DE102004031020B4 - sealing arrangement - Google Patents
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Abstract
Dichtungsanordnung zum Abdichten der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen, umfassend
eine erste Abdichtungskonstruktion umfassend einen Gleitring (4) und eine flexible Manschette (5), die mit einem Manschettengehäuse (6) verbunden ist, und
eine zweite Abdichtungskonstruktion umfassend eine Packung, bestehend aus mindestens einem Packungsring (7), ein Stopfbuchsgehäuse (9) und eine Stopfbuchsbrille (8),
sowie Befestigungselemente zum Fixieren und Sichern der Dichtungsanordnung an dem stehenden Teil,
wobei die Abdichtungskonstruktionen um das sich drehende Teil angeordnet sind und formschlüssig und lösbar miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass der geteilte Gleitring (4) mehrere Gleitringsegmente umfasst und mit einer radialen Dichtfläche an dem stehenden Teil anliegt
a first seal construction comprising a slip ring (4) and a flexible collar (5) connected to a collar housing (6), and
a second sealing construction comprising a packing consisting of at least one packing ring (7), a gland housing (9) and a stuffing box gland (8),
and fasteners for fixing and securing the seal assembly to the stationary part,
wherein the sealing structures are arranged around the rotating part and are positively and detachably connected to each other,
characterized in that the split sliding ring (4) comprises a plurality of sliding ring segments and rests with a radial sealing surface on the stationary part
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen, z.B. von sich drehenden Teilen zu stehenden Teilen, insbesondere zur Abdichtung von rotierenden Trommeln oder Wellen zu stehenden Gehäusen.The invention relates to a sealing arrangement for sealing the transitions from moving parts to stationary parts, e.g. from rotating parts to stationary parts, in particular for sealing rotating drums or shafts to stationary housings.
Üblicherweise werden sich drehende Trommeln oder Wellen zum stehenden Gehäuse durch eine axiale Gleitringdichtung oder eine radiale Drossel (Stopfbuchsdichtung) abgedichtet. Zur Abdichtung der Übergänge der rotierenden Trommel zum stehenden Gehäuse wird vorzugsweise eine mit Flächenpressung arbeitende axiale Gleitringdichtung eingesetzt.Usually, rotating drums or shafts are sealed to the stationary housing by an axial mechanical seal or a radial throttle (gland packing). For sealing the transitions of the rotating drum to the stationary housing, an axial mechanical seal working with surface pressure is preferably used.
Gleitringdichtungen bestehen im Wesentlichen aus zwei kreisförmigen ebenen Gleitflächen, die gegeneinander gepreßt werden. Eine radiale Gleitfläche, der sogenannte Gegenring, ist hierbei fest mit dem ruhendem Gehäuse verbunden, der eigentliche Gleitring, ist auf dem sich bewegenden Teil, der rotierenden Trommel oder Welle befestigt und liegt auf dem rotierenden Teil auf und mit einer seitlichen radialen Gleitfläche am Gegenring an. Mit auf den Umfang der Gleitfläche des Gegenrings verteilten Anpreßelementen, z.B. Gewichten, Federn, Pneumatikzylindern werden die beiden radialen Gleitflächen fest aufeinander gepreßt.Mechanical seals consist essentially of two circular planar sliding surfaces, which are pressed against each other. A radial sliding surface, the so-called mating ring, in this case is firmly connected to the stationary housing, the actual sliding ring, is mounted on the moving part, the rotating drum or shaft and rests on the rotating part and with a lateral radial sliding surface on the mating ring , With on the periphery of the sliding surface of the mating ring distributed pressing elements, e.g. Weights, springs, pneumatic cylinders, the two radial sliding surfaces are pressed firmly together.
Der Nachteil dieser Gleitringdichtungen liegt vor allem darin, daß axiale und größere radiale Bewegungen bzw. Taumelbewegungen der Trommel oder Welle nicht ohne weiteres aufgenommen werden können, insbesondere dann, wenn die axialen Bewegungen, z.B. durch das Aufheizen der Trommel oder der Welle sehr groß sind.The disadvantage of these mechanical seals lies in the fact that axial and larger radial movements or tumbling movements of the drum or shaft can not be easily absorbed, in particular when the axial movements, e.g. are very large due to the heating up of the drum or the shaft.
