DE10327418B4

DE10327418B4 - Berührungslos arbeitende Gasdichtung

Info

Publication number: DE10327418B4
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: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: DE10327418A1

Abstract

Berührungslos arbeitende Gasdichtung für Rotationsverdichter zur Abdichtung eines rotierenden Bauteiles gegenüber einem Gehäuse mit einem axial beweglichen Dichtring (DR), der auf einem Gaspolster schwimmt und der durch das ständig aufzufüllende Gaspolster Berührung mit dem rotierenden Bauteil vermeidet dadurch gekennzeichnet,
dass der bewegliche Dichtring (DR) in seiner axialen Führung nur einseitig gasdicht anliegt, während die gegenüberliegende axiale Führung mit einem radialen Bewegungsspalt und zusätzlichen Öffnungen (N) einen berechenbaren Gasdurchtritt zulässt,
dass in dem radialen Bewegungsspalt eine Spange (E) aus leicht gewelltem Flachprofil angeordnet ist, die den Spalt bis auf einen berechenbaren freien Querschnitt ausfüllt und die andererseits den Dichtring (DR) mit seiner mit Gleitmittel (GI) beschichteten Schmalseite in gasdichter, gleitfähiger Weise gegen sein axiales Führungselement, die Außenwand der Nabe (YI presst,
dass der Dichtring (DR) mit Überströmöffnungen (LÜ) versehen ist, durch die Gas aus einem Bewegungsspalt (BS) zwischen dem rotierenden Bauteil (R) und dem Dichtring (DR) in einen...

Description

Berührungslos arbeitende Gasdichtung
Die Anmeldung betrifft eine berührungslos arbeitende Gasdichtung für ein Ratationskolbengebläse der Bauart nach EP 0 024 006 A1 .

Bekannt sind berührungslose Trockengasdichtungen, die den Anspruch hoher Dichtigkeit erheben. Diese Dichtungen haben einen erheblichen Einbau-Platzbedarf. Sie sind zum Teil auch auf Fremd-Druckerzeugungseinrichtungen angewiesen, vergl. DE 39 42 408 A1 . Die bekannten Dichtungskonstruktionen haben Merkmale, die sie für einheitliche Druckdifferenzen am gesamten Umfang auszeichnen.

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

Ein weiterer Vorteil ist der geringe Einbau-Platzbedarf durch die Art und Anordnung des Dichtringes, der sich durch ein Kräftegleichgewicht selbsttätig auf einen minimalen Bewegungsspalt zwischen rotierendem und feststehenden Bauteil einstellt.
Es zeigen:
1 und 2 die Anordnung der Dichtung innerhalb des Gebläses
3 einen Querschnitt durch die Dichtung mit den zugeordneten Gas-Strömungsbereichen
4 eine Ansicht der Dichtung mit Darstellung der Umfangs-Dehnungsfuge
Der Förderraum des Gebläses verkleinert sich bei jeder Halbdrehung von (K2) nach (K6). Dadurch entstehen in jedem Bereich des Dichtringes (DR) andere Druckverhältnisse, die je nach Anwendung des Gebläses auch im Unterdruckbereich gegenüber der Umgebung liegen können.
Das auf Grund der Durchlässigkeit der Dichtung abströmende Gas bildet im radial gerichteten Luftspalt (L) ein Berührungsschutzpolster zwischen Gehäuse und rotierendem Bauteil, insbesondere weil an den Förderzellen (K6) und (K7) mit dem höchsten Gasdruck der Spalt in radialer Richtung eine größere Fläche aufweist.
Das bei (L) abströmende Gas kann bei (K1) und (K2) aus dem Gehäuseraum (H) wieder angesaugt werden.
Die Arbeitsweise der Dichtung wird weiter anhand der 3 und 4 erklärt.
Der Dichtring (DR) mit den Überströmöffnungen (LÜ) ist in einer Mulde, die aus der Zwischenplatte (Z) und der Ringplatte (Y) mit der Nabe (YI) gebildet wird, eingebettet
Der bei (GI) und (GR) mit Gleitmittel ausgestattete Dichtring (DR) wird durch eine elastische Spange (E) gasdicht, aber gleitbar an die Außenwand der Nabe (YI) angedrückt.
Der Gasdruck dringt bei (K) in den Bewegungsspalt (BS) sowie gleichzeitig durch die Überströmöffnungen (LÜ) in den Raum (P), aus dem der Druck durch die sehr klein bemessenen Öffnungen (N) sowie durch den radialen Bewegungsspalt der Spange (E) abströmt.
Im Bewegungsspalt (BS) baut sich der Gasdruck von (K) bis auf den Druck im Spalt (L) ab, während im Raum (P) der Gasdruck über die Breite des Dichtringes nahezu konstant ist. Bewegt sich der Dichtring (DR) infolge größerer Druckkraft im Raum (P) zum rotierenden Bauteil (R) hin, so verengt sich der Bewegungsspalt (BS) und verringert dadurch gleichzeitig die Gasnachströmung durch die Überströmöffnungen (LÜ) zum Raum (P).
Auf diese Weise entsteht zu beiden Seiten des Dichtringes (DR) das gleiche Druck x Fläche -Produkt, das bedeutet, es stellt sich ein Gleichgewichtszustand bezogen auf die Größe des Bewegungsspaltes (BS) ein.
Die Summe des Abströmquerschnittes bei (N) und (E) ist bestimmend für die Gasdurchlässigkeit des Dichtungssystems und auch für die Spaltgröße (BS)
Die Längen-Elastizität und der Längen-Dehnungsausgleich des Dichtringes (DR) werden durch die in 4 mit (U) bezeichnete Dehnungsfuge gewährleistet.
Eine geringe Dicke des Dichtringes (DR) ergibt für den Gasdruck bei (K) eine geringe Wirkfläche, so dass die daraus resultierende Kraft eine geringe Gegenkraft der Spange (E) erfordert und der Dichtring (DR) durch geringe Kräfte in axialer Richtung verschoben werden kann.

