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Gleitringdichtung mit fliehkraftabhängigem Anpreßdruck Die Erfindung
betrifft eine Gleitringdichtung zum Abdichten von Wellenspalten mit einem Raum,
in dem sich Flüssigkeit unter einem mit der Drehzahl steigenden Druck befindet,
wobei der umlaufende, axial verschiebbare Gleitring mittels eines fliehkraftbeaufschlagten
Antriebes gegen den Gegenlaufring aepreßt wird.
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Es sind derartige Gleitringdichtungen bekannt, bei denen der Anpreßdruck
fär den Gleitring, von der Drehzahl abhängig, durch Fliehgewichte, wie Keile oder
Kugeln, erzeugt wird. Diese starren Ampreßmittel bilden jedoch eine verhältnismäßig
starre und unnachgiebige Brücke zwischen dem Gleitring und seinem mit der Welle
fest verbundenen Widerlager, so daß sich Verkantungen oder Axialschwingungen unmittelbar
auf den Dichtspalt auswirken.
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Dies wird bei anderen bekannten Gleitringdichtungen vermieden, bei
denen der Gleitring von seiner Rückseite her durch ein hydraulisches Medlum, welches
entweder das abzudichtende Medium selbst oder eine besondere Druck- oder Sperrflüssigkeit
ist, zum Anpressen des Gleitringes verwendet wird. Bei diesen bekannten Dichtungen
hängt jedoch der Anpreßdruck nicht von einer Drehzahl, sondern von dem absoluten
Differenzdruck am Dichtspalt ab.
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Bei anderen Dichtungen ist es bekannt, durch eine unter Fliehkraft
stehende Flüssigkeit ein axiales Verschieben des Gleitringes dahin gehend zu bewirken,
daß der Gleitring bei einer bestimmten Drehzahl abgehoben wird. Bei diesen bekannten
Anordnungen wird die Fliehkraft in der Flüssigkeit durch besondere Mittel, nämlich
durch eine umlaufende Scheibe, erzeugt.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige
Gleitringdichtung zu schaffen, bei der der Dichtdruck, d. h. der Anpreßdruck,
im Dichtspalt direkt von der Drehzahl des einen den Dichtspalt bildenden Maschinenteiles
abhängig ist, ohne daß starre Fliehkraftgewichte, wie Keile od. dgL, verwendet werden,
die eine starre Verbindung des axial verschiebbaren Gleitringes mit dem Widerleger
herstellen, und ohne daß wesentliche zusätzliche Anordnungen zur Erzeugung des drehzahlabhängigen
hydraulischen Druckes erforderlich sind. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
daß das fliehkraftbeaufschlagte Anpreßmittel eine Flüssigkeit ist, die in einer
mit dem Gleitring umlaufenden, den Gleitring axial verschiebbar aufnehmenden Kammer
vorgesehen ist, wobei die Innenseite der Kammer mit einer Zuflußkammer zur Ergänzung
der Flüssigkeit in Verbindung steht. Nach der Erfindung wird also der durch die
Fliehkraft in der Flüssigkeit im Beaufschlagungsraum selbst erzeugte Druck zur Anpressung
des Gleitringes ausgenutzt.
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Durch diese erfindungsgemäße Anordnung werden die Vorteile der Verwendung
einer Flüssigkeit als Anpreßmittel kombiniert mit der Regelung des Anpreßdruckes
durch Fliehkraft, d. h. einer drehzahlabhängigen Anpassung des Anpreßdruckes,
ohne das besondere Pumpen zur Regulierung des Flüssigkeitsdruckes in Abhängigkeit
von der Drehbewegung erforderlich sind.
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Vorzugsweise verbindet die Zuflußleitung die Bohrung der als Hohlwelle
ausgebildeten Welle mit der Kammer. Durch diese vorzugsweise Weiterbildung ist es
möglich, durch einfaches Zuführen der Flüssigkeit in die Hohlwelle -, unabhängig
von den abzudichtenden Medien, eine drehzahlabhängige Beaufschlagunge des Dichtringes
zu erreichen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i a. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung im axialen Schnitt und F i g. 2 die
rechte Hälfte einer Ansicht im Schnitt, der längs der Achse einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dichtung geführt ist.
