DE1019432B - Einrichtung zur Beeinflussung des Druckes auf die Kolbenstangendichtungsringe von Kolbenkompressoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung des Druckes auf die in Abständen nebeneinander angeordneten Kolbenstangendichtungsringe von Kolbenkompressoren mit zwischen den Kolbendichtungsringen angeordneten, nach außen führenden Leitungen.

Es ist bekannt, Kolbenstangenabdichtungen von Kompressoren mit mehrteiligen, beweglichen Dichtungsringen so auszuführen, daß eine Mehrzahl von Dichtungsringen hintereinandergeschaltet wird, zum Zwecke, eine Unterteilung des Druckgefälles zwischen den einzelnen Ringen und eine geringere spezifische Belastung zu erreichen. Die Erfahrung hat aber gezeigt, daß eine derartige Unterteilung des Druckgefälles nicht zu erreichen ist.

Eine wirkliche Unterteilung des Druckgefälles, etwa wie in einer Labyrinthdichtung, wo der Druck gesetzmäßig von Stufe zu Stufe abnimmt, kann nur dann erhofft werden, wenn die Metallpackung in bedeutendem Maße undicht ist, da die Drosselung der Strömung von Kammer zu Kammer die Abstufung der Drücke hervorruft. Wenn keine oder fast keine derartige Strömung stattfindet, d. h. wenn die Packung ganz oder nahezu ganz dicht ist, so ist eine Unterteilung des Druckgefälles nicht möglich.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, eine Unterteilung (Ια Druckgefälles durch allerlei Kunstkniffe herbeizuführen. Beispielsweise ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der die zwischen den einzelnen Dichtungsringen befindlichen Räume mit verschieden langen Leitungen oder mit Leitungen verschiedenen Durchmessers verbunden sind, die zu einem gemeinsamen Ölbehälter führen. Vom Ölbehälter führt eine weitere Leitung in den Zylinderraum, so daß gewissermaßen kommunizierende Röhren gebildet werden. Durch diese Vorrichtung soll erreicht werden, eine dem jeweiligen Druckverhältnis im Zylinder selbsttätig angepaßte Druckabstufung herzustellen, so daß die abzudichtenden Teile nicht mehr als gerade nötig belastet sind. Es hat sich aber gezeigt, daß mit dieser Vorrichtung das erstrebte Ziel nicht erreicht werden kann.

Dies liegt darin begründet, daß die Dichtheit von mehrteiligen Packungen mit dem Anpreßdruck zunimmt. Wenn zufällig eine Druckverteilung zustande gekommen ist, weil mehrere Ringe ungefähr denselben Leckverlust haben, so wird derjenige Ring, der etwas besser ist als die anderen, eine etwas höhere Druckdifferenz abdichten. Dadurch wird er stärker angepreßt, und seine Dichtheit verbessert sich noch weiter, und so hat er das Bestreben, nach kurzer Zeit die gesamte Abdichtung allein zu übernehmen und die übrigen weniger dichten Ringe völlig zu entlasten. Dieser Vorgang wird durch Erfahrungen bestätigt. In einer mehrteiligen Packung ist es im allgemeinen ein

Einrichtung zur Beeinflussung des Druckes auf die Kolbenstangendichtungsringe

von Kolbenkompressoren

Anmelder:

Maschinenfabrik Burckhardt A. G.,
Basel (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap, Patentanwalt,
München 22, Mariannenplatz 4

Dipl.-Ing. Helmut Bauer, Basel (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

einziger Ring, der das ganze Druckgefälle abdichtet, und es ist vollständig dem Zufall überlassen, welcher der eingebauten Ringe nun der dichtende Ring ist. Häufig wird sogar beobachtet, daß der dichtende Ring plötzlich wechselt. Wenn ein einziger Ring längere Zeit die gesamte Abdichtung übernommen hat, so nutzt er sich dabei ab und wird dann schließlich weniger dicht als einer der übrigen Ringe, die während dieser Zeit mehr oder weniger unbelastet gelaufen sind. Sowie dies eingetreten ist, wiederholt sich das oben geschilderte Spiel, und der nunmehr bessere Ring übernimmt allein die ganze Abdichtung, bis ein abermaliger Wechsel eintritt. Messungen haben gezeigt, daß diese Wechsel sich vollkommen regellos abspielen und sogar zwischen denselben Ringen sich mehrfach wiederholen können.

