DE102021133857B3 - mechanical seal arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung (1), umfassend: eine Gleitringdichtung (2) mit einem rotierenden Gleitring (3) mit einer ersten Gleitfläche (30) und einem stationären Gleitring (4) mit einer zweiten Gleitfläche (40), welche zwischen der ersten und zweiten Gleitfläche (30, 40) einen Dichtspalt (5) definieren, eine Durchgangsöffnung (42), welche am stationären Gleitring (4) ausgebildet ist und von einer Rückseite (41) des stationären Gleitrings (4) zur zweiten Gleitfläche (40) verläuft, eine in Umfangsrichtung geteilte Druckringeinheit (6), welche in Umfangsrichtung derart geteilt ist, dass die Druckringeinheit (6) einen ersten Subring (61) und einen zweiten Subring (62) aufweist, wobei der zweite Subring (62) radial innerhalb des ersten Subrings (61) angeordnet ist, eine Nebendichtanordnung (7) mit einer ersten Nebendichtung (71) und einer zweiten Nebendichtung (72), wobei die erste Nebendichtung (71) am ersten Subring (61) abdichtet und die zweite Nebendichtung (72) am zweiten Subring (62) abdichtet, wobei zwischen dem ersten Subring (61) und dem zweiten Subring (62) ein Durchlass (8) für ein Sperrfluid (C) ausgebildet ist, um Sperrfluid (C) zur Rückseite (41) des stationären Gleitrings (4) zuzuführen, und eine Vorspannanordnung (10), eingerichtet zur Vorspannung des ersten Subrings (61) und des zweiten Subrings (62) in Axialrichtung (X-X) in Richtung zur Rückseite (41) des stationären Gleitrings (4).The invention relates to a mechanical seal arrangement (1), comprising: a mechanical seal (2) with a rotating seal ring (3) with a first sliding surface (30) and a stationary seal ring (4) with a second sliding surface (40) which is located between the first and second sliding surface (30, 40) define a sealing gap (5), a through opening (42) which is formed on the stationary sliding ring (4) and runs from a rear side (41) of the stationary sliding ring (4) to the second sliding surface (40), a circumferentially split thrust ring unit (6) which is circumferentially split such that the thrust ring unit (6) has a first sub-ring (61) and a second sub-ring (62), the second sub-ring (62) being radially inward of the first sub-ring ( 61), a secondary sealing arrangement (7) with a first secondary seal (71) and a second secondary seal (72), the first secondary seal (71) sealing on the first sub-ring (61) and the second secondary seal (72) on the second sub-ring ( 62), a passage (8) for a barrier fluid (C) being formed between the first sub-ring (61) and the second sub-ring (62) in order to supply barrier fluid (C) to the rear side (41) of the stationary seal ring (4). , and a biasing arrangement (10) arranged to bias the first sub-ring (61) and the second sub-ring (62) in the axial direction (X-X) towards the back (41) of the stationary slide ring (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung mit einer in Umfangsrichtung in zwei Subringe geteilten Druckringeinheit, welche ein verbessertes Verhalten bei Druckstößen aufweist.The invention relates to a mechanical seal arrangement with a pressure ring unit divided into two sub-rings in the circumferential direction, which has improved behavior in the event of pressure surges.
Gleitringdichtungsanordnung sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei Gasdichtungen dichtet die Gleitringdichtungsanordnung dabei ein gasförmiges Produkt gegenüber einer rotierenden Einheit, beispielsweise einer Welle, ab. Hierbei können im gasförmigen Produkt Druckspitzen auftreten, welche im Betrieb zu Abdichtungsproblemen an der Gleitringdichtungsanordnung führen können. Derartige Druckspitzen können beispielsweise bei einem Verdichter durch Drehzahländerungen hervorgerufen werden oder auch andere äußere Einflüsse haben. Insbesondere bei toxischen gasförmigen Produkten muss jedoch unbedingt verhindert werden, dass dieses gasförmige Produkt aufgrund eines Versagens der Gleitringdichtungsanordnung in die Atmosphäre gelangt.Mechanical seal arrangements are known from the prior art in different configurations. In the case of gas seals, the mechanical seal arrangement seals off a gaseous product from a rotating unit, for example a shaft. In this case, pressure peaks can occur in the gaseous product, which can lead to sealing problems in the mechanical seal arrangement during operation. Such pressure peaks can be caused by speed changes in a compressor, for example, or can also have other external influences. However, particularly in the case of toxic gaseous products, it is imperative to prevent this gaseous product from escaping into the atmosphere due to failure of the mechanical seal assembly.