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Die erfindungsgemäße Gleitringdichtung wird im Ausführungsbeispiel
in einer Zentrifuge verwendet, in welcher aus einer Flüssigkeit Gase abgetrennt
werden, die mit Luft explosive Gemische bilden. Diese Dichtung soll eine Dichtung
zwischen der Zentrifugenwelle und einem den Zentrifugenrotor um-
Clebenden
feststehenden Gehäuse bewirken. In F i g. 1
ist die Welle mit 1 und
ein Teil des Gehäuses mit 2 bezeichnet. Im Gehäuse ist ein Kohlering 3 angeordnet,
der durch einen auf das Gehäuse 2 aufgeschraubten Ring 4 gehalten wird. Ein Gummiring
5 dichtet das von der Außenluft umgebene Gehäuse ab. Auf C, der Welle
1 ist eine Buchse 6 aufgeschraubt, die mit einer ringförmigen Nut
8 in einem Flansch 7 versehen ist. In die Nut ist ein Gleitring
9 aus Metall eingesetzt, der mit einer Auflage 10 aus Hartmetall,
z. B. mit einer Metallkarbidauflage, versehen ist, welche auf die dem Kohlering
3 zugekehrte Seite des Ringes 9
aufgeschweißt ist. Im Flansch
6 befestigte Stifte 13
"reifen in axiale Blindbohrungen 14 ein, die
im Ring 9 vorgesehen sind, so daß sie die Drehung der Welle auf die Keile
und damit auf den Ring 9 übertragen. Die Welle ist mit einer mittigen gleichachsigen
Bohruno, 15 versehen, welche im Betrieb mit Öl beliefert wird, das
innerhalb der Bohrung unter der Wirkung der Fliehkraft eine Schicht 16 bildet.
Von dieser Schicht fließt Öl durch die Kanäle 17 zu einer ringförmigen
Nut 18, die in der Innenseite der Buchse 6 vorgesehen ist. Aus dieser
Nut fließt Öl
weiter durch Kanäle 19 in die Nut 8, in welcher
das Öl eine ringförmige Schicht bildet, deren Dicke durch den Überlauf bestimmt
wird, der durch die Innenseite 20 des Ringes 9 gebildet wird. Das überschüssige
Öl tritt durch einen zwischen der Außenseite der Buchse 6 und der
Innenseite der Ringe 9 und 3 gebildeten Schlitz 21 aus. Aus dem Schlitz
21 tritt Öl
einerseits zwischen die Auflage 10 und den Kohlering
3 und fließt andererseits weiter zu den Kugellagern und weiteren, in den
Zeichnungen nicht dargestellten Schmierstellen, wie durch die Pfeile angegeben.
Ringförmige Gummidichtungen 22 und 23
verhindern das Lecken des öls.
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Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet wie folgt: Wie erwähnt übertragen
die Stifte 13 die Drehung der Welle auf den Gleitring 9. Unter der
Wirkung der Fliehkraft baut sich in der in der Nut 8
gebildeten Flüssigkeitsschicht
ein Druck auf, der auf den Ring 9 einen Axialschub ausübt, welcher den Dichtungsdruck
auf den Ring 3 erzeugt.
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F i g. 2 zeigt eine Abwandlungsform, bei welcher der Dichtungsdruck
ebenfalls durch eine der Wirkung der Fliehkraft ausgesetzten Flüssigkeit erzeugt
wird. In diesem Fall wird angenommen, daß die zu trennende Flüssigkeit der Zentrifuge
durch die Bohrung 15 zugeführt wird, welche dann völlig mit Flüssigkeit gefüllt
wird. Die Flüssigkeit füllt ferner die Kanäle 17 bis 19 und die Nut
8 und wird am Herauslecken aus der letzteren durch die Gummi-
dichtungen
22 und 23 gehindert sowie durch zwei ringförmige Gummidichtungen 24 und
25, die an der Innenseite des Ringes 9 vorgesehen sind. Die Flüssigkeit,
die an der Dichtung 24 vorbeigetreten ist, wird durch eine ringförmige Nut
26 aufgefangen, welche an der Innenseite des Ringes 9 angeordnet ist,
und tritt aus der Nut durch radiale, nach außen führende Kanäle 27 aus. Die
Dichtung 25 verhindert, daß die zu trennende Flüssigkeit längs der Welle
fließt und in die Lager eindringt, welche sonst beschädigt werden würden.