Emailschicht 5 liegt am günstigsten zwischen 2 und 3mm, da dann die radiale Anpressung des PTFE-Keilringes 10 problemlos aufgenommen werden kann, die Gesamtlänge der PTFE-Manschette 6 im Hinblick auf die verfügbaren Halbzeuge und den im Dichtungsraum 7 vorhandenen Platz begrenzt werden kann, Rauhigkeiten der Emailschicht 5 auf die Außenfläche der PTFE-Manschette 6 keine Wirkung haben und die für eine wirksame hydraulische Entlastung der Gleitflächen des Gleitringes 3 und des Gegenringes 13 erforderlichen Flächenverhältnisse von Druckfläche/Gleitflächo a 0,75 realisiert werden können. Leichte Montage und Demontage sowie Anfangspressung der PTFE-Manschette 6 sind gewährleistet, wenn der Innendurchmesser 0,1 bis 0,2% unter dem Außendurchmesser der beschliffenen Emailschicht 5 der Wulst 4 liegt. Die erfindungsgemäße Lösung faßt hinsichtlich Austauschfähigkeit und Regenerierbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Betriebssicherheit, Universalität der Dichtungskonstruktion, Montierbarkeit und Herstellungsaufwand die Vorteile von emaillierten beschliffenen Wellenhülsen, emaillierten beschliffenen Rührern und metallischen Wellenhülsen zusammen. Sie ermöglicht zudem die vollwertige Regenerierung von verschlissenen oder beschädigten Rührern, was besonders im Hinblick auf sehr lange (bis ca. 6m) und mehrteilige im Behälter mit hohem Aufwand demontierbare bzw. montierbare emaillierte Rührer wichtig ist.

Claims (1)

1. Dichtungsbereich einer emaillierten Rührerwelle (1) für die Abdichtung mit einer Gleitringdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Wulst (4) eine Emailschicht (5) mit einer Oberfächenrauhigkeit von 6 bis lö Mikrometern geschliffen ist, eine PTFE-Manschette (6) mit 10 bis 15% Anteil an Glaspulver einer Wanddicke von 2 bis 3 mm und einer Länge von größer/gleich 4mal Wanddicke und einem Innendurchmesser, der 0,2 bis 0,3% kleiner als der Durchmesser der Wulst (4) ist, aufgeschoben ist und unter der PTFE-Manschette (6) liegende Hohlräume durch unbeschliffene Flecke (11) und Emailabplatzungen (12) mit einer pastösen Masse ausgefüllt sind, die mindestens 70Vol.-% an Quarzmehl, Kieselgur oder Aluminiumoxid enthält.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft den Dichtungsbereich einer emaillierten Rührerwolle für die Abdichtung mit einer Gleitringdichtung in einer emaillierten Rührmaschine.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Emaillierte Rührerwellen von emaillierten Rührmaschinen, die mit aggressiven, giftigen und unter Druck stehenden Medien arbeiten, werden häufig mit doppeltwirkenden Gleitringdichtungen abgedichtet. Mit dem Behälterinhalt dürfen dabei nur solche Werkstoffe in Kontakt kommen, die, ähnlich wie Email, eine ausreichend hohe Korrosionsbeständigkeit haben. An die rotierende Wellenoberfläche, gegen die der ebenfalls rotierende Gleitring der behälterseitigen Paarung quasistatisch mittels eines Sekundäreleinents, zumeist ein PTFEKeilring, abgedichtet wird, werden dabei besondere Anforderungen gestellt. Außer der Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Behälterinhalt muß sie die Dichtigkeit des Keilringes gewährleisten und die dafür erforderliche Oberflächengüte trotz der durch Wellenverbiegungen und -Schiefstellung unvermeidlichen axialen Relativbewegungen zwischen Zylinderoberfläche und Keilring und eingedrungener und unter Anpressung mitbewegter Schmutz- und Verschleißteile über möglichst lange Zeit behalten. Bekannt geworden ist der Einsatz einer austauschbaren emaillierten Wellenhülse, die mittels einer Flachdichtung gegen die emaillierte Rührerwelle im Behälterraum abgedichtet wird. Nachteilig sind der erhöhte Aufwand für zusätzliche Wellenhülse und Flachdichtung, letztere muß, da mit dem Behälterinhalt in Berührung kommend, universell korrosionsbeständig sein. Sie ist zudem von außen nicht kontrollierbar, und bei ihrem Undichtwerden infolge Pressungsverlustes kann Behältermedium nach außen dringen, zur unbemerkten Korrosion ungeschützter Paßflächen führen bzw. eine Demontage des Paßsitzes Welle/Hülse verhindern. Bekannt geworden ist weiter das Aufschrumpfen, Aufpressen oder Aufkleben von verschleißfesten dünnwandigen Metallhülsen. Nachteilig ist, daß die dafür verwendbaren Werkstoffe keine universeile Korrosionsbeständigkeit aufweisen, Klebeverbindungen den auftretenden Lösungsmitteln und Temperaturbedingungen im Behälterraum nicht universell standhalten und Preß- und Schrumpfverbindungen ι jmindest beim Lösen zur Emailbeschädigung der Welle führen können. Bekannt geworden ist weiterhin eine sehr fortgeschrittene Lösung, bei der die emaillierte Oberfläche der Rührerwelle im Dichtungsbereich so präzise geschliffen wird, daß sie zur Abdichtung des PTFE-Keilringes einer Gleitringdichtung geeignet ist. Nachteilig ist, daß die Verschleißfestigkeit selbst spezieller Emails begrenzt ist, und nach gewisser Zeit die gesamte Rührerwelle infolge örtlichen Abriebs unbrauchbar wird. Zudem ist das schlagempfindliche Email besonders bei Montagevorgängen gefährdet, wobei bereits kleinste Abplatzungen oder Beschädigungen im Bereich des Keilringes zur Dichtungsunfähigkeit führen. Schließlich nimmt beim Ausfall der Dichtungskühlung die Welle innerhalb der Gleitringdichtung rasch die Behältertemperatur oder Werte darüber an, was bei wiedereinsetzendem Sperrmittelkreislauf zur Wärmorißbildung im Email durch auftretendes kaltes Sperrmittel führen kann.