Ursache dieser Probleme sind die starken Reibungskräfte, die auf Grund der Drehbewegung und der Flächenpressung entstehen und die die Gleitflächen gegeneinander verschieben. Dadurch werden die Dichtungsflächen verkleinert oder ganz weggenommen. Ein weiterer Aspekt sind die nicht immer planparallel stehenden Gleitflächen, als Folge der separaten Befestigung des stehenden Dichtungsteils (Gegenring) in Verbindung mit größeren axialen bzw. Taumelbewegungen des rotierenden Dichtungsteils (Gleitring). Zur Herabsetzung der Reibung werden üblicherweise Gleit- bzw. Schmiermittel, die gleichzeitig als Sperrmedium dienen, eingesetzt.Cause of these problems are the strong frictional forces that arise due to the rotational movement and the surface pressure and move the sliding surfaces against each other. As a result, the sealing surfaces are reduced or completely removed. Another aspect is the not always plane-parallel sliding surfaces, as a result of the separate attachment of the stationary sealing part (counter ring) in conjunction with larger axial or tumbling movements of the rotating sealing part (sliding ring). To reduce the friction usually lubricants or lubricants, which also serve as a barrier medium used.
Die nachteiligen Folgen dieser genannten Probleme sind großer Verschleiß, hoher Schmiermittelverbrauch, hoher Wartungsaufwand, hohe Kosten und nicht zuletzt das Versagen der Gleitringdichtungen.The adverse consequences of these problems mentioned are great wear, high lubricant consumption, high maintenance, high costs and not least the failure of the mechanical seals.
Die Nachteile der Stopfbuchsdichtung sind z.B. die Leckraten und die nur begrenzte Fähigkeit, radiale bzw. Taumelbewegungen der Trommel oder Welle aufzunehmen.The disadvantages of the gland packing are e.g. the leakage rates and the limited ability to accommodate radial or wobble movements of the drum or shaft.
Die Folgen sind denen der Gleitringdichtungen ähnlich, auch hier steht am Ende das Versagen der Stopfbuchsdichtungen.The consequences are similar to those of the mechanical seals, here too is the failure of the stuffing box gaskets at the end.
Bei thermischen Prozessen entstehen oftmals Gase, die nicht in die Umwelt entweichen sollten. Undichtigkeiten sind daher nicht tolerierbar. Eine zuverlässige Abdichtung der Übergänge von sich bewegenden zu stehenden Teilen, insbesondere von sich drehenden Trommeln oder Wellen zu stehenden Gehäusen ist daher unerlässlich.Thermal processes often produce gases that should not escape into the environment. Leaks are therefore intolerable. A reliable sealing of the transitions from moving to stationary parts, in particular from rotating drums or shafts to stationary housings is therefore essential.
Die
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen bereitzustellen. Die Dichtungsanordnung soll verschleiß- und wartungsarm abdichten, störungsfrei arbeiten und möglichst frei von Verschmutzungen sein, wenig Schmiermittel verbrauchen und trotz Taumel- oder Schlagbewegungen des sich bewegenden Teiles eine zuverlässige Abdichtung gewährleisten. Außerdem soll die axiale und radiale Ausdehnung des sich bewegenden Teiles auf Grund von Temperatureinwirkung aufgenommen werden.The invention has for its object to provide an improved seal assembly for sealing the transitions from moving parts to stationary parts. The seal assembly should wear resistant and low-maintenance, work smoothly and be as free as possible from contamination, consume little lubricant and ensure a reliable seal despite wobbling or impact movements of the moving part. In addition, the axial and radial expansion of the moving part due to the effect of temperature to be absorbed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dichtungsanordnung, die erfindungsgemäß aus einer ersten und einer zweiten Abdichtungskonstruktion besteht.This object is achieved by a sealing arrangement, which consists according to the invention of a first and a second sealing construction.