Es ist ferner bekanntgeworden, eine Druckverteilung zwischen den Dichtungsringen und der Außenstopfbüchse dadurch herzustellen, daß man in dem Raum zwischen diesen beiden Dichtungsaggregaten über eine mit einer Drosseleinrichtung und einer Einrichtung zur Druckmessung versehenen Leitung einen bestimmten Druck, notfalls unter Zuführung von Gas, aufrechterhält. Auf die einzelnen Dichtungsringe hat diese Anordnung keinen Einfluß. Es ist deshalb nicht möglich, festzustellen oder zu bestimmen, welcher der einzelnen Dichtungsringe abdichtet.

Die Erfindung bezweckt, diese Regellosigkeit zu beseitigen und von außen her zu bestimmen, welcher der Ringe die Abdichtung übernehmen soll.

70S' 760/116

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen den Dichtungsringen Leitungen angeordnet sind, die abschließbar und mit einer Einrichtung zur Druckmessung versehen sind und zu einem Raum niederen Druckes führen. Durch Öffnen oder Schließen der in den einzelnen Leitungen befindlichen Ventile hat man es in der Hand, zu bestimmen, welcher Ring die Abdichtung übernehmen soll. Durch die eingebauten Manometer kann man ohne weiteres feststellen, welcher Ring abdichtet und in welchem Zustand er ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in den Leitungen Mittel zur Auslösung eines Signals bei ansteigendem Druck vorhanden sind. Durch entsprechende Einstellung dieser Signal einrichtungen wird automatisch angezeigt, wann ein Ring nicht mehr genügend abdichtet, so daß dann sofort auf einen anderen Ring umgeschaltet werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Mit 1 ist ein Kompressorkolben bezeichnet, der in einem Zylinder 2 durch die Kolbenstange 3 auf und ab bewegt wird und der in bekannter Weise durch eine. Anzahl mehrteiliger, beweglicher, metallischer Kolbenstangendichtungsringe 4 abgedichtet ist. Nach dem letzten Dichtungsring befindet sich üblicherweise bei Gaskompressoren eine Vorstopfbüchse 5, die durch eine Leitung 6 mit der Ansaugleitung verbunden ist und das Austreten von Gas in den Maschinenraum verhindert. Bei etwaigen Uridichtheiten wird durch diese Leitung 6 das Gas ohne Druck in die Saugleitung zurückgeführt bzw. in einen Raum mit genügend niedrigem Druck in solchen Fällen, wo bereits der Saugdruck sehr hoch ist.

Die Bauart der beweglichen metallischen Dichtungsringe 4 ist in diesem Zusammenhang nebensächlicher Natur.

Gemäß der Erfindung wird nach jedem der Dichtungsringe 4 eine zusätzliche absperrbare Verbindung mit der Saugleitung, bzw. dem Raum niederen Druckes, vorgesehen. Wenn durch Öffnen des Ventils 7 der Raum hinter dem obersten Dichtungsring mit der Saugleitung verbunden wird, so ist der oberste der Dichtungsringe 4 gezwungen, die Abdichtung zu übernehmen, und er kann selbst dann, wenn er sich langsam abnutzt, die Abdichtung nicht willkürlich einem anderen Ring überlassen.

Wenn der oberste Ring so weit abgenutzt ist, daß er seine Aufgabe nicht mehr erfüllen kann, kann durch Schließen des Ventils 7 der zweite Ring zum Tragen herangezogen werden, wobei sinngemäß das zugehörige Ventil 8 geöffnet werden muß. Durch Schließen des Ventils 8 und später des Ventils 9 können in gleicher Weise der dritte und der vierte Ring zur Übernahme der Abdichtung veranlaßt werden. Durch Manometer 10 ist es jederzeit möglich, von außen zu kontrollieren, welcher der Dichtungsringe jeweils gerade die Abdichtung übernommen hat.

Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß die Ringe nacheinander beansprucht werden, wobei sie jeweils bis an die Grenze ihrer Lebendauer belastet werden können. Damit wird eine beträchtliche Verlängerung der Lebensdauer erreicht. Wenn der Wechsel zwischen belasteten und unbelasteten Ringen dem Zufall überlassen würde, wie dies bei Abwesenheit der Ventile 7, 8 und 9 der Fall wäre, so würde z. B. der oberste Ring entlastet werden können, lange bevor er wirklich abgenutzt wird, nur weil der zweite und dritte Ring zufällig in diesem Augenblick besser dichten. Der oberste Ring würde dann unbelastet mitlaufen, aber in einer schon relativ höheren Temperatur, wo erfahrungsgemäß das öl verkokt und verkrustet. Wenn er dann später wiederum zum Tragen kommen sollte, wird er nicht mehr in einwandfreiem Zustand sein und wird bei weitem nicht die Lebensdauer erreichen, die er haben könnte, wenn er von Anfang an ununterbrochen abgedichtet hätte.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Zustand der Packung jederzeit von außen zu erkennen ist. In dem Augenblick z. B., wo vom zweiten auf den dritten Ring umgeschaltet wird, ist es bekannt, daß die beiden oberen Ringe abgenutzt, die beiden unteren jedoch noch einwandfrei instand sind, weil sie bisher noch nicht belastet waren. Dadurch ist es möglich, die noch zu erwartende Lebensdauer der Metallpackung sehr gut vorauszuberechnen.

Beim Fehlen der Ventile 7, 8 und 9 ist hingegen nicht bekannt, in welchem Zustand die Abdichtungsringe sich befinden. Es kann bei einer Packung, bei der vielleicht zufällig der letzte Ring dichtet, nicht vorausgesagt werden, in welchem Zustand die andern Ringe sind, wie oft sie bereits die Last übernommen haben und ob sie überhaupt in der Lage sind, noch ein weiteres Mal abzudichten. Daher kann die Lebensdauer einer solchen Packung während des Betriebes nicht beurteilt werden, und das herannahende Ende der Lebensdauer kündet sich meist auch nicht vorher an, sondern wird erst bemerkt, wenn die Undichtheiten plötzlich wachsen.

Es ist aber in den meisten Betrieben, insbesondere in der chemischen Großindustrie, nicht möglich, die Maschine immer gerade dann abzustellen, wenn ein Versagen einer Metallpackung dies wünschenswert macht, und es ist ein beträchtlicher Vorteil, wenn unvermeidliche Reparaturen rechtzeitig geplant und nach einem Programm ausgeführt werden können.

Es verstellt sich von selbst, daß es nicht notwendig ist, wie in der Zeichnung dargestellt, hinter jedem Abdichtungsring ein Ventil zur Beeinflussung der Abdichtung anzubringen. In vielen Fällen wird es genügen, wenn ein derartiges Ventil nach jeder Gruppe von zwei, mitunter sogar von drei Ringen angeordnet ist.

Es ist sehr leicht möglich, die Manometer 10 mit einer Signaleinrichtung zu versehen, die z. B. durch einen elektrischen Kontakt betätigt werden könnte und die einen Alarm auslöst, wenn durch Ansteigen der Undichtheitsverluste ein Umschalten auf einen andern Kolbenstangendichtungsring notwendig werden sollte.

Claims (2)

Patentansprüche.

1. Einrichtung zur Beeinflussung des Druckes auf die in Abständen nebeneinander angeordneten Kolbenstangendichtungsringe von Kolbenkompressoren mit zwischen den Kolbendichtungsringen angeordneten, nach außen führenden Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen, die abschließbar und mit einer Einrichtung zur Druckmessung versehen sind, zu einem Raum niederen Druckes führen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen Mittel zur Auslösung eines Signals bei ansteigendem Druck vorhanden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 86 160, 717 610.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

T09 WO/115 11.57