DE1757773B1

DE1757773B1 - Sealing of an agitator shaft

Info

Publication number: DE1757773B1
Application number: DE19681757773
Authority: DE
Inventors: Jens Bahr; Wilhelm Dipl-Ing Stumpf
Original assignee: QVF GLASTECH GmbH
Current assignee: QVF GLASTECH GmbH
Priority date: 1968-06-12
Filing date: 1968-06-12
Publication date: 1971-09-30
Also published as: GB1245681A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abdichtung einer mit Innere der Bohrung gedrückt. Hierbei werden elaeinem korrosionsbeständigen Kunststoffüberzug ver- stische Dichtungsscheiben eingequetscht. Auch diese sehenen Rührwerkswelle gegen einen mit dieser Welle bekannte Rührvorrichtung hat die obengenannten frei verbundenen Rührer, der in einer Bohrung das Nachteile, daß die ursprünglich aufgebrachte Spanuntere Ende der Welle aufnimmt, wobei ein ela- 5 nung im Laufe der Zeit nachläßt und der Ausbau der stisches Dichtungselement eingesetzt ist und der einzelnen Teile zwecks Nachziehens der Spann-Rührer gegen die Welle durch eine Spannschraube elemente nur schwierig durchzuführen ist. Wenngleich vorgespannt ist. der Glasfilm über den Metallteilen korrosionsbestän-The invention relates to a seal pressed with the interior of the bore. Here are elaeinem Corrosion-resistant plastic coating, squeezed-in sealing washers. These too See agitator shaft against a known agitator with this shaft has the above freely connected stirrer, which in a bore has the disadvantage that the originally applied chip bottom end of the shaft takes up, with an ela 5 tension in the course of time subsides and the expansion of the Stical sealing element is used and the individual parts for the purpose of tightening the clamping stirrer against the shaft by a clamping screw elements is difficult to carry out. Although is biased. the glass film over the metal parts is corrosion-resistant

Derartige bekannte Rührer werden vorzugsweise dig ist, so werden doch die Dichtungen angegriffen, in Verbindung mit Glasgefäßen verwendet. Die bis- io und ihre nachlassende Spannkraft kann nicht ohneSuch known stirrers are preferably dig, so the seals are attacked, used in conjunction with glass vessels. The up to now and its diminishing resilience cannot do without it

her in der chemischen Verfahrenstechnik bekannten Schwierigkeiten wiederhergestellt werden.problems known in chemical engineering can be restored.

Rührwerke weisen Glasrührer auf, die aus Stabi- Es besteht daher gemäß der Erfindung die Auf-Agitators have glass stirrers, which are made of stabi- It is therefore, according to the invention, the structure

litätsgründen nur in einem relativ niedrigen Dreh- gäbe, eine Abdichtung der eingangs genannten ArtFor reasons of quality only in a relatively low degree of rotation, a seal of the type mentioned at the beginning

zahlbereich verwendet werden können. In Fällen, in zu schaffen, die unter Verbesserung der bisher bedenen eine intensivere Rührwirkung erforderlich ist, 15 kannten Abdichtungen nicht nur eine konstruktivenumber range can be used. In cases in which to create, while improving the previously discussed a more intensive stirring action is required, 15 seals were not just constructive

behalf man sich dagegen bisher mit Metallrührern, Vereinfachung mit größerer Kompaktheit der Einheiton the other hand, one made do with metal stirrers, simplification with greater compactness of the unit

welche jedoch nicht die universelle Korrosions- gewährleistet, sondern auch fertigungstechnisch ein-which, however, does not guarantee universal corrosion, but also

beständigkeit des Glases haben. fächer und billiger herzustellen ist und während län-have resistance of the glass. fan and cheaper to manufacture and during long

So ist beispielsweise eine aus einem Ankerrührer, gerer Betriebsdauer automatisch nachspannend arbeider aus mehreren Einzelbauteilen mittels Schrauben 20 tet, so daß die Funktionssicherheit der DichtwirkungFor example, one of an anchor stirrer, which has a shorter operating time, automatically re-tensions from several individual components by means of screws 20 tet, so that the functional reliability of the sealing effect

und Muttern zusammengebaut ist, bestehende Rühr- erheblich gesteigert wird.and nuts is assembled, existing agitation is increased significantly.

