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Es sind berührungsfreie, sogenannte hydrostatische Gleitringdichtungen
für das Abdichten von Wellendurchführungen durch Gehäuse gegen hohe Drücke bekannt,
wie -'siez--auch-- in Re>akto#r- bzW. Kesselspeisepumpen verwendet werden und welche
aus einem mit der Welle rotierenden und einem am Gehäuse feststehenden Gleitring
bestehen. Die am Abdichtvorgang beteiligten sich gegenüberstehenden Stirnseiten
der beiden Gleitringe sind dabei bei einer bekannten Ausführung so ausgebildet,
daß die Stimseite des einen Gleitringesnplan ist und die- Stirasei ' te des
anderen Gleitringes, eine plane kingfläche"auf'der Seite zum höh eren Druck hin
besitzt, während auf der Sähe- niederen_ Druckes I ein- dbenfaffs; doch stufenartig
vorversetzter Ringteilbereich--vorgesehen ist. Bei einer Zweiten bekannte
ffii Währung ergibt sich durch-die spezielle-Ausbildung-Cmil-leicht konischer Spalt,
der sich zur Seite höheren Druckes hin leicht öffnet.
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Die Nachteile dieser bekannten Gleitringdichtungsausführungen bestehen
im ersten Fall darin, -daß nach Abtragung des stufenartig vorversetzten kingteilbereiches
die verbleibende Geometrie der Stirnseiten keinen berührungsfreien Lauf der beiden
Gleitringe gewährleistet. Da das Verschleißvolumen des stufenartigen Ringteils sehr
klein ist, kann es nämlich bei Vorhandensein von Fremdkörpern im abzudichtenden
Medium nach Verschleiß der Stufe zum plötzlichen Berühren mit anschließender Beschädigung
der Gleitringe kommen, weil sich zwischen den Gleitflächen keine genügend
große druckbedingten öffnungskräfte-mehr-einstellen-könnert-Außerdem--be# steht
der Nachteil, daß zwei unabhängig,--vgin,-Druck parallel zueinander stehende Dichtfl#elie-ln--gicfi
ä7dch mit großem rechnerischen und konstruktiven Aufwand nur schwer verwirklichen
lassen. Bei dieser Gleitringdichtung, wie auch bei fast allen bekannten Konstruktionen,
sind die Gleitringe auf ihrer axialen Mantelfläche von der Dichtfläche bildenden
Stimfläche bis zu der Fläche, wo infolge einer üblichen O-Ring-Sekundärdichtung
der Gleitring radialdruckbelastungsmäßig-#au#geglicheff--',i-.t;#dÜreh'-diii,#-#%b2-udichtenden
Druck radial belastet. Diese Druckverteilung in axialer Erstreckung des Gleitringes
hat eine Distorsion der für die Abdichtung notwendigen Stimflächen zur Folge, was
eine Verengung des Radialspaltes am äußeren Durchmesser bewirkt. Bei sehr engem
Dichtspalt, d. h. bei sehr kleiner Stufenhöhe, kann.ges -so bgim.,Auae>xidur-.chm.esser-7,ur--Beriihrung
der Diähtflächen kommen, dadurch wird der größte Druckabbau schon am Anfang
des -ibichtspdlf#s- hÜL beigeführt. Im übrigen Spaltbereich ist der Druck dann--so-niedr-ig--g-e-w-or-deiir
daß-die--hydrauh-sc-h-e-öffnungskraft gegenüber der hydraulischen Schließkraft klein
wird und die be?ühi-ungsfreid, e.ldit ichtüfig plötzlich zuschnappt.
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Bei den in der Praxis vorkommenden bekannten Ausführungen ist
in der überwiegenden Mehrzahl eine Distorsion der den Dichtspalt bildenden Stirnflächen
derart zu beobachten, daß diese sich am Außendurchmesser nähern. Bei den ausgeführten
Spaltbreiten bedeutet eine Distorsion von 111 am Außendurchmesser aber schon eine
merkbare Beeinträchtigung der Funktion der Gleitringdichtung. Mit zunehmendem Verschleiß
und damit mit abnehmender Spaltweite wird der Zerstörungseinfluß noch stärker.
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Eine Erfassung der die DistorsiQu, beeinflussenden Parameter ist nidht.
#e:K#akt möglich, da Temperaturund- Dru#kschWaiikuiigen '-die'Lage*-d#'r;- O-Ring-Sekundärdichtuüä",411W.damit
die Lage des Punktes beeinflussen, ab Ide der Gleitring radial'?druckbelastet ist.
Werden schlecht leitende Werkstoffe verwendet, die empfindlich auf Verzug reagieren,
so wird die Dichtspaltgeometrie ebenfalls stark beeinträchtigt.* Die zweite vorgenannte
bekannte Ausführung hat wiederum den Nachteil, daß der hydraulische Entlastungsdurchmesser
der Gleitringdichtung vom Verschleißzustand der stirnseitigen Spaltgeometrie abhäng
fg.,#'isf>"'=,d zwar wächst der hydraulische Entlastüfigsdurchmesser sehr schnell
mit der Verschleißtiefe an, wodurch dann die hydrostatische Gleitringdichtung nicht
mehr voll entlastet und ebenfalls in ihrer Funktion stark.beeinträchtigt ist.