Claims

Berührungslos arbeitende Gasdichtung für Rotationsverdichter zur Abdichtung eines rotierenden Bauteiles gegenüber einem Gehäuse mit einem axial beweglichen Dichtring (DR), der auf einem Gaspolster schwimmt und der durch das ständig aufzufüllende Gaspolster Berührung mit dem rotierenden Bauteil vermeidet dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Dichtring (DR) in seiner axialen Führung nur einseitig gasdicht anliegt, während die gegenüberliegende axiale Führung mit einem radialen Bewegungsspalt und zusätzlichen Öffnungen (N) einen berechenbaren Gasdurchtritt zulässt, dass in dem radialen Bewegungsspalt eine Spange (E) aus leicht gewelltem Flachprofil angeordnet ist, die den Spalt bis auf einen berechenbaren freien Querschnitt ausfüllt und die andererseits den Dichtring (DR) mit seiner mit Gleitmittel (GI) beschichteten Schmalseite in gasdichter, gleitfähiger Weise gegen sein axiales Führungselement, die Außenwand der Nabe (YI presst, dass der Dichtring (DR) mit Überströmöffnungen (LÜ) versehen ist, durch die Gas aus einem Bewegungsspalt (BS) zwischen dem rotierenden Bauteil (R) und dem Dichtring (DR) in einen Raum (P) hinter dem Dichtring überströmt und von dort durch den radialen Bewegungsspalt an der Spange (E) sowie durch nach Bedarf zusätzliche Öffnungen (N) abströmt und dass der Dichtring (DR) eine Dehnungsfuge (U) zum Dehnungsausgleich ebenso wie zu einer zur Abdichtung an der Außenseite der Nabe (YI), erforderlichen Umfangsanpassung aufweist.
Gasdichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdurchtritt durch die Überströmöffnungen (LÜ) des Dichtringes (DR) durch den Bewegungsspalt (BS) zwischen Dichtring und rotierendem Bauteil frei gegeben wird und dass dadurch bei zunehmendem Gasdurchtritt der Druck im Raum (P) hinter dem Dichtring (DR) ansteigt und den Dichtring in Richtung rotierendem Bauteil (R) verschiebt, bis sich auf Grund des enger werdenden Bewegungsspaltes (BS) und daduch geringer werdendem Gasdurchtritt ein Gleichgewichtszustand beiderseits des Dichtringes einstellt, sowie dass durch den Querschnitt der Abströmöffnungen des Raumes (P) hinter dem Dichtring (DR) die zum Kräfte-Gleichgewicht erforderliche Größe des Bewegungsspaltes (BS) zwischen Dichtring (DR) und rotierendem Bauteil (R) bestimmt werden kann.
Gasdichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (DR) so flach gestaltet ist, dass das auf die Dichtring-Schmalseite wirkende Druck x Fläche -Produkt eine nur geringe Gegenkraft durch die Spange (E) zur Erzielung des zur Abdichtung notwendigen Anpressdruckes des Dichtringes (DR) an die Außenseite der Nabe (YI) erfordert, so dass der Dichtring durch beidseitig geringe Druckunterschiede in axialer Richtung leicht beweglich bleibt