Vorrichtung bekannt. Dieser Ankerrührer ist eben- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- M falls für die Verwendung in der chemischen In- löst, daß das zwischen dem unteren Ende der Hohl- ™ dustrie gedacht, und obwohl ein gewisser Korro- welle und einer Spannbuchse, die beide innerhalb der sionsschutz insbesondere für die schwierigen Ober- 25 Bohrung des Rohres angeordnet sind, eingesetzte flächengestaltungen und Verbindungsteile vorgesehen Dichtungselement ein elastischer Ring oder ein koniist, weist er keinen korrosionsbeständigen Kunststoff- scher Spannring ist, der innerhalb des über das Überzug auf. Die als Hohlkörper ausgebildeten Wellenende hinausragenden Kunststoffüberzuges an-Einzelbauteile werden nach Einbringen in das geordnet und gegen diesen durch einen Kragen der Reaktionsgefäß zusammengebaut und miteinander 30 Spannbuchse andrückbar ist, und daß die Spannverschweißt. Zwecks Zusammenbaues ist der untere schraube umgebende Tellerfedern zwischen dem Teil des Ankerkörpers vermittels einer Zugstange Rührer und der Welle sowie Verbindungselemente gespannt und gehaltert, die von dem Hohlkörper zur formschlüssigen Verbindung zwischen Hohlwelle umgeben ist. Das gleiche gilt für die seitlichen Arme, und Rührer vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, die als Hohlarme ausgebildet sind. In nachteiliger 35 daß der dichtende Ring unter dauernd gleicher Weise ist bei dieser bekannten Rührvorrichtung Druckbelastung steht, was durch die Federkraft der nicht die universelle geforderte Korrosionsbeständig- Tellerfedern gewährleistet ist. Wenn also der Kunstkeit, wie z. B. bei Glas, gegeben. Ferner ist nach- Stoffüberzug im Laufe der Zeit in unvermeidlicher teilig, daß nicht nur die Welle, sondern auch die Weise fließt, so daß sich die Wandstärke verändert, Arme des Rührers einzeln verspannt werden müssen. 40 oder wenn die einmal eingestellte Spannung der Diese Spannung läßt im Laufe der Zeit nach und Spannschraube etwas nachläßt, so werden diese langkann in weiterer nachteiliger Weise nur durch Aus- samen Bewegungen ständig automatisch ausgeglichen, bau, öffnen der verschweißten Hohlräume, Nach- Durch die Anordnung des konischen Spannringes spannen, Verschließen durch Schweißen usw. wieder- innerhalb der über das untere Ende der Hohlwelle * hergestellt werden. 45 hinausgezogenen Kunststoffschicht kann das korro-Device known. This anchor is likewise This object is inventively overall M if triggers for use in the chemical in- that the hollow of the ™ industry intended between the bottom end, and although a certain corro- shaft and a clamping bush, both Inside the sion protection are arranged in particular for the difficult upper bore of the pipe, surface designs and connecting parts are provided. The hollow body formed as shaft end protruding plastic coating on individual components are arranged after being introduced into the reaction vessel and assembled against this by a collar of the reaction vessel and the clamping bush can be pressed together, and the clamping sleeve is welded. For the purpose of assembly, the lower screw surrounding cup springs are tensioned and held between the part of the anchor body by means of a pull rod stirrer and the shaft as well as connecting elements, which is surrounded by the hollow body for the positive connection between the hollow shaft. The same goes for the side arms, and stirrers are provided. This is achieved that are designed as hollow arms. The disadvantage is that the sealing ring is constantly under the same pressure load in this known stirring device, which is ensured by the spring force of the not the universally required corrosion-resistant disc springs. So if the art, such. B. with glass, given. Furthermore, in the course of time, material covering is inevitably part of the fact that not only the shaft but also the way flows so that the wall thickness changes, and the arms of the stirrer have to be braced individually. 40 or if the tension that has been set once this tension decreases in the course of time and the tensioning screw slackens somewhat, this can be continuously and automatically compensated for in a further disadvantageous way only by slowing movements Tighten the arrangement of the conical clamping ring, close it by welding, etc. again - within which are established via the lower end of the hollow shaft * . 45 pulled out plastic layer can damage the corrosive