Die
Die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtungsanordnung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit Druckspitzen im abzudichtenden Produkt abfangen kann, ohne dass dabei eine erhöhte Leckage an der Gleitringdichtungsanordnung auftritt.It is the object of the present invention to provide a mechanical seal arrangement which, with a simple structure and simple, cost-effective manufacturability, can absorb pressure peaks in the product to be sealed without increased leakage occurring at the mechanical seal arrangement.
Diese Aufgabe wird durch eine Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by a mechanical seal arrangement having the features of claim 1. The dependent claims show preferred developments of the invention.
Die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass im abzudichtenden Produkt auftretende Druckspitzen aufgenommen werden können, ohne dass dabei eine erhöhte Leckage an der Gleitringdichtungsanordnung auftritt. Derartige Druckspitzen sind üblicherweise nur von kurzer Dauer, d.h. üblicherweise kleiner als eine Sekunde, können durch die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung jedoch derart aufgenommen werden, dass keine zusätzliche Leckage an der Gleitringdichtungsanordnung entsteht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Gleitringdichtungsanordnung eine Gleitringdichtung mit einem rotierenden Gleitring mit einer ersten Gleitfläche und einem stationären Gleitring mit einer zweiten Gleitfläche aufweist, welche zwischen der ersten und zweiten Gleitfläche einen Dichtspalt definiert. Ferner ist eine Durchgangsöffnung im stationären Gleitring ausgebildet, welche von einer Rückseite des stationären Gleitrings zur zweiten Gleitfläche am Dichtspalt führt. Die Gleitringdichtungsanordnung umfasst ferner eine geteilte Druckringeinheit, welche in Umfangsrichtung geteilt ist derart, dass die geteilte Druckringeinheit einen ersten Subring und einen zweiten Subring aufweist. Der zweite Subring ist dabei radial innerhalb des ersten Subrings angeordnet. Ferner ist eine Nebendichtungsanordnung vorgesehen, welche eine erste und eine zweite Nebendichtung aufweist, wobei die erste Nebendichtung am ersten Subring abdichtet und die zweite Nebendichtung am zweiten Subring abdichtet. Zwischen dem ersten und zweiten Subring ist ein Durchlass für ein Sperrfluid vorgesehen, welches zur Rückseite des stationären Gleitrings zugeführt wird. Ferner umfasst die Gleitringdichtungsanordnung eine Vorspannanordnung zur Vorspannung des ersten und zweiten Subrings in Axialrichtung in Richtung zur Rückseite des stationären Gleitrings. Somit weist die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung eine geteilte Druckringeinheit auf. Dabei können Druckspitzen durch den ersten Subring, welcher radial außerhalb außerhalb des zweiten Subrings angeordnet ist, aufgenommen werden, während der zweite Subring weiterhin die zur geringen Leckage notwendige Vorspannkraft auf den stationären Gleitring ausüben kann. Somit kann sich der erste Subring unabhängig vom zweiten Subring in Axialrichtung bewegen und kurzzeitig auftretende Druckspitzen im abzudichtenden Produkt aufnehmen und abfedern. Dabei weist die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung trotzdem einen sehr einfachen und kostengünstigen und insbesondere Bauraum sparenden Aufbau auf.The mechanical seal arrangement according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that pressure peaks occurring in the product to be sealed can be absorbed without increased leakage occurring at the mechanical seal arrangement. Such pressure peaks usually only last for a short time, i.e. usually less than a second, but can be absorbed by the mechanical seal arrangement according to the invention in such a way that no additional leakage occurs at the mechanical seal arrangement. According to the invention, this is achieved in that the mechanical seal arrangement has a mechanical seal with a rotating seal ring with a first sliding surface and a stationary seal ring with a second sliding surface, which defines a sealing gap between the first and second sliding