DE1600523B2

DE1600523B2 - Gleitringdichtung mit einer dem Radial sich erstreckenden Dichtungsspalt zugeführten Sperrflüssigkeit

Info

Publication number: DE1600523B2
Application number: DE1600523A
Authority: DE
Inventors: Heinz K. Dr.-Ing. 7051 Neustadt Mueller
Original assignee: Sealol Inc Warwick Ri (vsta)
Current assignee: Sealol Inc Warwick Ri (vsta)
Priority date: 1967-06-03
Filing date: 1967-06-03
Publication date: 1974-01-10
Also published as: DE1600523C3; US3556538A; DE1600523A1; US3659860A

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung mit einer dem radial sich erstreckenden Dichtungsspalt zugeführten Sperrflüssigkeit, bei welcher der axial verschiebbare Gleitring drehgesichert und axial verschiebbar gegenüber einem der sich relativ zueinander drehenden Maschinenteile abgedichtet angeordnet ist und eine vom Druck des abzudichtenden Fluids im Sinne des Anpressens seiner Gleitflächenseite auf die am anderen Maschinenteil angebrachte Gegengleitfläche zu beaufschlagende Rückseitenfläche aufweist, und bei der zwischen dem Gleitring und dem einen ihm zugeordneten Maschinenteil eine Sekundärdichtung im Bereich zwischen dem abzudichtenden Fluid und dem Niederdruckraum vorgesehen ist, wobei durch die Bemessung der in axialer Richtung druckbeaufschlagten Flächen eine selbsttätige Regulierung des Sperrflüssigkeitsdrucks durch Veränderung der Spaltweite eintritt und zwischen dem Gleitring und dem sich gegen ihn relativ drehenden Maschinenteil eine das unter höherem Druck stehende Fluid von der Sperrflüssigkeit trennende Dichtung angeordnet ist.

Die Erfindung geht von Gleitringdichtungen aus, wie sie beispielsweise bezüglich einer zusätzlichen Abdichtung zwischen der Sperrflüssigkeit und dem Niederdruckteil aus der französischen Patentschrift 371481 (s. insbesondere Fig. 1) und bezüglich der Anordnung einer Dichtung zwischen der Sperrflüssigkeit und dem Hochdruckraum aus der österreichisehen Patentschrift 231771 bekanntgeworden ist.

Bei diesen bekannten Gleitringdichtungen liegen die speziellen Dichtungen zwischen der Sperrflüssigkeit und dem Hochdruck- bzw. Niederdruckraum axial am hinteren Ende der den Gleitring tragenden Hülse.

Der Nachteil dieser bekannten Gleitringdichtungen besteht darin, daß ihre Baulänge zwangläufig sehr groß ist und eine gute Kühlung praktisch nicht zu erreichen ist.

ao Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Gleitringdichtung der eingangs geschilderten Art einerseits eine besonders kurze Baulänge zu erzielen, andererseits eine besonders gute Kühlung der zusätzlichen, die Sperrflüssigkeit gegenüber dem Niederdruckraum bzw. dem Hochdruckraum absperrenden Dichtungen herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge^ löst, daß die Dichtung zwischen dem abzudichtenden Fluid und der Sperrflüssigkeit bzw. die Dichtung zwisehen der Sperrflüssigkeit und dem Niederdruckraum als axial anstellbare Gleitrichtung ausgebildet ist, deren gleitende Stirnfläche an der Stirnseite des die Spaltweitenänderung für die Sperrflüssigkeit bewirkenden Gleitrings dichtend anliegt.

Vorzugsweise wird bei Anordnung der Gleitringdichtung zwischen Sperrflüssigkeit und Niederdruckraum hinter dem veränderlichen Spalt im Bereich der Ausflußöffnung für die Sperrflüssigkeit ein vom Gleitring vorstehender Umlenkkragen für die Sperrflüssigkeit vorgesehen.

Der besondere Vorteil der Gleitringdichtung nach der Erfindung besteht darin, daß jeweils jede Dichtung und auch die vom Gleitring gebildete Drosselstrecke in einer radialen Ebene liegen, wodurch eine besonders kurze Baulänge erzielt wird. Außerdem wird unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die zusätzlichen, den Austritt der Sperrflüssigkeit verhindernden Dichtungen als Berührungsdichtungen ausgebildet sind, eine gute Kühlung dieser zusätzlichen Dichtungen erreicht, weil sie unmittelbar neben der Zu- bzw. Abflußöffnung für die als Kühlmittel wirkende Sperrflüssigkeit liegen. Dabei ist noch zu beachten, daß durch diese Anordnung eine besondere Dichtheit gegenüber der ausschließlichen Verwendung von Drosselstrecken erreicht wird.