Es ist bereits versucht worden, an Stelle der aus sive Medium nicht zum Spannring gelangen. Man hat Glas bestehenden Rührer solche aus Polytetrafluor- also zur Auswahl seines Materials größere Freiheiten, äthylen zu verwenden, da die Korrosionseigenschaf- was wiederum zur Vereinfachung der Abdichtung ten dieses Materials denjenigen von Glas ähnlich und zu einer besseren Funktion führt. Es werden ersind. Solche Rührwerke lassen sich jedoch wegen 50 findungsgemäß die Nachteile bei den bekannten Vorihrer geringen mechanischen Festigkeit im allgemei- richtungen vermieden, d. h., es wird kein mit einer nen nur für kleine Leistungen auslegen. Bei größeren Ummantelung versehenes oder aus korrosionsfestem Rührwerken sieht man dagegen ein Stahlrohr mit Material hergestelltes Dichtelement zwischen Welle einem Polytetrafluoräthylenüberzug vor. Auf Grund und Rührkopf eingespannt, sondern es wird über des Fließverhaltens dieses Kunststoffes ergibt sich da- 55 einen elastischen Quetschring oder auch konischen bei jedoch das bisher ungelöste Problem, eine zuver- Spannring die relativ dünne Kunststoff-Schutzhülle lässige Abdichtung zwischen dem Rührer und der mit des Schaftes direkt gegen die Wand der Bohrung des dem Überzug aus Polytetrafluoräthylen versehenen Rührers gepreßt, wodurch die Abdichtung entsteht. Welle zu schaffen, so daß auch stärkere Säuren oder Hierbei wird die Spannbuchse gleichzeitig vor dem Laugen das Stahlrohr der Welle nicht angreifen. 60 Angriff aggressiver Medien geschützt.Attempts have already been made not to get to the clamping ring in place of the sive medium. One has Glass existing stirrers those made of polytetrafluor- so more freedom to choose its material, Ethylene should be used because of its corrosion properties - which in turn simplifies sealing This material is similar to that of glass and leads to a better function. It will be. However, because of the disadvantages of the known prior art devices, such agitators can be avoided according to the invention low mechanical strength generally avoided, d. that is, there will be no with one design only for small services. With larger sheathing provided or made of corrosion-resistant Agitators, on the other hand, show a steel pipe with a sealing element made of material between the shaft a polytetrafluoroethylene coating. Clamped on bottom and agitator head, instead it gets over The flow behavior of this plastic results in an elastic pinch ring or a conical one However, with the hitherto unsolved problem of securing the relatively thin plastic protective cover permeable seal between the stirrer and the one with the shaft directly against the wall of the bore of the the cover of polytetrafluoroethylene provided stirrer pressed, whereby the seal is created. To create shaft, so that even stronger acids or This is the clamping bushing at the same time in front of the Caustic solutions do not attack the steel pipe of the shaft. 60 attack by aggressive media protected.

Es ist weiterhin eine Rührvorrichtung bekannt, In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung be-Furthermore, a stirring device is known. In an advantageous development of the invention,

deren Metallteile mit einem Glasfilm überzogen sind. steht die Hohlwelle aus Stahl und weist ein diametra-whose metal parts are covered with a glass film. the hollow shaft is made of steel and has a diametrical

Diese Vorrichtung weist eine Hohlwelle auf, deren les Widerlager für die in den Rührer eingeschraubteThis device has a hollow shaft, the les abutment for which is screwed into the stirrer

unteres Ende an einem konisch sich nach unten er- Spannschraube auf, und die Tellerfedern sind zwi-lower end on a conical downward tightening screw, and the disc springs are between

weiternden Teil angeschweißt ist. Letzteres weist 65 sehen Widerlager und Kopf der Schraube angeordnet,further part is welded on. The latter has 65 see abutment and head of the screw arranged

eine Sackbohrung auf, in welche eine Nabe mit einer Ein fertigungstechnischer Vorteil bei der Herstellunga blind hole in which a hub with a manufacturing advantage in the manufacture

Feder verkeilt eingesetzt wird. Diese wird über den der erfindungsgemäßen Abdichtung besteht darin,Spring wedged is used. This is about the seal according to the invention is

Druck eines Ringes vermittels einer Schraube in das daß das Widerlager für die Spannschraube am unte-Pressure of a ring by means of a screw in that the abutment for the clamping screw on the lower

ren Ende der Welle ein Bolzen sein kann, der vor dem Überziehen der Hohlwelle mit Kunststoff in eine Querbohiurig eingesteckt wird. Der Bolzen kann dann auch gleichzeitig für die formflüssige Mitnahme der Spannbuchse sorgen.Ren end of the shaft can be a bolt that is in front after covering the hollow shaft with plastic, it is inserted into a transverse port. The bolt can then at the same time ensure that the clamping bush is carried along in a fluid manner.