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Mit der Erfindung werden die bekannten Nachteile vermieden durch Schaffung
einer berührun . gsfreien hydrostatischen Gleitringdichtung mit zwischen
den Gleitflächen eines feststehenden Gleitringes und einem mit der Welle rotierenden,
axial verschiebbaren Gleitring.gebildeten radialen Dichtspalt, wobei eine der Gleifffädli#ii
glätt ünd r'a'dial verlaufend und die andere über einen der Seite höheren Druckes
zugewandten Ringteilbereich leicht konisch verläuft, so daß der Spalt sich,zur Seite
höheren Druckes, öffnet und der andere ki*bilb#efdiäh'r-adial eben äusgebildet ist,
dadurch gekennzeiclinet"daß der radiail eben ausgebildete Ringteilbereich- stufenartig
-vorversetzt ist. # _% I Iiü7'Neuzustand lie-gt,-soi&t,bei#n Erfinduideägegen--st-an,d-eine#--hydrostatische#-bm-üh=gsfreie
-Gleitring--dig-hW.ng vor, die relativ, unempfindlich-. gegen-Dist6rsion der eine
gerii#e Verengung des Dichtspaltes am Außendurchmesser ohne Funktionsstörung zuläßt
und die, solange der stufenartig vorversetzte Ringteilbereich noch vorhanden ist,
mit konstantem Entlagtüiigsdurchmess6f - arbeiten kann. - Durch den
zum Raum höheren Druckes hin weiter-en Sp#ä#lt,-iiff-,-d-idsd#-Gleitringdichttiüg
eine kleinere Verlustleistung, wobei die Verlustleistung Uffg,äk,ehrt proportionäl'#'derelSpaltbreite
igfi Dies gewährleistet niedrige Temperaturen, was besonders M schlecht wärmeleitenden
Werkstoffen von Vorteil iist- -t # Z z-#*i'4*,' -,
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Obgleich hydrostatische Gleitringdichtungen normalerweise nur in Medien
eingesetzt werden, deren größte Fremdkörperdurchmesser jeweils unter der .)Sp.a-It-br,eite
Fälle bekannt, bei dßnen es durch" Auftretd:#-'§rößeier - Fiömdkörper zum'
plötzlichdn Verschleiß des stufenartigen Ringteilbereichs und damit zur Zerstörung
der Gleitringdichtung -konimzn-I#onntz-F-ühr4-#,nun-ein-solGhGr-Fall--bei der Gleitringdichtung
nach der Erfindung selbst soweit, dati- der,- vö-tve#r#&dte übeieich völlig
--hbgetragen ist, so arbeitet:2iese#-immer-noch mit der Dichtspaltgeometrie derzers"tgenanntee-bekannten
Ausführung. In diesem Zustand .#p11-#ie jedoch nur noch kurzzeitig, d. h.
bis'zuni Abstelleäder Anlage, in Betrieb sein.
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Für die Erweiterung des Spaltes im konischen Berich gelten zwei Forderungen.
Die Erweiterung muß einmal so groß sein, daß bei abgetragener stufenartig vorversetzter
Ringfläche die Gleitringdichtung noch funktionsfähig ist und bei neuwertiger Dichtspaltgeometrie
relativ kleine Spaltweitenverändertingen relativ große Druckänderungen im Spalt
bewirken. Die Erweiterung im konischen Bereich ist also kleiner
als
die, bei der bekannten Ausführung, weil die Gleitringdichtung nach der Erfindung
im Verschleißzustand mit der dann einer herkömmlichen Form gleichenden Dichtspaltgeornetrie
nur noch kurzzeitig in Funktion sein muß. Die Dichtspaltgeometrie der Gleitringdichtung
nach der Erfindung erhöht also wesentlich die Betriebssicherheit und damit auch
die Lebensdauer.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen die bekannten hydrostatisehen Gleitringdichtungsausführungen
mit parallelen Dichtspaltflächen 1 und einen an dem einen Gleitring stufenartig
vorversetzten Ringteilbereich 2 (F i g. 1)
bzw. mit einem Dichtspalt (F i
g. 2), dessen eine Dichtfläche 4 als schräge Fläche mit der radialen Gegenfläche
5 einen halbkonisch nach innen zulaufenden Dichtspalt bildet.
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Die F i g. 3 zeigt dagegen - eine Ausführung der Gleitringdichtung
nach der Erfindung, bei welcher die Dichtspaltfläche 6 an dem mit der Welle
rotierenden Gleitring 7 radial verläuft und zusammen mit der chrägen Dichtfläche
8 an dem feststehenden ledigich axial beweglichen Gleitring 9 mit
stufenartig vorversetztem Ringteil 10 eine halbkonisch nach innen zulaufenden
Dichtspalt ergibt. Die vorteilhafte Wirkungsweise der erfindt gemäßen Gleitringdichtung
besteht darin, daß Dichtung nach Abtragung des vorversetzten sti artigen Ringteils
10 durch abrasive BestandteB -Medium noch funktionsfähig bleibt, weil dann
j die Dichtspaltgeometrie nach F i g. 2 vorhander Dieses führt zu einer wesentlichen
Erhöhung Lebensdauer der Dichtung.