Die erfindungsgemäße Abdichtung umfaßt als erste Abdichtungskonstruktion einen mehrteiligen Gleitring und
eine flexible Manschette, die mit einem Manschettengehäuse verbunden ist
und als zweite Abdichtungskonstruktion
eine Packung, bestehend aus mindestens einem Packungsring, eine Stopfbuchsbrille und
ein Stopfbuchsgehäuse,
sowie Befestigungselemente, z.B. Schrauben, Federn usw. zum Fixieren, Sichern und Befestigen der Dichtungsanordnung an einem nicht drehenden Träger, z.B. einem Gehäuse, wobei der geteilte Gleitring mehrere Gleitringsegmente umfasst und mit einer radialen Dichtfläche an dem nicht drehenden Träger anliegt.The seal according to the invention comprises as the first sealing construction a multi-part slide ring and
a flexible sleeve which is connected to a sleeve housing
and as a second sealing construction
a pack consisting of at least one packing ring, a stuffing box gland and
a stuffing box,
and fasteners, such as screws, springs, etc. for fixing, securing and securing the seal assembly to a non-rotating support, such as a housing, wherein the split seal ring comprises a plurality of sliding ring segments and rests with a radial sealing surface on the non-rotating support.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist überall dort anwendbar, wo eine Abdichtung von Übergängen von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen erfolgen soll. Als sich bewegende Teile sind z.B. Trommeln, Wellen oder Rotoren und als stehende Teile z. B. Gehäuse oder Statoren anzusehen. Insbesondere kann die Dichtungsanordnung auf allen Gebieten eingesetzt werden, in denen Stopfbuchs-, Gleitring-, Labyrinth- oder Lamellendichtungen verwendet werden. Als mögliche Anwendungsbereiche sind z. B. Trommeln, Drehöfen, Förderschnecken, Rührwerke, Pumpen, Ventilatoren, Ventile, Armaturen usw. zu nennen.The sealing arrangement according to the invention is applicable wherever a sealing of transitions from moving parts to stationary parts is to take place. As moving parts are e.g. Drums, shafts or rotors and as stationary parts z. B. housing or stators. In particular, the seal assembly can be used in all fields in which gland, mechanical seal, labyrinth or lamellar seals are used. As possible applications are z. As drums, rotary kilns, screw conveyors, agitators, pumps, fans, valves, fittings, etc. to call.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung kann beispielsweise zum Abdichten der Übergänge am Einfall- und Ausfallgehäuse eines Drehofens eingesetzt werden.The sealing arrangement according to the invention can be used, for example, for sealing the transitions at the incident and failure housing of a rotary kiln.
In einer Ausführungsform wird die Produktaustragseite eines Drehrohrofens mit der erfindungsgemäßen Dichtung abgedichtet.In one embodiment, the product discharge side of a rotary kiln is sealed with the seal according to the invention.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Drehrohrofen, der zur Herstellung von Fluorwasserstoff Anwendung findet, mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung an der Produktraumseite abgedichtet.In a further embodiment, a rotary kiln which is used for the production of hydrogen fluoride is sealed with the sealing arrangement according to the invention on the product space side.
Die Montage der Dichtungsanordnung ist auf Grund der Einfachheit der Konstruktion und der geringen Zahl der Bauteile unkompliziert. Die erste Abdichtungskonstruktion, der mehrteilige, vorzugsweise dreigeteilte Gleitring wird um das sich bewegende Teil so angeordnet, daß die Gleitringsegmente mit ihrer Innenfläche, der axialen Dichtfläche, formschlüssig auf dem sich bewegende Teil aufliegen und mit einer radialen Seite, der radialen Dichtfläche, an dem stehenden Teil anliegen.The assembly of the seal assembly is uncomplicated due to the simplicity of the design and the small number of components. The first sealing construction, the multi-part, preferably three-part sliding ring is arranged around the moving part so that the sliding ring segments with its inner surface, the axial sealing surface, positively rest on the moving part and with a radial side, the radial sealing surface, on the stationary Part lie.
