DE1130760B

DE1130760B - Device for sealing the annular gap between the rapidly rotating rotor and the housing of a gas centrifuge

Info

Publication number: DE1130760B
Application number: DED29212A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Scheffel; Dr Max Steenbeck; Dr Gernot Zippe
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1957-11-28
Filing date: 1958-10-22
Publication date: 1962-05-30

Description

Einrichtung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen dem schnell umlaufenden Rotor und dem Gehäuse einer Gaszentrifuge Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen dem schnell umlaufenden Rotor und dem Gehäuse einer Gaszentrifuge. Um eine solche Abdichtung unter Vermeidung einer mechanischen Berührung zwischen dem Gehäuse und dem Rotor und der damit verbundenen Nachteile, wie Reibung, Erwärmung, Verschleiß usw., zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung zumindest eine Wand des Ringspaltes, vorzugsweise die feststehende, mit einer gewindeartigen Rille versehen, deren Windungssinn bezüglich der Drehrichtung des Rotors so gewählt ist, daß im Ringspalt eine gegen den Außenraum gerichtete Pumpwirkung auftritt.Device for sealing the annular gap between the rapidly rotating Rotor and the housing of a gas centrifuge The invention relates to a device for sealing the annular gap between the rapidly rotating rotor and the housing a gas centrifuge. To achieve such a seal while avoiding a mechanical Contact between the housing and the rotor and the associated disadvantages, such as friction, heating, wear, etc., to enable, according to the invention at least one wall of the annular gap, preferably the fixed one, with a thread-like one Provided groove, the direction of winding selected with respect to the direction of rotation of the rotor is that a pumping action directed towards the outside occurs in the annular gap.

Es sind bereits Molekularluftpumpen bekannt, bei denen ein Gas von der Oberfläche eines rotierenden Teils mitgenommen und durch dieser Oberfläche benachbarte Gewindegänge in der gewünschten Förderrichtung abgeführt wird, auch der kinematisch umgekehrte Vorgang, nämlich eine Schraube in einem glatten Rohr rotieren zu lassen, wird bei solchen Pumpen angewendet.There are already known molecular air pumps in which a gas of taken along the surface of a rotating part and neighboring parts through this surface Thread turns is removed in the desired conveying direction, also kinematically reverse process, namely rotating a screw in a smooth tube, is used in such pumps.

Erfindungsgemäß wird eine ähnliche Anordnung nicht zur Förderung eines Gases, sondern zum gasdichten Abschluß eines Ringspaltes vorgesehen, nämlich eine Pumpenanordnung, die das gasförmige Medium in den Raum höheren Druckes, d. h. in den Außenraum, zurückdrängt. Es wurde gefunden, daß diese Art der Abdichtung bei hinreichender Drehzahl des Rotors für Gase, insbesondere schwere Gase, gut brauchbar ist und die Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz von z. B. 1:1000 zwischen den durch den Ringspalt miteinander verbundenen Räumen ermöglicht.According to the invention, a similar arrangement is not used to promote a Gas, but provided for the gas-tight closure of an annular gap, namely one Pump arrangement, which the gaseous medium in the space of higher pressure, d. H. in the outside space, pushes back. It has been found that this type of seal is effective sufficient speed of the rotor for gases, especially heavy gases, useful is and the maintenance of a pressure difference of z. B. 1: 1000 between the Enables interconnected rooms through the annular gap.

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel genauer erläutert. Innerhalb des Gehäuses der Gaszentrifuge sollen die mit 1, 2 und 3 bezeichneten Räume gegeneinander abgedichtet werden. Der Raum 1 ist durch eine Trennwand 4 vom übrigen Gehäuseraum abgeteilt, wobei in der Mitte dieser Trennwand ein Stutzen 6 angeordnet ist, der die Verbindung des Raumes 1 mit dem Raum 2 herstellt.The invention is based on an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail. Inside the housing of the gas centrifuge, the 1, 2 and 3 designated spaces are sealed against each other. Room 1 is through a partition 4 separated from the rest of the housing space, in the middle of this partition a connecting piece 6 is arranged, which connects the room 1 with the room 2.

Die Räume 2 und 3 stehen ihrerseits durch den Ringspalt zwischen dem Mantel des Rotors 8 und dem Gehäuse miteinander in Verbindung.The rooms 2 and 3 are in turn through the annular gap between the Shell of the rotor 8 and the housing in communication with one another.