surface. Furthermore, a through opening is formed in the stationary slide ring, which leads from a rear side of the stationary slide ring to the second sliding surface on the sealing gap. The mechanical seal arrangement also includes a split pressure ring unit, which is split in the circumferential direction such that the split pressure ring unit has a first sub-ring and a second sub-ring. The second sub-ring is arranged radially inside the first sub-ring. Furthermore, a secondary seal arrangement is provided which has a first and a second secondary seal, the first secondary seal sealing on the first sub-ring and the second secondary seal sealing on the second sub-ring. A passage is provided between the first and second sub-rings for a barrier fluid to be supplied to the rear of the stationary seal ring. The face seal assembly further includes a biasing assembly for biasing the first and second sub-rings axially toward the rear of the stationary face ring. Thus, the mechanical seal arrangement according to the invention has a split pressure ring unit. Pressure peaks can be absorbed by the first sub-ring, which is arranged radially outside of the second sub-ring, while the second sub-ring can continue to exert the prestressing force required for low leakage on the stationary seal ring. The first sub-ring can thus move in the axial direction independently of the second sub-ring and absorb and cushion short-term pressure peaks in the product to be sealed. The mechanical seal arrangement according to the invention nevertheless has a very simple and cost-effective design which, in particular, saves installation space.
Dabei ist der Durchlass zwischen dem ersten und zweiten Druckring ein umlaufender Spalt. Dieser kann besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden, indem einfach ein als Druckring vorgesehener Basisring in Umfangsrichtung in zwei Ringe geteilt wird. Der Spalt ist als wellenförmiger Spalt ausgebildet. Der wellenförmige Spalt hat dabei den großen Vorteil, dass eine Länge des Durchlasses größer ist, als bei einem Ringspalt, so dass eine größere Sperrfluidmenge durch den Durchlass zur Gleitringdichtung zugeführt werden kann. Der wellenförmige Spalt weist vorzugsweise abgerundete Spitzen auf oder alternativ eine Zickzack-Form.The passage between the first and second pressure ring is a circumferential gap. This can be provided in a particularly simple and cost-effective manner by simply dividing a base ring provided as a pressure ring into two rings in the circumferential direction. The gap is formed as a wavy gap. The wave-shaped gap has the great advantage that the length of the passage is greater than in the case of an annular gap, so that a larger quantity of barrier fluid can be fed through the passage to the mechanical seal. The wavy gap preferably has rounded tips or alternatively a zigzag shape.
Weiter bevorzugt umfasst der Durchlass zwischen dem ersten und zweiten Subring ferner eine Öffnung. Dadurch kann eine zur Gleitringdichtung zugeführte Sperrfluidmenge weiter auf einfache Weise vergrößert werden. Die Öffnung ist vorzugsweise ausschließlich im ersten Subring oder alternativ ausschließlich im zweiten Subring vorgesehen. Weiter bevorzugt ist die Öffnung sowohl im ersten als auch im zweiten Subring, beispielsweise durch Vorsehen von zwei halbkreisförmigen Öffnungen im ersten und zweiten Subring im Bereich des Spalts ausgebildet. Entlang des Umfangs der Druckringeinheit sind vorzugsweise mehrere Öffnungen ausgebildet.More preferably, the passage between the first and second sub-rings further comprises a Opening. As a result, the amount of blocking fluid supplied to the mechanical seal can be further increased in a simple manner. The opening is preferably provided exclusively in the first sub-ring or alternatively exclusively in the second sub-ring. More preferably, the opening is formed both in the first and in the second subring, for example by providing two semicircular openings in the first and second subring in the region of the gap. A plurality of openings are preferably formed along the circumference of the compression ring assembly.