Als Material für den Gleitring werden zweckmäßigerweise selbstschmierende Materialien verwendet. Beispielweise können gesinterte Materialien, wie Grauguss, Rotguss oder Bronze zur Herstellung des Gleitringes verwendet werden. In speziellen Anwendungsfällen sind auch Kunststoffe, insbesondere solche die selbstschmierende Eigenschaften besitzen als Material für den Gleitring denkbar.As the material for the sliding ring self-lubricating materials are suitably used. For example, sintered materials such as gray cast iron, gunmetal or bronze can be used to make the slip ring. In special cases, plastics, in particular those which have self-lubricating properties, are also conceivable as the material for the sliding ring.
Die Gleitringsegmente werden über ihre Außenfläche mittels einer mit einem Druckmedium beaufschlagten flexiblen Manschette auf das sich bewegende Teil gepresst. Damit erfolgt eine primäre axiale Abdichtung des Übergangs von sich bewegenden Teil zu stehenden Teil. Durch dieses Anpressen mittels der Manschette wird gleichzeitig erreicht, daß die axialen Fugen des geteilten Gleitringes abgedichtet werden. Zusätzlich wird die Manschette selbst mit einer radialen Dichtfläche an das stehende Teil gepresst, so daß hier eine zusätzliche sekundäre radiale Abdichtung erfolgt.The sliding ring segments are pressed on their outer surface by means of a pressurized medium with a flexible sleeve on the moving part. This results in a primary axial sealing of the transition from moving part to stationary part. By this pressing by means of the sleeve is achieved at the same time that the axial joints of the split seal ring are sealed. In addition, the sleeve itself is pressed with a radial sealing surface to the stationary part, so that there is an additional secondary radial seal.
Als Material für die Manschette wird ein flexibles, druckfestes und chemikalienbeständiges Material, vorzugsweise hochtemperaturbeständiges Elastomer, z. B. Fluorkohlenwasserstoff-Elastomer (Viton) oder Gummi verwendet.As a material for the cuff is a flexible, pressure-resistant and chemical-resistant material, preferably high temperature resistant elastomer, for. As fluorohydrocarbon elastomer (Viton) or rubber used.
Die Manschette ist an dem Manschettengehäuse formschlüssig und druckdicht angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die flexible, aufblähbare Manschette auf das metallische Manschettengehäuse aufvulkanisiert.The sleeve is arranged on the sleeve housing form-fitting and pressure-tight. In a preferred embodiment, the flexible, inflatable cuff is vulcanized onto the metallic sleeve housing.
Die Manschette und das Manschettengehäuse können auch mehrteilig, z.B. zweiteilig ausgeführt sein. Diese Ausführungsform z.B. in Form von Halbschalen weist Vorteile bezüglich Montage oder Demontage auf. Die Verwendung einer einteiligen oder einer geteilten Manschette hängt von dem jeweiligen Anwendungsfall ab.The cuff and the sleeve housing can also be made in several parts, for example in two parts. This embodiment, for example in the form of half-shells has advantages in terms of assembly or disassembly. The use of a one-piece or A split cuff depends on the particular application.
Die Beaufschlagung der Manschette mit einem Druckmedium erfolgt über Einlässe, z. B. Bohrungen, die im Manschettengehäuse eingebracht sind.The loading of the sleeve with a pressure medium via inlets, z. B. holes that are placed in the sleeve housing.
Als Druckmedium sind alle geigneten Druckmedien denkbar, vorzugsweise werden Luft oder Inertgas, z.B. Stickstoff, Wasserstoff oder Edelgase allein oder als Gemisch verwendet. Bevorzugt wird Druckluft verwendet.As printing medium, all suitable printing media are conceivable, preferably air or inert gas, e.g. Nitrogen, hydrogen or noble gases used alone or as a mixture. Preferably, compressed air is used.