Erfindungsgemäß ist es ferner besonders vorteilhaft, wenn die Verbindungselemente zwischen Hohlwelle und Rührer Mitnehmerstifte sind.According to the invention, it is also particularly advantageous if the connecting elements between the hollow shaft and the stirrer are driving pins.

Ein wesentlicher technischer Vorteil ist weiterhin die kompakte Konstruktion, die auf engstem Raum im Rührkopf Abdichtung mit federnder Nachstellung und Möglichkeit zum Ausgleich sowie eine kräftige formschlüssige Mitnehmerverbindung enthält.A significant technical advantage is still the compact design, which takes up a lot of space in the agitator head sealing with resilient adjustment and the possibility of compensation as well as a powerful one contains positive driver connection.

Ein bevorzugtes Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, die einen axialen Schnitt durch die Abdichtung zwischen Rührwerkswelle und Rührer darstellt.A preferred embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, which represents an axial section through the seal between the agitator shaft and stirrer.

Eine aus einem Stahlrohr bestehende Rührwerkswelle 1 ist mit einem Überzug aus Polytetrafiuoräthylen versehen, der über das untere Ende der Welle hinausragt und dabei einen elastischen Dichtungsring umfaßt, an Stelle dessen auch ein konischer Spannring vorgesehen sein kann. Der Kunststoffüberzug ist bis auf einen gewissen Abstand zum Boden des Rührers 5 in dessen Bohrung 4 eingelassen. Die hohle Welle 1 weist nahe ihrem unteren Ende ein Widerlager 6 auf, durch dessen zentrale Durchgangsbohrung sich eine Spannschraube 7 erstreckt, deren unterer, mit Gewinde versehener Teil in dem Rührer 5 verschraubt ist. Die Schraube 7 ist gegen das Widerlager 6 durch Federelemente 8 abgestützt, die aus Tellerfedern bestehen. Die Spannschraube 7 ist weiterhin durch eine Spannbuchse 9 hindurchgeführt, die in das untere Ende der Welle 1 eingepaßt und in die Bohrung 4 des Rührers 5 eingesetzt ist. Diese vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Material bestehende Spannbuchse 9 umkapselt zusammen mit der Welle 1 und deren Kunststoffüberzug 2 das Dichtungselement 3 und ist in einem Abstand unterhalb des Widerlagers 6 gehalten. Die Spannbuchse 9 ist durch Mitnehmerstifte 10«, 106 gegen Verdrehung gegenüber dem Rührer 5 gesichert. Sie kann jedoch auch einstückig mit dem Rührer 5 verbunden sein, und an Stelle der Mitnehmerstifte 10 a und 10 b kann die volle Übertragung des Drehmomentes von der Welle 1 auf den Rührer 5 dadurch gewährleistet werden, daß an Stelle der rotationssymmetrischen Ausbildung des unteren, inneren Endes der Welle 1 und der Bohrung 4 andere Profile vorgesehen werden.An agitator shaft 1 consisting of a steel tube is provided with a coating of polytetrafluoroethylene which protrudes beyond the lower end of the shaft and comprises an elastic sealing ring, instead of which a conical clamping ring can also be provided. The plastic coating is let into the bore 4 of the stirrer 5 up to a certain distance from the bottom. Near its lower end, the hollow shaft 1 has an abutment 6, through the central through-hole of which a clamping screw 7 extends, the lower, threaded part of which is screwed into the stirrer 5. The screw 7 is supported against the abutment 6 by spring elements 8, which consist of disc springs. The clamping screw 7 is also passed through a clamping bush 9 which is fitted into the lower end of the shaft 1 and inserted into the bore 4 of the stirrer 5. This clamping bushing 9, which is preferably made of corrosion-resistant material, encapsulates the sealing element 3 together with the shaft 1 and its plastic coating 2 and is held at a distance below the abutment 6. The clamping bush 9 is secured against rotation relative to the stirrer 5 by driving pins 10 ″, 106. However, it can also be integrally connected to the stirrer 5, and instead of the driver pins 10 a and 10 b , the full transmission of the torque from the shaft 1 to the stirrer 5 can be ensured that instead of the rotationally symmetrical design of the lower, inner At the end of the shaft 1 and the bore 4 other profiles are provided.

