DE10327418A1

DE10327418A1 - Berührungslose Trockengasdichtung

Info

Publication number: DE10327418A1
Application number: DE2003127418
Authority: DE
Inventors: Werner Goesling
Original assignee: Gossling Werner Ing(grad)
Current assignee: Gossling Werner Ing(grad)
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: DE10327418B4

Abstract

Dichtungssystem zur Anwendung an kreisförmigen Bewegungsspalten mit radialer Gasströmung, mit selbstregelnder, für geeignete Anwendungsfälle akzeptabler Durchlässigkeit. Der Vorteil dieser Dichtung liegt in seinem geringen Einbauplatzbedarf sowie an der Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Gasdruckdifferenzen im gesamten Dichtungskreis. Hierzu ist ein flacher rechteckiger, mit Dehnungsfugen ausgerüsteter Dichtring (DR) in einer rechteckigen Mulde eingebettet. Eine elastische Spange (E) preßt den an seiner Schmalseite mit Gleitmittel beschichteten Dichtring in gasdichter aber beweglicher Weise gegen eine Schmalwand der Mulde. Durch Bohrungen (LÜ) im Dichtring strömt Gas in den Druckraum (P), das durch Nute (N) und den Bewegungsspalt an der Spange (E) zum drucklosen Spalt (L) abströmt. Die Größe des Bewegungsspaltes (BS) ist bestimmend für den Gasstrom durch (LÜ) und damit für den Gasdruck in (P), der über die Breite des Dichtringes annähernd konstant ist, während er im Bewegungsspalt von (K) nach (L) hin abnimmt. Das Kräftegleichgewicht auf beiden Seiten des Dichtringes bestimmt die Größe des Bewegungsspaltes. Die Nutgröße (N) und der Spalt an der Spange (N) sind bestimmend für die Gasdurchlässigkeit (Leckage).

Description

Berührungslose Trockengasdichtung für ein Rotationskolbengebläse der Bauart nach EP 0 024 006 B1 C1 F 04.C 18/44. Bekannt sind berührungslose Trockengasdichtungen, die den Anspruch hoher Dichtigkeit erheben. Diese Dichtungen haben einen erheblichen Einbau-Platzbedarf, sie sind zum Teil auch auf Fremddruck-Erzeugungseinrichtungen angewiesen. Die bekannten Dichtungskonstruktionen haben Merkmale, die sie für einheitliche Druckdifferenzen am gesamten Umfang auszeichnen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der Anwendbarkeit für die spezifischen Eigenschaften eines Rotationskolbengebläses mit unterschiedlichem Gasdruck auf der Innenseite des Bewegungsspaltes.

Ein weitere Vorteil ist der geringe Einbau-Platzbedarf durch die Art und Anordnung des Dichtringes, der. sich durch ein Kräftegleichgewicht selbstätig auf einen minimalen Bewegungsspalt zwischen rotierendem und feststehendem Bauteil einstellt. Verbunden mit der selbstätigen Einstellung durch ein Kräftegleichgewicht ist die Akzeptanz einer Soll-Durchlässigkeit,