Weiter bevorzugt ist eine Breite des ersten und zweiten Subrings in Axialrichtung gleich. Vorzugsweise ist auch eine Höhe des ersten und zweiten Subrings in Radialrichtung gleich.More preferably, a width of the first and second sub-rings is the same in the axial direction. A height of the first and second sub-rings in the radial direction is also preferably the same.
Alternativ bevorzugt ist eine Breite des ersten Subrings kleiner als eine Breite des zweiten Subrings. Dadurch ist es möglich, dass aufgrund der Teilung des Druckrings der erste Subring auf dem zweiten Subring bei den möglicherweise auftretenden Axialbewegungen gleiten kann. Dadurch ist der erste Subring auf dem zweiten Subring geführt und kann sicher die Ausgleichsbewegungen in Axialrichtung ausführen. Hierdurch kann ein besonders sicherer Betrieb gewährleistet werden. Der zweite Subring übernimmt somit bei Bewegungen des ersten Subrings dessen Führung. Weiter bevorzugt ist eine Breite des ersten Subrings größer als eine Breite des zweiten Subrings.Alternatively, a width of the first sub-ring is preferably smaller than a width of the second sub-ring. This makes it possible that due to the division of the pressure ring, the first sub-ring can slide on the second sub-ring during any axial movements that may occur. As a result, the first subring is guided on the second subring and can safely carry out the compensating movements in the axial direction. As a result, particularly safe operation can be guaranteed. The second subring thus takes over the leadership of the first subring when it moves. More preferably, a width of the first sub-ring is greater than a width of the second sub-ring.
Besonders bevorzugt ist eine Breite des einen Subrings größer als eine Breite des anderen Subrings und kleiner oder gleich zwei Mal der einen Breite des anderen Subrings. Hierdurch wird eine gegenseitige ausreichende axiale Führung der Subringe sichergestellt.A width of one sub-ring is particularly preferably greater than a width of the other sub-ring and is less than or equal to twice the one width of the other sub-ring. This ensures mutual adequate axial guidance of the subrings.
Weiter bevorzugt sind im normalen Betriebszustand die Subringe derart angeordnet, dass die Mittelachsen der Subringe übereinander liegen.More preferably, in the normal operating state, the subrings are arranged in such a way that the central axes of the subrings lie one above the other.
Um eine besonders gute Beweglichkeit des ersten Subrings zu ermöglichen, weist der erste Subring am äußeren Umfang vorzugsweise eine Ausnehmung für die erste Nebendichtung auf. Vorzugsweise weist auch der zweite Subring an einem inneren Umfang eine Ausnehmung für die zweite Nebendichtung auf.In order to enable particularly good mobility of the first sub-ring, the first sub-ring preferably has a recess for the first secondary seal on the outer circumference. The second sub-ring preferably also has a recess for the second secondary seal on an inner circumference.
Um eine gleichmäßige Verteilung des Sperrfluids an der Rückseite des stationären Gleitrings zu ermöglichen ist vorzugsweise zwischen der Rückseite des stationären Gleitrings und der geteilten Druckringeinheit ein umlaufender Zwischenraum ausgebildet.In order to enable an even distribution of the barrier fluid on the rear side of the stationary slide ring, a circumferential gap is preferably formed between the rear side of the stationary slide ring and the split pressure ring unit.
Besonders bevorzugt umfasst die Vorspannanordnung genau eine Vorspanneinheit, welche den ersten und zweiten Subring gleichzeitig vorspannt. Alternativ umfasst die Vorspannanordnung zwei Vorspanneinheiten, wobei eine der beiden Vorspanneinheiten nur den ersten Subring vorspannt und die andere der Vorspanneinheiten nur den zweiten Subring vorspannt.Particularly preferably, the pretensioning arrangement comprises precisely one pretensioning unit, which pretensions the first and second subrings at the same time. Alternatively, the biasing arrangement comprises two biasing units, where one of the two biasing units biases only the first sub-ring and the other of the biasing units biases only the second sub-ring.