Der erzielte technische Fortschritt ist darin zu sehen, daß eine hohe Lebensdauer bei besseren Dichtungseigenschaften als bei den bisherigen Dichtungen gewährleistet ist. Durch die bisher nicht bekannte Anordnung sowohl einer den Austritt der Sperrflüssigkeit zum Hochdruckraum als auch einer den Austritt der Sperrflüssigkeit zum Niederdruckraum abgrenzenden Berührungsdichtung wird der Austritt des Sperrmediums sowohl zu der einen als auch der anderen Seite wirksam verhindert. Dabei ist im übrigen gewährleistet, daß die als Berührungsdichtungen ausgebildeten zusätzlichen Dichtungen keinen wesentlichen Druckdifferenzen ausgesetzt sein können;

es wird dies durch die automatisch sich einstellende rührungsdichtungen 42, 43, die von dem Gehäuse ge-

Drosselwirkung der Gleitringdichtung bewirkt. halten werden, an der radialen Oberfläche 28 des

In dem nun folgenden Beschreibungsteil soll die Gleitrings L an. Das Gehäuse 11 besitzt ferner eine

Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Oberfläche 41, die im Abstand zu der Fläche 28 und

einzelnen näher erläutert werden. In der Zeichnung 5 praktisch parallel zu dieser verläuft. Diese Oberflä-

ist chen 28 und 41 wirken mit einer Berührungsdichtung

F i g. 1 die Ansicht eines Teilschnitts durch eine 42 und 43 zusammen derart, daß eine Sperrflüssig-

erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Er- keitskammer 44 entsteht. Eine Einlaßöffnung 45

findung und steht ähnlich wie ein Auslaß 46 in Verbindung mit

F i g. 2 die Ansicht eines Schnitts durch eine prak- io der Kammer 44.

tisch ausgeführte Form einer bevorzugten Gleitring- Von der Oberfläche 41 aus ragen zwei Ringnuten

dichtung nach der Erfindung. 47 und 48 in das Gehäuse 11 hinein. Der Dichtungs-

Wie man aus F i g. 1 der Zeichnung ersieht, ist eine ring 42 liegt in der Nut 47, der Dichtungsring 43 in

Welle 10 in einem Gehäuse 11 unter Einhaltung der Nut 48. Schraubenfedern 49 sind jeweils zwi-

eines Zwischenraumes gelagert. Die Welle 10 weist 15 sehen dem Grund einer jeden Nut 47 und 48 einer-

einen verdickten Teil 13 auf, der eine zylindrische seits und dem Ring 42 andererseits angeordnet. Die

Außenfläche und eine radiale Endfläche 15 hat. Schraubenfedern 49 drücken die Dichtungsringe 42

Letztere steht in einem bestimmten Abstand von der und 43 gegen die Fläche 28 des Gleitrings L.

ebenen Endfläche 16 an dem Gehäuse 11, so daß ein Bei dieser Ausführungsform ist es erforderlich,

Raum gebildet wird, der mit dem Einlaß für die 20 daß der Gleitring L eine ganz bestimmte Stellung re-

Sperrflüssigkeit kommuniziert. lativ zu der Welle 10 einnimmt. Deshalb sind Stifte

Das abzudichtende Fluid, welches normalerweise 50 vorgesehen, die in die Wellenverdickung 13 einge-

unter hohem Druck steht, erfüllt die in dieser Figur setzt sind und aus der Fläche 15 herausragen. Der

gestrichelt hervorgehobenen Räume. Flansch 25 des Gleitrings L weist eine Anzahl von

Um die Wellenverstärkung 13 herum ist ein be- 25 Ausnehmungen 51 auf, welche die Stifte 50 nur lok-

weglicher Gleitring mit L-förmigem Querschnitt ge- ker aufnehmen, um den Gleitring L zu der Welle 10

legt, der eine Bohrung zur Aufnahme der Wellenver- richtig einzustellen.

Stärkung hat. Mit 25 ist ein Endflansch bezeichnet. Bei der Ausführungsform der Gleitringdichtung

Die Hülse 24 weist eine innenliegende zylindrische nach der Erfindung, die in F i g. 2 der Zeichnung

Fläche 26 auf, an der die eine Berührungsdichtung 30 dargestellt ist, weist die Fläche 28 des Gleitrings eine

20 anliegt. Der Flansch 25 hat eine Oberfläche 27, Ringnut 52 auf, die zur Aufnahme eines Ringes 53

an welcher die Berührungsdichtung 23 anliegt. Der dient, der eine sich nach innen öffnende konische

bewegliche Ring mit L-förmigem Querschnitt ist ei- Fläche 54 aufweist und als Umlenkkragen wirkt. Der

nerseits längs der Oberfläche 21 des Gehäuses 11 Ring 53 ragt in die Kammer 54 hinein, so daß die

und andererseits längs der Oberfläche 14 der Wellen- 35 konische Fläche 54 als Sperrorgan wirkt, um die

verstärkung 13 in axialer Richtung bewegbar an- Auftreffkraft des Sperrflüssigkeitsstromes zu verrin-

geordnet. gern, bevor der Strom mit dem Dichtungsring 42

Der Flansch 25 des Rings L weist eine radiale zum Zusammenwirken kommt. Bei dieser Ausfüh-Fläche 28 auf und entgegengesetzt zu letzterem hat rungsfom weist das Gehäuse 11 ein Abschlußgedas Gehäuse 11 eine Fläche 29, die zu der Fläche 28 40 häuse 55 auf, welches über den Gleitring L hinausgeneigt ist und mit dieser zusammen eine Kammer 30 greift, während von letzterem ein Haltering 56 getramit konischer Form bildet, wobei ein breiterer Ein- gen wird. Die Endfläche 57 des Gleitrings L, die von laß 31 und ein engerer Auslaß 32 geschaffen ist. der Fläche 28 abgewendet ist, weist eine zylindrisch

Mit 33 ist ein Kanal in dem Gehäuse 11 für die versenkte Bohrung 58 auf.