Erfindungsgemäß ist am Rotor 8 koaxial zum Stutzen 6 ein weiterer Stutzen 9 angeordnet, so daß zwischen den beiden Stutzen 6 und 9 ein Ringspalt entsteht. Der feststehende Stutzen 6 trägt an seiner dem Stutzen 9 zugekehrten Außenseite eine gewindeartige Rille 7. Ferner wird der Rotor 8 von einem gehäusefesten Ringteil 10 umschlossen, der auf der dem Rotormantel zugekehrten Seite ebenfalls mit einer gewindeartigen Rille 11 versehen ist. Der Windungssinn der gewindeartigen Rillen 7 und 11 ist so gewählt, daß bei der normalen Drehrichtung des Rotors 8 eine Pumpwirkung, z. B. vom Raum 2 in den Raum 1 bzw. vom Raum 3 in den Raum 2 eintritt.According to the invention, another is on the rotor 8 coaxial with the connector 6 Nozzle 9 arranged so that an annular gap is formed between the two nozzles 6 and 9. The fixed connector 6 carries on its outer side facing the connector 9 a thread-like groove 7. Furthermore, the rotor 8 is of a ring part fixed to the housing 10 enclosed, on the side facing the rotor shell also with a thread-like groove 11 is provided. The twisting sense of the thread-like grooves 7 and 11 is chosen so that in the normal direction of rotation of the rotor 8 a pumping effect, z. B. from room 2 to room 1 or from room 3 to room 2.

Bei stillstehendem Rotor kann sich der Druck im Inneren des Systems .ausgleichen. Wird der Rotor in Umdrehung versetzt, so wird das in der Zentrifuge befindliche gasförmige Medium zunächst durch die Pumpwirkung vom Raum 2 in den Raum 1 bzw. vom Raum 3 in den Raum 2 in Bewegung versetzt, so daß eine Druckdifferenz zwischen den verschiedenen Räumen entsteht. Bei der Betriebsdrehzahl des Rotors stellt sich ein stationärer Zustand, d. h. eine stationäre Druckdifferenz zwischen den Räumen 1 und 2 bzw. 2 und 3, ein, wobei dann durch die gewindeartigen Rillen 7 und 11 keine Förderwirkung mehr ausgeübt, viehmehr ein Rückströmen des gasförmigen Mediums aus dem Raum höheren Druckes in den Raum niederen Druckes verhindert wird. Die verschiedenen Räume sind daher im stationären Betriebszustand der Zentrifuge gegeneinander abgedichtet.When the rotor is at a standstill, the pressure inside the system can increase .compensate. If the rotor is set in rotation, this is done in the centrifuge gaseous medium located initially by the pumping action from room 2 into the room 1 or from room 3 to room 2 in motion, so that a pressure difference arises between the different rooms. At the operating speed of the rotor a steady state arises, i. H. a stationary pressure difference between the spaces 1 and 2 or 2 and 3, a, then through the thread-like grooves 7 and 11 no longer exerted a conveying effect, rather a backflow of the gaseous Medium from the space of higher pressure in the space of lower pressure is prevented. The various rooms are therefore in the stationary operating state of the centrifuge sealed against each other.

Auf diese einfache Weise kann eine schnell laufende Gaszentrifuge so abgedichtet werden, daß der Rotor in einem hohen Vakuum umläuft.In this simple way a fast running gas centrifuge can be sealed so that the rotor rotates in a high vacuum.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for sealing the annular gap between the rotor, which rotates rapidly under reduced pressure, and the housing of a gas centrifuge, characterized in that at least one wall of the annular gap, preferably the has fixed, a thread-like groove, the direction of winding with respect to the The direction of rotation of the rotor is chosen so that one against the outside space in the annular gap directed pumping action occurs.

2. Device according to claim 1, characterized in that that at the opening of the rotor (S) an axial connector (9) is arranged, which with a coaxial connector (6) fixed to the housing forms an annular gap; and that at least one of these nozzles has a thread-like groove facing the other nozzle (7) having.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the outer wall of the rotor (ß) with the coaxial ring part (10) of the housing (3) forms an annular gap, at least one wall of this gap being provided with a thread-like groove (11) is. Documents considered: German Patent No. 732467; U.S. Patent No. 1,918,959.