Eine Vorspanneinheit umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Federelementen, insbesondere Zylinderfedern oder Schraubenfedern. Die Federelemente können zylindrisch oder konisch ausgebildet sein. Wenn nur genau eine gemeinsame Vorspanneinheit für den ersten und zweiten Subring vorgesehen ist, sind die Federelemente vorzugsweise derart angeordnet, dass ein Federelement jeweils sowohl am ersten als auch am zweiten Subring anliegt.A pretensioning unit preferably comprises a multiplicity of spring elements, in particular cylindrical springs or coil springs. The spring elements can be cylindrical or conical. If only exactly one common pretensioning unit is provided for the first and second subring, the spring elements are preferably arranged in such a way that a spring element bears against both the first and the second subring.
Vorzugsweise ist eine Federkraft aller einzelnen Federelemente der Vorspanneinheit gleich. Dadurch wird eine gleichmäßige Vorspannung der geteilten Druckringeinheit sichergestellt.A spring force of all individual spring elements of the prestressing unit is preferably the same. This ensures that the split pressure ring unit is evenly preloaded.
Vorzugsweise ist die Druckringeinheit auf einem hülsenförmigen Bauteil angeordnet, um auf einfache Weise Axialbewegungen ausführen zu können.The pressure ring unit is preferably arranged on a sleeve-shaped component in order to be able to carry out axial movements in a simple manner.
Weiter bevorzugt sind die erste und zweite Nebendichtung als O-Ringe ausgebildet.More preferably, the first and second secondary seals are designed as O-rings.
Vorzugsweise ist die geteilte Druckringeinheit in einem Sperrfluidraum angeordnet.The divided pressure ring unit is preferably arranged in a sealing fluid space.
Vorzugsweise ist die Gleitringdichtungsanordnung eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung. Das abzudichtende gasförmige Produkt ist beispielsweise Erdgas. Die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung ist weiter bevorzugt als Tandemdichtung angeordnet, wobei nach der erfindungsgemäßen Gleitringdichtungsanordnung eine weitere Gleitringdichtungsanordnung in Reihe geschaltet ist.Preferably, the face seal assembly is a gas lubricated face seal assembly. The gaseous product to be sealed is, for example, natural gas. The mechanical seal arrangement according to the invention is more preferably arranged as a tandem seal, with another mechanical seal arrangement being connected in series after the mechanical seal arrangement according to the invention.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Preferred embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. Identical or functionally identical parts are each denoted by the same reference symbols.
In der Zeichnung ist:
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1 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Beispiel, -
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von1 , -
3 eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht der Gleitringdichtungsanordnung von1 , -
4 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit der Gleitringdichtungsanordnung von1 , -
5 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
6 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung, -
7 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und -
8 eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung mit geteilter Druckringeinheit gemäß einem dritten Beispiel der Erfindung.
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1 a schematic sectional view of a mechanical seal assembly according to a first example, -
2 a sectional view along the line II-II of FIG1 , -
3 a schematic, enlarged partial sectional view of the mechanical seal assembly of1 , -
4 a schematic plan view of a split pressure ring unit of the mechanical seal assembly of1 , -
5 a schematic plan view of a split pressure ring unit of a mechanical seal assembly according to a first embodiment of the invention, -
6 a schematic plan view of a split pressure ring unit of a mechanical seal assembly according to a second example of the invention, -
7 a schematic plan view of a split pressure ring unit of a mechanical seal assembly according to a second embodiment of the invention, and -
8th a schematic, enlarged partial sectional view of a mechanical seal assembly with split pressure ring unit according to a third example of the invention.