Der notwendige Anpreßdruck bzw. die Anpreßkraft kann unter Berücksichtigung des Manschettenwerkstoffes beliebig gewählt werden und mittels bekannter Druckregler eingestellt werden. Ein Anpreßdruck von 0,1 bis 0,3 bar Überdruck über Umgebungsdruck, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 bar Überdruck über Umgebungsdruck, hat sich bei dem von uns gewählten Ausführungsbeispiel als geeignet erwiesen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anpreßdruck 0,15 bar Überdruck über Umgebungsdruck.The necessary contact pressure or the contact pressure can be chosen arbitrarily taking into account the sleeve material and adjusted by means of known pressure regulator. A contact pressure of 0.1 to 0.3 bar overpressure above ambient pressure, preferably 0.1 to 0.2 bar overpressure above ambient pressure, has proved to be suitable in the embodiment chosen by us. In a preferred embodiment, the contact pressure is 0.15 bar overpressure above ambient pressure.
Das Manschettengehäuse ist mit dem Träger der gesamten Dichtungsanordnung bzw, mit dem stehenden Teil lösbar verbunden. Das Material des Manschettengehäuses ist nicht erfindungswesentlich, es sind unterschiedliche Materialien möglich. In der von uns bevorzugten Ausführungsform ist das Manschettengehäuse aus Stahl gefertigt.The sleeve housing is releasably connected to the carrier of the entire seal assembly or, with the standing part. The material of the sleeve housing is not essential to the invention, different materials are possible. In our preferred embodiment, the sleeve housing is made of steel.
Als von der Produktseite her gesehene zweite Abdichtung wird eine konventionelle Stopfbuchsdichtung verwendet. Die Stopfbuchsdichtung besteht üblicherweise aus mindestens einem Packungsring, einer Stopfbuchsbrille und einem Stopfbuchsgehäuse. Die Packung, d.h. der Packungsring bzw. die Packungsringe werden in das Stopfbuchsgehäuse eingelegt. Als Werkstoff für die Komponenten der Stopfbuchsdichtung sind alle Materialien verwendbar, die für die jeweiligen Einsatzfälle, Betriebsbedingungen und Medien geeignet sind.As a second seal seen from the product side, a conventional gland packing is used. The stuffing box gasket usually consists of at least one packing ring, a stuffing box gland and a stuffing box housing. The package, i. the packing ring or packing rings are inserted in the stuffing box housing. As material for the components of the gland packing, all materials are suitable which are suitable for the respective applications, operating conditions and media.
Die Stopfbuchsdichtung ist so angeordnet, daß nicht nur die Packungsringe, sondern auch der mehrteilige Gleitring der ersten Abdichtungskonstruktion einfach montiert bzw. demontiert werden können. Im Stopfbuchsgehäuse und in der Stopfbuchsbrille sind Bohrungen zur Aufnahme von Schmier- und/oder Sperrmedium eingebracht.The gland packing is arranged so that not only the packing rings but also the multi-piece seal ring of the first seal construction can be easily assembled and disassembled. In the stuffing box and in the stuffing box glands holes for receiving lubricant and / or barrier medium are introduced.
Die Stopfbuchsdichtung ist derart mit der ersten Abdichtungskonstruktion formschlüssig verbunden, daß die radialen Fugen des geteilten Gleitringes abgedichtet werden bzw. der Gleitring mit seiner radialen Dichtfläche gegen das stehende Teil gepresst (primäre radiale Abdichtung) und so gleichzeitig gegen axiales Verschieben gesichert wird. Die radialen Fugen des Gleitringes werden insbesondere durch den anliegenden Packungsring abgedichtet. Der Packungsring liegt radial am Gleitring an und wird an seiner gegenüberliegenden Seite radial mittels der Stopfbuchsbrille und axial durch das Stopfbuchsgehäuse, in dem die Packung eingelegt ist, fixiert. Das Stopfbuchsgehäuse ist formschlüssig und lösbar mit der Stopfbuchsbrille und dem Manschettengehäuse verbunden. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß der mehrteilige Gleitring, die Dichtungsmanschette sowie das Manschettengehäuse formschlüssig an das feststehende Gehäuse angepreßt werden. Damit wird gleichzeitig ein radiales Auseinanderschieben bzw. Wegdriften des Gleitringes verhindert.The stuffing box gasket is positively connected to the first sealing construction in such a way that the radial joints of the divided sliding ring are sealed or the sliding ring with its radial sealing surface is pressed against the stationary part (primary radial seal) and thus simultaneously secured against axial displacement. The radial joints of the seal ring are sealed in particular by the adjacent packing ring. The packing ring bears radially on the sliding ring and is fixed radially on its opposite side by means of the stuffing box gland and axially through the gland housing in which the packing is inserted. The stuffing box housing is positively and releasably connected to the gland and the sleeve housing. By this arrangement it is ensured that the multi-part seal ring, the gasket and the sleeve housing are positively pressed against the fixed housing. At the same time a radial sliding apart or drifting away of the sliding ring is prevented.