Zuleitung der Sperrflüssigkeit bezeichnet; er steht 45 In dieser Bohrung ist eine Schraubenfeder 59 un-

mit dem breiteren Ende 31 der Kammer 30 in Ver- tergebracht, die gegen den Boden der Bohrung und

bindung. In dem Gehäuse ist außerdem ein Raum 34 gegen den Haltering 56 drückt. Die Feder 59 sucht

vorhanden, der um die Wellenverstärkung oder Ver- den Gleitring L nach rechts zu drücken und auf diese

dickung 13 und den Gleitring L herumgreift. Die Weise den Raum 17 zu vergrößern, der das Fluid 18

Kammer 30 kommuniziert mit dem Raum 34 durch 50 aufnehmen soll. Dadurch wird verhindert, das ein zu

den engeren Auslaß 32. großer Differentialdruck zwschen Sperrflüssigkeit ei-

Der Druck des Fluids 18 ist bestrebt, den L-förmi- nerseits und abzudichtendem Fluid andererseits auf-

gen Ring nach rechts zu verschieben, d.h. in Rieh- gebaut wird.

tung von der Wellenverstärkung 13 weg. Gleichzeitig Die zylindrische Oberfläche 26 der Hülse 24, wird die Sperrflüssigkeit bei konstanter Strömungs- 55 welche die äußere Wandung des Raumes 17 darstellt, menge durch den Kanal 33 in die Kammer 30 gelei- hat einen Radius a, der etwas größer ist als der Ratet. Sie drückt gegen die Fläche 28 des Rings, so daß dius der Wellenverdickung 13. Die Kammer 44 (s. dieser nach links verschoben wird und einen Gegen- F i g. 1 und 2) weist eine innere zylindrische Oberdruck gegenüber der Sperrflüssigkeit 18 entstehen fläche auf, die begrenzt ist durch den Radius b, der läßt. Der L-förmige Ring wird also durch die Auswir- 60 merklich kleiner ist als der Radius a, während eine kung des Differentialdrucks bewegt, der sich zwi- äußere zylindrische Wandung durch den Radius c sehen zwei Drücken einstellt, so lange, bis der Ring festgelegt ist, der seinerseits größer als der Radius a sich in einer Gleichgewichtslage befindet. Jede Ände- ist.

rung des Druckes der Sperrflüssigkeit äußert sich in Die Sperrflüssigkeit ist vorzugsweise gekühlt und

einer Verschiebung des Rings L. 65 wirkt auch als Kühlmittel für jede der beiden Berüh-

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 liegen Be- rungsdichtungen 23 oder 43.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

. 1. Gleitringdichtung mit einer dem radial sich erstreckenden Dichtungsspalt zugeführten Sperrflüssigkeit, bei welcher der axial verschiebbare Gleitring drehgesichert und axial verschiebbar gegenüber einem der sich relativ zueinander drehenden Maschinenteile abgedichtet angeordnet ist und eine vom Druck des abzudichtenden Fluids im Sinne des Anpressens seiner Gleitflächenseite auf die am anderen Maschinenteil angebrachte Gegengleitfläche zu beaufschlagende Rückseitenfläche aufweist, und bei der zwischen dem Gleitring und dem einen ihm zugeordneten Maschinenteil eine Sekundärdichtung im Bereich zwischen dem abzudichtenden Fluid und dem Niederdruckraum vorgesehen ist, wobei durch die Bemessung der in axialer Richtung druckbeaufschlagten Flächen eine selbsttätige Regulierung des Sperrflüssigkeitsdrucks durch Veränderung der Spaltweite eintritt und zwischen dem Gleitring und dem sich gegen ihn relativ drehenden Maschinenteil eine das unter höherem Druck stehende Fluid von der Sperrflüssigkeit trennende Dichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (43) zwischen dem abzudichtenden Fluid (18) und der Sperrflüssigkeit bzw. die Dichtung (42) zwischen der Sperrflüssigkeit und dem Niederdruckraum als axial anstellbare Gleitringdichtung ausgebildet ist, deren gleitende Stirnfläche an der Stirnseite (28) des die Spaltweitenänderung für die Sperrflüssigkeit bewirkenden Gleitrings (L) dichtend anliegt.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Gleitringdichtung (42) zwischen Sperrflüssigkeit und Niederdruckraum hinter dem veränderlichen Spalt im Bereich der Ausflußöffnung (46) für die Sperrflüssigkeit ein vom Gleitring (L) vorstehender Umlenkkragen (53, 54) für die Sperrflüssigkeit vorgesehen ist