Die Abdichtungswirkung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich folgendermaßen: Durch die Verschraubung der Spannschraube 7 mit dem Rührer 5 werden die Federelemente 8 zusammengepreßt, und die Spannbuchse 9 wird zusammen mit dem Rührer 5 axial in Richtung der Welle 1 verschoben. Auf diese Weise wird das Dichtungselement 3 gegen die Innenwandung des Kunststoffüberzugs 2 gepreßt, und falls dessen an dem Dichtungselement 3 anliegender Querschnitt infolge der bekannten Fließvorgänge des aus Polytetrafluorethylen bestehenden Kunststoffs allmählich abnimmt, so wird durch den axialen, vorwiegend durch die Fedei elemente 8 ausgeübten Druck der elastische Dichtungsring radial gegen die Innenwandung des Kunststoffüberzugs 2 verschoben.The sealing effect of the device according to the invention described above results as follows: By screwing the clamping screw 7 with the stirrer 5, the Spring elements 8 are pressed together, and the clamping sleeve 9 is axially together with the stirrer 5 in Moved towards the shaft 1. In this way, the sealing element 3 is against the inner wall of the plastic coating 2 is pressed, and if its cross-section resting against the sealing element 3 gradually due to the known flow processes of the plastic made of polytetrafluoroethylene decreases, it is due to the axial pressure exerted mainly by the elements 8 Fedei the elastic sealing ring is displaced radially against the inner wall of the plastic coating 2.

Wird die Welle mit dem Rührer beispielsweise in ein mit einer Säure oder Lauge gefülltes Rührgefäß aus Glas eingebracht, so wird durch die beschriebene Abdichtung sichergestellt, daß die aus Stahl oder einem anderen, korrosionsgefährdeten, mechanisch widerstandsfähigen Material bestehende Welle nicht in Berührung mit den korrodierenden Medien gelangt, da diese bereits durch die Dichtkraft zwischen der Wandung der Bohrung 4 des Rührers und der Außenwandung des Kunststoffüberzugs 2 am weiteren Eindringen in die Bohrung gehindert werden.If the shaft with the stirrer is placed in a stirred vessel filled with an acid or lye, for example introduced from glass, it is ensured by the sealing described that the steel or another, corrosion-prone, mechanically resistant material does not exist comes into contact with the corrosive media, as these are already due to the sealing force between the wall of the bore 4 of the stirrer and the outer wall of the plastic coating 2 on the other Penetration into the bore can be prevented.

Claims

Patent claims:

1. Sealing of an agitator shaft provided with a corrosion-resistant plastic coating against a stirrer freely connected to this shaft, which receives the lower end of the shaft in a bore, an elastic sealing element being inserted and the stirrer being braced against the shaft by a clamping screw, characterized that the sealing element used between the lower end of the hollow shaft (1) and a clamping sleeve (9), both of which are arranged within the bore (4) of the stirrer (5), is an elastic ring or a conical clamping ring (3) which arranged within the plastic coating (2) protruding beyond the shaft end and can be pressed against this by a collar of the clamping bushing (9), and that the clamping screw (7) surrounding disk springs (8) between the stirrer (5) and the shaft (I) and Connecting elements (10 a, 10 b) are provided for the positive connection between the hollow shaft (1) and the stirrer (5).

2. Seal according to claim 1, characterized in that the hollow shaft (1) made of steel and a diametrical abutment (6) for the tensioning screw (7) screwed into the stirrer and the disc springs (8) are arranged between the abutment (6) and the head of the screw (7) are.

3. Seal according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting elements between the hollow shaft (1) and stirrer (5) are driving pins (10 a, IQb) .

1 sheet of drawings

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