Durch die Stopfbuchsdichtung wird eine zusätzliche, sekundäre axiale Abdichtung zwischen Produktraum und Atmosphäre hergestellt bzw. gewährleistet.The gland packing creates or ensures an additional, secondary axial seal between the product space and the atmosphere.
Die Stopfbuchsbrille ist zweckmäßigerweise mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig. Damit wird die Montage bzw. Demontage der Dichtungsanordnung vereinfacht. Die Stopfbuchsbrille ist lösbar axial mit dem Stopfbuchsgehäuse verbunden. Das Stopfbuchsgehäuse ist mit dem Manschettengehäuse ebenfalls lösbar verbunden.The stuffing box is expediently in several parts, preferably in two parts. Thus, the assembly and disassembly of the seal assembly is simplified. The stuffing box gland is detachably connected axially to the stuffing box housing. The gland housing is also detachably connected to the collar housing.
Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung die Anpressung des mehrteiligen Gleitringes der ersten Abdichtungskonstruktion mittels der druckbeaufschlagten Manschette neben der formschlüssigen Anpressung der axialen Dichtfläche auch eine Selbstzentrierung des gesamten Abdichtungssystems um das sich bewegende Teil erreicht wird. Somit ist bereits während der Montage eine genaue Ausrichtung des stehenden Teiles zur Achse des bewegenden Teiles durch Druckbeaufschlagung der Manschette und damit verbunden durch Anpressung des Gleitringes möglich.It has been found that the contact pressure of the multi-part seal ring of the first seal construction by means of the pressurized sleeve in addition to the positive contact pressure of the axial sealing surface is achieved by the sealing arrangement according to the invention a self-centering of the entire sealing system to the moving part. Thus, a precise alignment of the stationary part to the axis of the moving part by pressurization of the sleeve and thus connected by pressing the slide ring is already possible during assembly.
Auf Grund der „schwimmenden“ Lagerung der Gleitringsegmente können große radiale Schwankungen und Taumelbewegungen abgefangen und ausgeglichen werden.So können radiale Schwankungen von mehreren Millimetern, z.B. 3 bis 5 mm ausgeglichen werden. Neben den schon außergewöhnlich großen radialen Toleranzen können Längenausdehnungen auf Grund von Temperaturschwankungen nahezu unbegrenzt ausgeglichen werden. So können z.B.Längenausdehnungen im Bereich von bis zu 15 cm ohne weiteres ausgeglichen werden.Due to the "floating" bearing of the sliding ring segments, large radial fluctuations and tumbling movements can be intercepted and compensated. Thus, radial fluctuations of several millimeters, e.g. 3 to 5 mm can be compensated. In addition to the extraordinarily large radial tolerances, length expansions due to temperature fluctuations can be compensated almost indefinitely. For example, length extensions in the range of up to 15 cm can be easily compensated.