Die
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst eine gasgeschmierte Gleitringdichtung 2 mit einem rotierenden Gleitring 3 und einem stationären Gleitring 4. Der rotierende Gleitring 3 weist eine erste Gleitfläche 30 auf und der stationäre Gleitring 4 weist eine zweite Gleitfläche 40 auf. Zwischen den beiden Gleitflächen 30, 40 ist ein Dichtspalt 5 definiert.The mechanical seal arrangement 1 comprises a gas-lubricated
Wie aus
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 dichtet dabei einen ersten Bereich 14, in welchem ein unter Druck stehendes, abzudichtendes Produkt, beispielsweise Erdgas, vorhanden ist gegenüber einem zweiten Bereich 15 ab, welcher beispielsweise ein Atmosphärenbereich ist.The mechanical seal arrangement 1 seals a
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 kann dabei als Einzeldichtung eingesetzt werden oder auch in einer Tandemdichtung, bei der in Reihe vor und/oder nach der Gleitringdichtungsanordnung 1 mindestens eine weitere Dichtung vorhanden ist.The mechanical seal arrangement 1 can be used as an individual seal or in a tandem seal, in which at least one further seal is present in series before and/or after the mechanical seal arrangement 1 .
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst ferner eine in Umfangsrichtung geteilte Druckringeinheit 6, welche im Detail aus den
Die geteilte Druckringeinheit 6 wird mittels einer Vorspannanordnung 10 in Axialrichtung X-X der Gleitringdichtungsanordnung 1 vorgespannt und übt somit eine Vorspannkraft auf den stationären Gleitring 4 aus.The split
Vorzugsweise umfasst die Vorspannanordnung 10 zwei Vorspanneinheiten mit einer Vielzahl von Vorspannelementen, welche nur den ersten Subring 61 und nur den zweiten Subring 62 vorspannen.Preferably, the biasing
Wie aus
Wie weiter aus
Dadurch ist es möglich, dass ein Sperrfluid, welches über einen Zufuhrkanal 17 in einen Sperrfluidraum 19 zugeführt wird, durch den Durchlass 8 in der geteilten Druckringeinheit 6 in einen ringförmigen Zwischenraum 9 an der Rückseite 41 des stationären Gleitrings 4 zugeführt wird. Von dem ringförmigen Zwischenraum 9 wird das Sperrfluid dann über die Durchgangsöffnung 42 zum Dichtspalt 5 zugeführt. Am Dichtspalt 5 teilt sich der Sperrfluidstrom in einen radial nach außen gerichteten Anteil, welcher zum ersten Bereich 14 zugeführt wird, und einen radial nach innen gerichteten Anteil, welcher zum zweiten Bereich 15 zugeführt wird. Der Strömungspfad des Sperrfluids ist in
Die Vorspannanordnung 10 umfasst in diesem Beispiel eine Vielzahl von Federelementen, die als Zylinderfedern 11 ausgebildet sind.
Der stationäre Gleitring 4 ist zwischen einem Gehäuse 12 und einem hülsenförmigen Bauteil 18 angeordnet. Die geteilte Druckringeinheit 6 ist ebenfalls zwischen dem Gehäuse 12 und dem hülsenförmigen Bauteil 18 angeordnet und kann Bewegungen in Axialrichtung X-X ausführen.The
Wie weiter aus
Die geteilte Druckringeinheit 6 umfasst somit zwei separate in Umfangsrichtung geschlossene Ringe, welche radial übereinander angeordnet sind und zwischen sich den Durchlass 8 aufweisen. Durch diese Ausgestaltung der Druckringeinheit 6 ist es möglich, dass bei einer kurzfristig auftretenden Druckspitze im ersten Bereich 14 im Produkt die Druckspitze, welche über einen Gehäusespalt 13 zwischen dem Gehäuse 12 und dem stationären Gleitring 4 auf die Druckringeinheit 6 wirkt (vgl.