Ein Anordnungsbeispiel ist in Zeichnung 1 1 und 2 dargestellt.
Der Förderraum des Gebläses verkleinert sich bei jeder Halbdrehung von (K2) nach (K6). Dadurch enstehen in jedem Bereich des Dichtringes (DR) andere Druckverhältnisse, die je nach Anwendung des Gebläses auch im Unterdruckbereich gegenüber der Umgebung liegen können.
Das infolge Durchlässigkeit der Dichtung abströmende Gas bildet im radial gerichteten Luftspalt (L) ein Berührungsschutzpolster zwischen Gehäuse und Rotor, insbesondere, weil an den Förderzellen (K6) und (K7) mit dem höchsten Gasdruck der radial gerichtete Spalt (L) eine größere Fläche aufweist.
Das bei (L) abströmende Gas wird aus dem Gehäuseraum (H) bei (K1) und (K2) wieder angesaugt.
Die Arbeitsweise der Dichtung ist durch Zeichnung 2 3 und_: 4 erklärbar.
Der Dichtring (GR) mit den Druckübertragungsbohrungen (LÜ) ist in einer Mulde, die aus der Zwischenplatte (Z) und der Ringplatte (Y), (Y1) gebildet wird, eingebettet.
Der bei (GI) und (GR) mit Gleitmittel beschichtete Dichtring wird durch die elastische Spange (E) gasdicht aber gleitbar an die Wand (Y1) angepreßt.
Der Gasdruck bei (K) dringt in den Bewegungsspalt (BS) sowie gleichzeitig durch die Druckübertragungsbohrungen (LÜ) in die Druckkammer. (P) aus der der Druck durch die sehr klein bemessenen Nute (N) sowie durch den Bewegungsspalt der Spange (E) abströmt.
Im Bewegungsspalt (BS) baut sich der Gasdruck von (K) bis auf den Druck im Spalt (L) ab, während in der Druckkammer (P) der Gasdruck über die Breite des Dichtringes konstant ist. Bewegt sich der Dichtring (DR) infolge größerer Druckkraft in (R) zum Rotor (R) hin, so verringert sich der Bewegungsspalt (BS) und damit auch der Überströmquerschnitt bei (LÜ). Auf diese. Weise entsteht zu beiden Seiten des Ringes das gleiche Druck × Fläche-Produkt, das bedeutet, es stellt sich ein Gleichgewichtszustand bezogen auf. die Größe des Bewegungsspaltes (BS) ein.
Die Größe des Absrömquerschnittes (N) und (E) ist bestimmend für die Gas-Durchlässigkeit des Dichtungssystems und auch für die Spaltgröße (BS).
Die Längen-Elastizität und der Längen-Dehnungsausgleich des Dichtringes werden durch die in 4 mit (U) bezeichnete Dehnungsfuge gewährleistet. Die geringe Dicke des Dichtringess ergibt für den Gasdruck bei (K) eine geringe Wirkfläche, so daß die daraus resultierende Kraft durch die elastische Spange (E) aufgehoben werden kann.

Claims

Berührungslose Trockengasdichtung für Rotationsverdichter in der Anwendung für radial abströmendes Gas, mit axial beweglicher Dichtung, die auf einem Gaspolster schwimmt und die durch das ständig aufzufüllende Gaspolster Berührung mit einem rotierenden Bauteil vermeidet dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Dichtung in ihrer axialen Führung nur einseitig gasdicht anliegt, während die gegenügerliegende axiale Führung mit einem Bewegungsspalt und zusätzlichen Öffnungen einen berechenbaren Gasdurchtritt zuläßt.
Berührungslose Trockengasdichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in dem gasdurchlässigen Bewegungsspalt eine Feder in Form einer Spange aus Flachprofil angeordnet ist, die den Spalt bis auf einen berechneten freien Querschnitt ausfüllt und die andererseits die Dichtung mit ihrer mit Gleitmittel beschichteten Schmalseite in gasdichter, gleitfähiger Weise gegen ihr axiales Führungselement preßt.
Berührungslose Trockengasdichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Dichtung so flach gestaltet ist, daß das Druck × Flächen-Produkt auf der Dichtungs-Schmalseite zur Gasdichtheit nur geringe Gegenkraft der Federspannung erfordert, so daß die Dichtung durch beidseitig geringe Gasdruck-Unterschiede in axialer Richtung leicht beweglich bleibt.
Berührungslose Trockengasdichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung mit Bohrungen versehen ist, durch die Gas aus dem Bewegungsspalt zwischen Rotor und Dichtung in den Raum hinter der Dichtung überströmt und von dort durch den Bewegungsspalt der Federspange sowie bei Bedarf durch zusätzliche Öffnungen entweicht.
Berührungslose Trockengasdichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchtritt durch die Bohrungen der Dichtung durch den Bewegungsspalt zwischen Dichtung und Rotor freigegeben wird und daß dadurch bei größerem Gasdurchtritt der Druck hinter der Dichtung ansteigt und die Dichtung in Richtung Rotor verschiebt, bis sich infolge kleiner werdendem Bewegungsspalt am Rotor und geringer werdendem Gasdurchtritt ein Gleichgewichtszustand der Kräfte beiderseits der Dichtung einstellt, sowie daß durch den Querschnitt der Abströmöffnungen aus dem Raum hinter der Dichtung das Gasdruck-Gleichgewicht und damit der Bewegungsspalt zwischen Dichtung und Rotor bestimmt werden kann.