   Nachteilig ist weiter, daß strukturbedingte Bläschen im Email im Dichtungsbereich angeschliffen werden und im Bereich der sehr schmalen Berührungsfläche des PTFE-Keilringes zu ungenügender Dichtigkeit führen können. Angeschliffene Bläschen führen zudem wegen der in ihnen eingelagerten oder durch die Sprödigkeit des Emails an ihren Rändern sich lösenden Verschleißpartikel, die sich in dem weicheren PTFE-Keilring, ähnlich wie in der Bindung einer Schleifscheibe einbetten, bei Relativbewegungen zum Verschleiß auch sehr harter Oberflächen.

   Gemeinsamer Nachteil von emaillierter Schonhülse und direkt beschliffener Welle ist, daß selbst kleine Beschädigungen der Emailfläche, die bis zum Grundwerkstoff durchgehen, zum sofortigen Unbrauchbarwerden von Wellenhülse bzw. Welle führen. Zudem muß das Email im gesamten Bereich geschliffen sein, da selbst kleinste ungeschliffene Stellen wegen der Welligkeit der Emailoberfläche zur Undichtigkeit der Dichtlippe des PTFE-Keilringes führen, so daß die Emailschicht in dem zu schleifenden Bereich sehr dick, d.'-,. abplatzgefährdet und zur Bläschenbildung neigend aufgebracht werden muß. Ein weiterer deutlicher Nachteil von beschliffenen emaillierten Wellenhülsen und beschliffenen emaillierten Wellen ist, daß in beiden Fällen nur hydraulisch belastete Gleitringpaarungen eingesetzt werden können, da bedingt durch Montierbarkeit, zu berücksichtigende Fluchtungsfehler und Wellenauslenkungen, sowie aus emailliertechnischen Gründen nicht realisierbare scharfe Absätze in emaillierten Oberflächen, din Kontaktfläche von Gleit- und Gegr nring stets kleiner sein muß als die druckbeaufschlagte Fläche des Gleitringes, so daß die Gleitwerkstoffe zusätzlich neben hoher Korrosionsbeständigkeit auch hohe mechanische und thermische Beanspruchbarkeit aufweisen müssen, was die Materialauswahl erschwert und einschränkt.