Es wurde weiterhin gefunden, daß insbesondere durch die erste Abdichtkonstruktion sehr große Radialkräfte vom sich bewegenden Teil auf die zweite Abdichtungskonstruktion bzw. auf das stehende Teil übertragen werden. Werden für die Befestigung des Manschettengehäuses bzw. des stehenden Teiles Elemente verwendet, die die radialen Bewegungen der ersten Abdichtungskonstruktion aufnehmen können, z.B. Teller- oder Spiralfedern, läßt sich die radiale Toleranz sogar noch erhöhen. Durch die Möglichkeit der ständigen Zentrierung der so befestigten Dichtungsanordnung bzw. des stehenden Teils um die Achse des sich bewegenden Teils wird zuerst diese Toleranz voll ausgeschöpft, so daß man von einer komplett „schwimmenden“ Dichtungsanordnung sprechen kann.It was further found that, in particular by the first Abdichtkonstruktion very large radial forces from the moving part on the second sealing construction or on the standing Part be transferred. Are used for the attachment of the sleeve housing or the stationary part elements that can accommodate the radial movements of the first sealing structure, such as plate or coil springs, the radial tolerance can even increase. Due to the possibility of permanent centering of the seal assembly so fixed or the stationary part about the axis of the moving part, this tolerance is fully exhausted, so that one can speak of a completely "floating" seal assembly.
Wird die Dichtungsanordnung beispielsweise zum Abdichten der Trommel eines Drehrohrofens eingesetzt, so werden die während der Aufheizphase auftretenden Radialkräfte, bedingt durch die radiale Verschiebung der Trommelachse, durch die erste Abdichtungskonstruktion auf das mit Tellerfedern befestigte Ausfallgehäuse bzw. auf das Stopfbuchsgehäuse der zweiten Abdichtungskonstruktion übertragen. Die Radialkräfte werden damit nur von den Tellerfedern selbst und nicht von der Stopfbuchsdichtung, insbesondere nicht von den Packungsringen aufgenommen.If the sealing arrangement is used, for example, for sealing the drum of a rotary kiln, the radial forces occurring during the heating phase, due to the radial displacement of the drum axis, are transmitted through the first sealing construction to the failure housing secured to disk springs or to the stuffing box of the second sealing construction. The radial forces are thus absorbed only by the disc springs themselves and not by the gland packing, especially not by the packing rings.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde die Produktaustragseite eines Drehrohrofens zur Herstellung von Fluorwasserstoff mit der Dichtungsanordnung abgedichtet. Der Drehrohrofen hatte eine Länge von 30 m. Während der Aufheizphase der Trommel wurden Längenausdehnungen bis zu 150 mm ohne Probleme von der Dichtungsanordnung aufgenommen und ausgeglichen. Die flexible Manschette wurde mit einem Anpreßdruck von 0,15 bar Überdruck über Umgebungsdruck auf den Gleitring gepreßt. Der mehrteilige Gleitring wurde formschlüssig mit seiner Innenfläche um die sich drehende Trommel angeordnet, wobei eine radiale Dichtfläche des Gleitringes am stehenden Teil (Ausfallgehäuse) anliegt. Die flexible Manschette, die den Gleitring umschließt, wurde über die Einlässe im Manschettengehäuse mit Druckluft beaufschlagt und auf den Gleitring gepreßt. Damit wurde sowohl eine axiale als auch eine radiale Dichtwirkung erzielt, da die flexible Manschette auch in Richtung Ausfallgehäuse wirkt. Zur Verstärkung der Dichtwirkung und zur Sicherung des Gleitringes gegen axiales Verschieben wurde eine Stopfbuchsdichtung an den Gleitring anliegend montiert, mit Befestigungselementen fixiert und lösbar mit dem Manschettengehäuse und somit auch mit dem Ausfallgehäuse verbunden.In a preferred embodiment of the invention, the Produktaustragseite a rotary kiln for the production of hydrogen fluoride was sealed with the seal assembly. The rotary kiln had a length of 30 m. During the heating phase of the drum, elongations of up to 150 mm were absorbed and compensated without any problems by the seal arrangement. The flexible sleeve was pressed with a contact pressure of 0.15 bar pressure above ambient pressure on the slide ring. The multi-part sliding ring was positively arranged with its inner surface around the rotating drum, wherein a radial sealing surface of the sliding ring rests on the stationary part (failure housing). The flexible sleeve, which encloses the slide ring, was pressurized with compressed air via the inlets in the sleeve housing and pressed onto the slide ring. Thus, both an axial and a radial sealing effect was achieved because the flexible sleeve also acts in the direction of the failure housing. To reinforce the sealing effect and to secure the seal against axial displacement a stuffing box seal was fitted to the slide ring fitting fixed with fasteners and releasably connected to the sleeve housing and thus also connected to the failure housing.
Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung aus geteiltem Gleitring, Dichtungsmanschette, Manschettengehäuse und Stopfbuchsdichtung, die Stopfbuchsdichtung weniger beansprucht wird als bislang angenommen.It has been found that the packing arrangement according to the invention of a split sliding ring, sealing sleeve, sleeve housing and gland packing, the gland packing is claimed less than previously thought.
Ein weiterer Vorteil der Dichtungsanordnung liegt darin, daß der Verschmutzungsgrad in der Umgebung der Dichtungsanordnung, z.B. durch Staub, Schmiermittel, Gase oder Dämpfe sehr stark herabgesetzt wird. So kann beispielsweise der Schmiermittelverbrauch auf ca. 4% der bisher eingesetzten Menge reduziert werden. Auf Grund der einfachen Konstruktion bzw. der geringen Anzahl der notwendigen Bauteile können die Montage-, Wartungs- und Instandhaltungskosten erheblich gesenkt werden. Die einfache Konstruktion ermöglicht beispielsweise die Montage oder Demontage des geteilten Gleitringes oder der Packungsringe, ohne daß das stehende Teil abgebaut werden muß. Die Wartung der Dichtungsanordnung ist wesentlich vereinfacht, da beispielsweise die Stopfbuchsbrille zweiteilig und das Stopfbuchsgehäuse mit dem Manschettengehäuse bzw. dem stehenden Teil lösbar verbunden ist. Bei Verwendung von einteiligen geschlossenen Manschetten- oder Stopfbuchsgehäusen werden zusätzliche Abdicht- oder Durchgangsstellen vermieden. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zeigt eine so gute Dichtwirkung, daß kein Eintrag oder nur ein sehr geringer Eintrag von Luft oder Schmiermittel von außen in den Produktraum möglich ist, so daß eine Produktverunreinigung oder sogar Produktveränderung nahezu ausgeschlossen werden kann. Durch die einfache Konstruktion und die hohe Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind keine weiteren konstruktiv aufwendigen Befestigungen oder Lagerungen des sich bewegenden und des stehenden Teils notwendig und erforderlich.Another advantage of the sealing arrangement is that the degree of contamination in the environment of the seal assembly, e.g. is greatly reduced by dust, lubricants, gases or vapors. For example, the lubricant consumption can be reduced to about 4% of the amount previously used. Due to the simple construction or the small number of necessary components, the assembly, maintenance and repair costs can be significantly reduced. The simple construction allows, for example, the assembly or disassembly of the split seal ring or the packing rings, without the standing part must be dismantled. The maintenance of the seal assembly is substantially simplified because, for example, the gland two-piece and the stuffing box with the sleeve housing or the stationary part is detachably connected. When using one-piece closed sleeve or gland housings, additional sealing or passage points are avoided. The seal assembly according to the invention shows such a good sealing effect that no entry or only a very small entry of air or lubricant from the outside is possible in the product space, so that product contamination or even product change can be almost eliminated. Due to the simple construction and the high sealing effect of the seal assembly according to the invention, no further structurally complex attachments or bearings of the moving and the stationary part are necessary and necessary.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to a drawing.
Der mehrteilige Gleitring (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Auslaufschild des DrehrohrofensOutlet plate of the rotary kiln
- 22
- Auslaufrohroutlet pipe
- 33
- Ausfallgehäusedrop box
- 44
- mehrteiliger Gleitringmulti-part sliding ring
- 55
- Manschettecuff
- 66
- Manschettengehäusecuff housing
- 77
- Packungsringepacking rings
- 88th
- Stopfbuchsbrillegland
- 99
- Stopfbuchsgehäusestuffing box
- 1010
- Bohrung zur Aufnahme des DruckmediumsBore for receiving the pressure medium
- 1111
- Bohrung zur Aufnahme von Schmier- oder SperrmediumBore for receiving lubricating or blocking medium
- 1212
- Bohrung zur Aufnahme von Schmier- oder SperrmediumBore for receiving lubricating or blocking medium
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