Somit wird bei einem möglichen Druckstoß 16 nur der äußere der beiden Subringe 61, 62 der geteilten Druckringeinheit 6 bewegt, und der zweite Subring 62 verbleibt in der Ausgangsposition und dichtet die Gleitringdichtung 2 am Dichtspalt 5 weiterhin ab.Thus, in the event of a
Sobald der Druckstoß 16 beendet ist, wird der erste Subring 61 wieder durch die Federkraft der Zylinderfedern 11 in die in den
Somit kann das Beispiel durch die geschickte Unterteilung der Druckringeinheit 6 in zwei ringförmige Untereinheiten auf einfache und sichere Weise Druckstöße abfedern. Somit kann insbesondere verhindert werden, dass sich der stationäre Gleitring 4 aufgrund des kurzfristigen Druckanstiegs im ersten Bereich 14 ebenfalls in Axialrichtung X-X vom rotierenden Gleitring 3 wegbewegt und somit die Gleitringdichtung 2 öffnet, so dass das Medium aus dem ersten Bereich 14 über den nun offenen Dichtspalt 5 in den zweiten Bereich 15 strömen kann. Durch die über den zweiten Subring 62 trotz Druckstoß 16 und Bewegung des ersten Subrings 61 in Richtung des Pfeils A vorhandene Vorspannkraft kann der stationäre Gleitring 4 in der Dichtungsposition gehalten werden und bewegt sich auch bei hohen Druckstößen nicht in Axialrichtung X-X weg vom rotieren Gleitring 3. Damit wird eine unerwünscht große Leckage über den Dichtspalt 5 bei Druckstößen verhindert.Thus, the example can absorb pressure surges in a simple and safe way by cleverly dividing the
Die Ausgleichsfunktion der geteilten Druckringeinheit 6 kann dabei auch bei einem zu niedrigen Druck des Sperrfluids, welcher beispielsweise bei Schwankungen im Druckaufbau für das Sperrfluid auftreten kann, eine Ausgleichsfunktion bereitstellen. Der innere zweite Subring 62 bleibt auch hierbei in der in
Wie aus
Wie aus
Ansonsten entspricht dieses Beispiel den vorhergehenden Beispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Otherwise, this example corresponds to the previous examples, so that reference can be made to the description given there.
Wie aus
Dabei ist die Anordnung der Zylinderfedern 11 in
Das dritte Beispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Beispiel, wobei im Unterschied zum ersten Beispiel beim dritten Beispiel die zweite Breite B2 des zweiten Subrings 62 größer ist als die erste Breite B1 des ersten Subrings 61. Dabei liegt B2 in einem Bereich von B1 < B2 ≤ 2 x B1. Bevorzugt beträgt die zweite Breite B2 = 1,5 x B1. Dadurch dient der zweite Subring 62 als Führungselement für den ersten Subring 61, wenn dieser eine axiale Ausgleichsbewegung in Richtung des Pfeils A ausführt. Insbesondere kann dadurch ein Verkippen oder Schrägstellen des ersten Subrings 61 bei der Ausgleichsbewegung verhindert werden. Auch kann eine Rückstellung des ersten Subrings 61 in die in
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, dass alternativ die erste Breite B1 größer ist als die zweite Breite B2. Hierdurch wird die gleiche Wirkung wie bei der in
Zu allen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass durch die geschickte Unterteilung des Druckrings in zwei separate Ringe Druckstöße 16, welche im abzudichtenden Medium auftreten können, sicher abgefedert werden können, ohne dass dadurch die Dichtungsqualität der Gleitringdichtung 2, wie dies bisher im Stand der Technik möglich war, vermindert wird. Durch die Bewegung nur des einen Ringteils der Druckringeinheit bleibt der andere Ringteil der Druckringeinheit immer in vorgespannter Anlage am stationären Gleitring 4, wodurch die Vorspannung des stationären Gleitrings 4 in Axialrichtung X-X beibehalten wird und im Betrieb ein kleiner Dichtspalt 5 zwischen stationärem Gleitring 4 und rotierendem Gleitring 3 aufrechterhalten wird. Dadurch wird auch bei Druckstößen eine Leckage über den Dichtspalt 5 nicht erhöht, so dass die Leistungsfähigkeit der Gleitringdichtungsanordnung 1 auch bei Druckstößen nicht reduziert ist.It should be noted with regard to all the exemplary embodiments that pressure surges 16, which can occur in the medium to be sealed, can be safely cushioned by cleverly dividing the pressure ring into two separate rings, without affecting the sealing quality of the
Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gleitringdichtungsanordnungmechanical seal arrangement
- 22
- Gleitringdichtungmechanical seal
- 33
- rotierender Gleitringrotating sliding ring
- 44
- stationärer Gleitringstationary slide ring
- 55
- Dichtspaltsealing gap
- 66
- geteilte Druckringeinheitsplit compression ring unit
- 77
- Nebendichtanordnungsecondary sealing arrangement
- 88th
- Durchlasspassage
- 99
- ringförmiger Zwischenraumannular space
- 1010
- Vorspannanordnungbiasing arrangement
- 1111
- Federelemente / ZylinderfedernSpring elements / cylinder springs
- 1212
- GehäuseHousing
- 1313
- Gehäusespalthousing gap
- 1414
- erster Bereich (Produkt)first area (product)
- 1515
- zweiter Bereich (z.B. Atmosphäre)second area (e.g. atmosphere)
- 1616
- Druckstoßpressure surge
- 1717
- Zufuhrkanal für SperrfluidBarrier fluid supply channel
- 1818
- hülsenförmiges Bauteilsleeve-shaped component
- 1919
- Sperrfluidraumbarrier fluid space
- 3030
- erste Gleitflächefirst sliding surface
- 4040
- zweite Gleitflächesecond sliding surface
- 4141
- Rückseiteback
- 4242
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 6161
- erster Subringfirst subring
- 61 a61 a
- erste Ausnehmungfirst recess
- 6262
- zweiter Subringsecond subring
- 62a62a
- zweite Ausnehmungsecond recess
- 6363
- Mittelkreiscenter circle
- 7171
- erste Nebendichtungfirst secondary seal
- 7272
- zweite Nebendichtungsecond secondary seal
- 8080
- Ringspaltannular gap
- 8181
- wellenförmiger Spaltwavy gap
- 8282
- Durchlassöffnungpassage opening
- AA
- Bewegung des ersten SubringsMovement of the first subring
- B1B1
- erste Breite des ersten Subringsfirst width of the first subring
- B2B2
- zweite Breite des zweiten Subringssecond width of the second subring
- CC
- Sperrfluidbarrier fluid
- H1H1
- erste Höhe des ersten Subringsfirst height of the first subring
- H2H2
- zweite Höhe des zweiten Subringssecond height of the second subring
- X-XX-X
- Axialrichtungaxial direction
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021133857.3A DE102021133857B3 (en) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | mechanical seal arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021133857.3A DE102021133857B3 (en) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | mechanical seal arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021133857B3 true DE102021133857B3 (en) | 2023-06-15 |
Family
ID=86498153
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102021133857.3A Active DE102021133857B3 (en) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | mechanical seal arrangement |
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Country | Link |
---|---|
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
DE202007016407U1 (en) | 2007-11-23 | 2008-01-31 | Burgmann Industries Gmbh & Co. Kg | The mechanical seal assembly |
DE202010001789U1 (en) | 2010-02-04 | 2010-05-20 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gas lubricated mechanical seal with pressure surge protection |
US7823885B2 (en) | 2007-11-23 | 2010-11-02 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Dual seal assembly |
WO2014079653A1 (en) | 2012-11-26 | 2014-05-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas bearing, arrangement and turbomachine |
US20210222701A1 (en) | 2020-01-21 | 2021-07-22 | John Crane Uk Limited | Porous carbon containment or separation seal |
-
2021
- 2021-12-20 DE DE102021133857.3A patent/DE102021133857B3/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |