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Wellendichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine dichte Durchführung
einer Welle durch die Wandung eines Behälters mit einer durch Ausbau eines Wellenteiles
ausbaubaren Hauptdichtung sowie einer zwischen einem Wellenbund und einem gehäusefesten
Anschlag liegenden Hilfsdichtung, wobei der Anschlag der beidseitigen axialen Halterung
der Welle dient.
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Dichte Durchführungen einer Welle mit Haupt-und Hilfsdichtung dieser
Art sind an sich bekannt, wobei die Hilfsdichtung im Fall des Auswechselns der Hauptdichtung
vorübergehend ein Aussickern von Flüssigkeit aus der mit der Welle durchsetzten
Behälteröffnung verhindert.
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Weiterhin ist es bekannt, axial verstellbare Hilfsdichtungen zur Stillstandsabdichtung
bei Tauchtassendichtungen bzw. zum Abdichten beim Ausbau eines Wellenteiles zu verwenden.
Bei dieser bekannten Anordnung wird beim Eindrücken der Hilfsdichtungen nicht die
Welle, sondern ein Hilfsdichtungsring axial verschoben, der sich gegen einen gehäusefesten
bzw. wellenfesten Bund legt. Die Verstellung der Hilfsdichtung kann mittels eines
Gewindes erfolgen.
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Bei den erwähnten Anordnungen sind keine besonderen Vorkehrungen getroffen,
um während des Ausbaus der Hauptdichtung bzw. eines Wellenteiles die die Behälteröffnung
durchsetzende Welle gegen axiale Bewegung zu sichern. Eine derartige Axialbewegung
kann beispielsweise bei großem Druck im Behälterinneren entstehen oder dadurch hervorgerufen
werden, daß bei geringem Druck im Behälter die senkrecht nach oben aus der Behälteröffnung
ragende Welle infolge ihres Gewichtes axial nach unten gleitet.
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Um derartige Axialverschiebungen der Welle zu verhindern, ist bei
einer bekannten Anordnung bereits ein Festlegen der Welle vorgesehen, wenn ein Wellenteil
zwecks Ausbaus der Hauptdichtung entfernt wird. Dabei kann die Festlegung der im
Behälter verbleibenden Welle jedoch nur nach vorhergehendem axialem Verschieben
durchgeführt werden. Dadurch können Beschädigungen von Wellen-und etwa daran befestigten
Rührwerksteilen auftreten. Weiterhin muß beim nachfolgenden Zusammenbau der vollständigen
Wellendichtung wieder eine axiale Verschiebung der Welle erfolgen, um sie in ihre
ursprüngliche Stellung zu bringen und mit dem ausgebauten Wellenteil wieder zu verbinden.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.
Dies geschieht dadurch, daß beim Ausbau eines Wellenteiles bzw. der Hauptdichtung
die im Behälter verbleibende Welle ohne vorheriges axiales Verschieben nach beiden
Seiten festgelegt wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist für die Lösung der angegebenen
Aufgabe dadurch geeignet, daß die Anschlagfläche in an sich bekannter Weise als
Hilfsdichtfläche ausgebildet ist, der Anschlag aus einem die Welle umgebenden Ring
besteht, der mittels Gewinde gegen den Wellenbund verstellbar ist, und eine zusätzliche,
am Behälter einstellbar angeordnete Halterung zur Abstützung des Wellenbundes auf
dessen dem Anschlag abgewandten Seite angeordnet ist.
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Beim Ausbau eines Wellenteiles bzw. der Hauptdichtung kann die Welle
auf diese Weise ohne vorheriges axiales Verschieben nach beiden Seiten festgelegt
werden, so daß keine Beschädigung von Wellenteilen oder an der Welle befestigten
Rührwerkelementen od. dgl. eintreten kann.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Darin ist F i g.1 eine teilweise gebrochen und teilweise im Schnitt
dargestellte dichte Durchführung einer Welle durch die Wandung eines Behälters,
wobei sich die Hauptdichtung in Normalstellung befindet, F i g. 2 ein der F i g.1
ähnlicher Schnitt, bei dem die Hauptdichtung aus ihrer Dichtstellung herausbewegt
und die Hilfsdichtung in ihre Dichtstellung bewegt ist, F i g. 3 ein Schnitt durch
eine abgeänderte Ausführung einer dichten Durchführung der Welle durch
eine
Behälterwandung mit Haupt- und Hilfsdichtung, wobei die Hauptdichtung in Normalstellung
gezeigt ist, F i g. 4 ein der F i g. 3 ähnlicher Schnitt, bei dem die Hauptdichtung
aus ihrer Dichtstellung herausbewegt und die Hilfsdichtung in ihre Dichtstellung
bewegt worden ist, und F i g. 5 ein Teilschnitt der Hilfsdichtung nach F i g. 4
in Dichtstellung.
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Die Dichtung 20 (F i g.1) ist auf dem Flanschstutzen 22 eines Behälters
(nicht dargestellt) befestigt. Auf der Dichtung 20 sitzt ein Mischwerk
24,
das ein übliches Untersetzungsgetriebe 26 aufweist, über das die Drehkraft
einer Antriebsmaschine, z. B. eines Elektromotors od. dgl., übertragen wird. Der
Elektromotor (nicht dargestellt) ist mit der Eingangswelle 28 gekuppelt. Die dichte
Durchführung 20 der Welle 34 durch die Wandung 38 eines Behälters 22 umfaßt eine
Hauptdichtung 62 und eine zwischen dem Wellenbund 112 und einem gehäusefesten Anschlag
liegende Hilfsdichtung. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Anschlag aus einem
die Welle 34 umgebenden Ring 56 besteht, der der beidseitigen axialen Halterung
der Welle 34 dient. Die Anschlagfläche 68 ist als Hilfsdichtungsfläche ausgebildet.
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Die Wandung 38 des Behälters 22 besteht aus einem Ring 42, der eine
Reihe von auf Abstand stehenden Bohrungen 44 hat, die von Schraubenbolzen
40 durchsetzt werden, mit denen der Ring 42 am Behälter 22 befestigt
ist. Der Ring 42 hat auch eine innere Reihe von Gewindebohrungen zur Aufnahme von
Schraubenbolzen 46, die das untere Ende eines Gestelles 36 mit der Wandung 38 verbinden.
Der Ring 42 trägt auf seinen Innenflächen ein aus korrosionsfestem Metall bestehendes
Blech 48, das den Ring gegen die korrosive Wirkung des Behälterinhaltes schützt.
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An dem Ring 42 ist mittels Schweißnähten 52 ein Zwischenring
50 befestigt, der eine etwas größere Höhe hat als der Ring 42 und der nahe
seinem nach außen gerichteten Ende ein Gewinde 54 trägt, auf das der den
Anschlag bildende Ring 56, der ebenfalls ein Gewinde 64 aufweist, aufgeschraubt
werden kann, so daß er gegen den Wellenbund 112 verstellbar ist. Der Ring 56 hat
eine Öffnung oder Bohrung 58, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser
der Welle 34. Der Ring 56 weist nahe seinem Außenende eine Ausbohrung
60 auf, die ein Lager für die Hauptdichtung 62 bildet, und hat mehrere radial
gerichtete Griffe 66, die eine Relativdrehung des Ringes 56 gegenüber dem Zwischenring
50 und der Wandung 38 des Behälters 22 ermöglichen.
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Beim Drehen des Ringes 56 wird durch den Eingriff der Gewinde 54 und
64 der Ring 56 längs der Welle 34 axial nach innen oder außen bewegt. Diese Axialbewegung
des Ringes 56 erfolgt beim Auswechseln oder beim Ausbessern der Hauptdichtung 62,
um die Welle 34 gegen eine Axialbewegung zu halten.
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Der Ring 56, der - wie erwähnt - als Anschlag zur beidseitigen axialen
Halterung der Welle dient, weist am unteren Ende eine Anschlagfläche 68 auf, die
sich über einen Teil des Zwischenringes 50 erstreckt und eine ringförmige
Dichtung 70 aufweist, die einen zwischen dem Ring 56 und dem Zwischenring
50 vorhandenen ringförmigen Durchlaß 72 abdichtet. Die Dichtung 70 verhütet ein
Eindringen des gegebenenfalls korrosiven Inhaltes des Behälters 22 zwischen die
Ringe 50 und 56 und ein Einwirken auf die Gewinde 54 und 64. Die Dichtwirkung der
Dichtung 70 wird durch zwei Dichtringe 74 verstärkt, die in Nuten oder Rillen liegen,
die sich auf der Innenfläche des Zwischenringes 50 befinden. Der Zwischenring
50 weist außerhalb des Gewindes 54 zwei Klemmschrauben 76 auf, mit deren Hilfe der
Ring 56 in der gewünschten Stellung in bezug auf den Zwischenring 50 verriegelt
wird.
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Der Ring 56 weist, wie erwähnt, eine Bohrung 60
zur Aufnahme
der Hauptdichtung 62 auf. Die Bohrung 60 hat nahe ihrem Innenende eine Ausbohrung
78, deren Durchmesser so gewählt ist, daß die Ausbohrung den ortsfesten Ring 80
der Hauptdichtung 62 aufnimmt. Die Hauptdichtung 62 weist auch einen umlaufenden
Ring 82 auf, der auf der Welle 34 befestigt ist und sich mit der Welle 34 dreht
und an der Dichtfläche des ortsfesten Ringes 80 anliegt. Der umlaufende Ring 82
und seine zugehörenden Teile werden in einwandfreier Axialstellung auf der Welle
34 von zwei Klemmschrauben 84 gehalten. Der ortsfeste Ring 80 hat
eine Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtringes 86, der eine Dichtung zwischen dem
Ring 80 und dem Ring 56 bildet und auf diese Weise ein Aussickern des Behälterinhaltes
aus dem zwischen diesen Teilen vorhandenen Raum verhindert. Die umlaufende Welle
34 durchsetzt also frei den Ring 56, ist aber gegen den Ring 56 durch die Hauptdichtung
62 abgedichtet.
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Die Welle 34 ist mit einem Wellenteil 32 über eine Flanschkupplung
88 verbunden, deren Flansch 90 an der Welle 34 und deren Flansch 92 an dem Wellenteil
32 befestigt ist. Der Flansch 92 wird auf der Welle 32 von einem axial gerichteten
Schraubenbolzen 94 gehalten, der an einer Ringplatte oder einer Unterlagscheibe
96 anliegt, die in das untere Ende des Flansches 92 eingelassen ist. Der Flansch
92 ist mit dem Wellenteil 32 über einen Keil 98 verbunden.
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Der auf der Welle 34 befindliche Flansch 90 ist vorzugsweise
abnehmbar und besteht zu diesem Zweck aus einem Flanschrumpf 100 und aus einer halbzylindrischen
Flanschhülse 102. Die Flanschteile 100 und 102 sind auf der Welle 34 durch einen
radial gerichteten zylindrischen Keil 106 befestigt, der über eine in der Flanschhülse
102 vorhandene Öffnung in eine in der Welle 34 befindliche Bohrung 108 ragt, so
daß die Flanschteile 100 und 102 mit der Welle 34 umlaufen. Die Flansche 90 und
92 sind gegenseitig über Schraubenbolzen 110 miteinander verbunden. Eine Drehbewegung
des Wellenteiles 32, die über eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung bewirkt
werden kann, wird auf diese Weise auf die Welle 34 übertragen und verursacht eine
Rotation der im Innern des Behälters 22 an der Welle 34 befestigten Vorrichtung
(nicht dargestellt), die ein Rührwerk oder Rührflügel sein kann.
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Damit die Hauptdichtung 62 ausgebessert oder ausgewechselt werden
kann, muß die Welle 34 gegen eine Axialbewegung gehalten werden, so daß der abnehmbare
Flansch 90 gehalten werden kann und sich die Hauptdichtung über das Außenende
der Welle 34 - wie in F i g. 2 gezeigt - verschieben läßt. Befindet sich die Welle
34 in senkrechter Stelhing, wie in den Figuren der Zeichnung dargestellt, dann würde
beim Trennen der Flansche 90 und 92
die Welle 34 sich nach unten in
den Behälter 22 hineinbewegen. Steht dagegen der Behälterinhalt unter hohem Druck,
dann würde auf das untere Ende der Welle 34 eine solche Kraft ausgeübt, daß die
Welle
beim Trennen der Flansche 90 und 92 nach oben gehoben würde.
Liegt der im Behälter 22 herrschende Druck nahe dem zum Schwimmen oder Heben der
Welle 34 erforderlichen Druck, dann ist bei schwankendem Druck eine Bewegung der
Welle in entgegengesetzten Richtungen möglich.
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Um dies zu verhindern, ist die Welle 34 mit einem durch eine Schweißnaht
114 befestigten Wellenbund 112 versehen. Ferner hat der Ring 56 eine zusätzliche,
einstellbar angeordnete Halterung 116, die aus einer Reihe von Schrauben besteht,
die in die Gewindebohrungen 117 des Zwischenringes 50 eingeschraubt sind. Die Schrauben
haben an ihren einwärts gelegenen Enden einen verbreiterten Kopf 118, der unter
dem Wellenbund 112 liegt. Jede Schraube trägt einen Dichtring 119, der das Gewinde
gegen eine korrosive Einwirkung des Behälterinhaltes schützt. Die oberen Enden der
Schrauben weisen Blindbohrungen zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels oder eines
ähnlichen Werkzeuges auf, mit dem die Schraubenbolzen aus ihrer in F i g.1 dargestellten
Stellung, in der sie sich außer Berührung mit dem Wellenbund 112 befinden, in die
in F i g. 2 dargestellte zweite Stellung gehoben werden können, in der die Köpfe
118 an dem Wellenbund 112 anliegen. Befinden sich die Schrauben in der in F i g.
2 dargestellten Stellung, dann halten sie den Wellenbund 112 und die Welle 34 sicher
gegen eine Einwärtsbewegung in den Behälter 22.
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Hat der Behälterinhalt keinen so hohen Druck, daß die Welle 34 angehoben
wird, dann genügt die vorstehend beschriebene Einrichtung zum Halten des Wellenendes
während des Auswechselns der Hauptdichtung. Damit jedoch die Hauptdichtung auch
ausgewechselt werden kann, wenn im Behälter 22 ein Druck herrscht, der die Welle
34 anhebt, ist eine zusätzliche Haltewirkung notwendig.
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Diese Haltewirkung wird dadurch erzielt, daß der Ring 56 aus seiner
in F i g.1 dargestellten Normalstellung nach innen auf seine in F i g. 2 dargestellte
gesenkte Stellung in Berührung mit dem Wellenbund 112 geschraubt wird, so daß der
Ring 56 den Wellenbund 112 und die Welle 34 gegen eine axial nach außen gerichtete
Bewegung sicher hält. Wird die Welle 34 in der in F i g. 2 dargestellten Stellung
gehalten, dann kann der Flansch 90 leicht abgebaut und entfernt werden, ohne daß
sich die Welle in Axialrichtung verschiebt. Dann werden die auf der Hauptdichtung
62 vorhandenen Klemmschrauben 84 gelöst, und die gesamte Hauptdichtung wird über
das obere freie Ende der Welle 34 abgezogen. Eine neue Hauptdichtung kann dann eingesetzt
werden.
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Während des Auswechselns der Hauptdichtung ist der Behälter 22 und
die Welle 34 durch eine Hilfsdichtung abgedichtet. Die Hilfsdichtung besteht aus
einem Dichtring 122, der in eine Nut oder Rinne der Außenfläche des Wellenbundes
112 eingelegt ist. Der Dichtring 122 ist so angeordnet, daß er sich an das Innenende
des Ringes 56 anlegt, wenn der Ring 56 axial nach innen an den Wellenbund 112 bewegt
wird. Befinden sich die Teile in ihren in F i g. 2 dargestellten Stellungen, dann
liegt der Dichtring 122 dicht an der Anschlagfläche 68 des Ringes 56 an, so daß
sich die erwähnte Dichtwirkung ergibt. Gleichzeitig üben die Dichtringe 74 auch
weiterhin ihre Abdichtwirkung zwischen dem Ring 56 und dem Zwischenring 50 aus.
Damit festgestellt werden kann, ob eine Sickerung an der Hilfsdichtung erfolgt,
ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die lediglich aus Durchlässen 124 besteht,
die den Ring 56 durchsetzen. Ein Herausschrauben der Schraubverschlüsse 126 zeigt,
ob der Behälterinhalt am Dichtring 122 vorbeisickert.
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In den F i g. 3, 4 und 5 ist eine etwas abgeänderte Ausführungsform
dargestellt, bei der die Welle 34 gegen Bewegung in der einen Richtung gehalten
wird, jedoch nicht gleichzeitig gegen Bewegung in entgegengesetzten Richtungen gehalten
werden kann. Die Ausführungsform nach F i g. 3 weist eine Wandung 128 auf, die der
Wandung 38 ähnlich ist und aus einem Außenring, einem Zwischenring und einem die
Welle 34 umgebenden Ring 146 besteht. Der Außenring 130 ist am Behälter 22 mit Schraubenbolzen
132 befestigt und trägt an seiner Innenfläche einen aus korrosionsfestem Material
oder einem anderen zweckdienlichen Material bestehendes Blech 134, das den Ring
gegen die korrosive Wirkung des Behälterinhaltes schützt. Der untere Abschnitt eines
Gestelles 36 ist am Außenring 130 mit Schraubenbolzen 136 befestigt. Am Außenring
130 ist durch die Schweißnaht 140 ein Zwischenring 138 befestigt, in dessen Gewinde
142 das Gewinde 144 des Ringes 146 eingeschraubt wird. Infolge der Gewinde 142 und
144 kann der Ring 146 längs der Welle 34 axial nach innen und außen bewegt werden.
Die Hauptdichtung 62 ist im Ring 146 gelagert, wie dies bei der Ausführung nach
den F i g. 1 .und 2 beschrieben ist. Der Ring 146 hat eine um den Umfang sich erstreckende
Ausnehmung zur Aufnahme eines aus Kunstkautschuk oder aus einem anderen geeigneten
Material bestehenden O-Ringes 148, der den Ring 146 gegen den Zwischenring 138 dichtet
und eine korrosive Einwirkung des Behälterinhaltes auf die Gewinde 142 und 144 verhütet.
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F i g. 3 zeigt die Dichtung in Normalstellung, in der die die Wandung
128 des Behälters 22 durchsetzende Öffnung von der Hauptdichtung 62 gedichtet ist
und sich die Welle 34 drehen kann. Steht der Behälterinhalt unter Vakuum oder unter
geringem Druck, dann genügt es beim Auswechseln der Hauptdichtung, die Welle 34
gegen eine Axialbewegung nach innen in den Behälter hineinzuhalten.
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Zu diesem Zweck wird der Ring 146 nach außen geschraubt, so daß die
Kappe 152 an der Unterfläche des Wellenbundes 154, der dem Wellenbund 112 ähnlich
ist, angelegt wird. Bei der Bewegung des Ringes 146 in die in F i g. 4 dargestellte
Stellung wird die Welle 34 gegen eine Axialbewegung in den Behälter hineingehalten,
so daß der abnehmbare Flansch 90 leicht abgebaut und die Hauptdichtung 62 ausgewechselt
werden kann. Als Hilfsdichtung dienen zwei auf beiden Seiten des Wellenbundes 154
in einem größeren Abstand als die Bunddicke den Wellenbund übergreifende Anlageflächen
156,160, die als Hilfsdichtflächen ausgebildet sind.
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Hat der Behälterinhalt einen so hohen Druck, daß die Welle 34 nach
außen bewegt wird, dann wird der Ring 146 gedreht, um den Ring längs der Welle 34
axial nach innen zu bewegen, so daß sich die Innenkappe 158 des Ringes 146 an den
Well; nbund 154 anlegt. Diese Stellung der Teile ist in F g. 5 gezeigt. Die Anlagefläche
160 liegt in dieser Stellung an der oberen, nach außen gerichteten Fläche des Wellenbundes
154. Ist die Öffnung in der Behälterwandung in dieser Weise von der Hilfsdichtung
abgedichtet, dann kann die zwischen der Welle 34 und dem Wellenteil
32
vorhandene Flanschkupplung 88 (F i g. 3) leicht getrennt und die Hauptdichtung 62
in derselben Weise, wie bereits beschrieben, ausgebaut werden.