DE1813036A1

DE1813036A1 - Schwimmringdichtung

Info

Publication number: DE1813036A1
Application number: DE19681813036
Authority: DE
Inventors: Baumann Dipl-Ing Hans; Heinrich Lorenzen
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1968-01-25
Filing date: 1968-12-06
Publication date: 1969-12-04
Also published as: FR2000699A1; GB1212335A; US3561773A; NL6901081A; CH470612A; DE6751205U

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Schwimmringdichtung

Die Erfindung betrifft eine Schwimmringdichtung zur Abdichtung des Durchtritts einer Welle durch die Wandung eines unter Druck i stehenden, mit Gas oder Flüssigkeit gefüllten Raumes, deren Schwimmring unter der Einwirkung eines Sperrmittels mit grosser Kraft axial gegen die Wandung gepresst wird und der zur Anpassung an Wellenbewegungen radial beweglich ist.

Bei Schwimmringdichtungen zur Abdichtung gegen hohe Drücke im abzusperrenden Medium und entsprechend hohen Sperrmitteldrücken tritt das Problem auf, dass der gegen die Atmosphäre abdichtende Ring mit sehr grosser Kraft axial gegen seine Abstütz- ( fläche gepresst wird. Wegen der dadurch auftretenden Haftreibung ist bei einer Wellenbewegung oder einer Wellenvibration eine grosse Verschiebekraft für den Schwimmring nötig, die von einem bestimmten Sperrmitteldruck an vom PiIm zwischen Ring und Welle nicht mehr übertragen werden kann. Die Folge ist eine Zerstörung des Filmes und es treten Abnutzungen an Ring und Welle auf. Bei sehr hohen Drücken entsteht die eigenartige Situation, dass die Welle von dem nicht mehr "schwimmenden" Schwimmring wie in einem schlecht entworfenen Lager geführt

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wird. Beim Auftreten einer Unwucht im Rotor besteht die Gefahr,

dass der Schwimmring zerstört wird, was nicht nur die Abdichtung unwirksam macht, sondern zu einer Havarie der Maschine führen kann.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde schon vorgeschlagen (deutsche Patentanmeldung A 53 I69 XI1/47 f), den Schwimmring zur Entlastung seiner Dichtfläche über eine zusätzliche kraft-P übertragende Fläche am Gehäuse abzustützen. Es hat sich aber gezeigt, dass bei hohen Anpressdrücken entweder die Summe der Reibungswiderstände noch immer zu hoch 1st, um die zu ihrer Ueberwindung notwendige Verschiebekraft in zulässigen Grenzen zu halten, oder die Hertz¹sehe Flächenpressung zu gross ist. Eine hydraulische Druckentlastung des Schwimmringes bringt Abhilfe, doch ist der Aufwand grosser und der Verbrauch des unter Hochdruck stehenden Sperrmittels steigt an.

* Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei sehr grossen axialen Kräften, mit denen der Schwimmring gegen die Wandung gepresst wird, die aufgezeigten Nachteile und Gefahren zu vermeiden und eine leichte radiale Verschiebbax-keit des Schwimmringes zu gewährleisten. Erfindungsgemäss wir^ diese Aufgabe durch einen zwischen Wandung und Schwimmring sich axial erstreckenden, die Anpresskraft übertrager:;an Stützkörper gelöst, der axial steif ist und dessen gegen α-·.-:. Schwimmring zu liegendes Ende gegenüber dem gegen die Wandung

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feepressten Ende radial verschiebbar ist.

In der Zeichnung ist in Figur 1 eine Gesamtanordnung der erfindun^spemäseen Schwimmringdichtung, in den Fiß. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele dazu, alles in Axialschnitt, und in Fig. 4 ein Stutzkörper dargestellt. In allen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Hinweiszeichen versehen.

. Am Durchtritt der Welle 1 durch die Wandung 2 sind in Ausnehmungen Schwimmringe J>_f 4 untergebracht, welche die Aufgabe haben, das Ausströmen eines Gases oder einer Flüssigkeit entlang der V.'elle aus dem unter hohem Druck stehenden Raurri 5 in die umgebende Atmosphäre 6 zu verhindern. Durch die Leitung 7 wird ein Sperrmittel zugeführt, das gasförmig oder flüssig sein kann und das unter einem höheren Druck als das abzusperrende Medium steht. Durch das Sperrmittel wird der Schwi;r.:r.ring J ^it grosser Kraft axial, in der Zeichnung nach links, gegen die Wandung gedrückt. Um den Schwimmring trotz der hohen Ai.preaskraft radial beweglich zu halten, erstreckt sich zwischen i'.im und ccr V.'andung eir. Stützkorper 8. Dieser muss in der Lage sein, axiale Kräfte ::u übertragen, aber radiale Bewegungen c-ε Schwimmringes 'y zuzulassen.

Möglichkeiten .'ür die Ausführung des Stützkörpers sind in den folgenden Figuren veranschaulicht. Nach Fig. 2 besteht er aus zur V.'elle 1 achsparallelen, über den Umfang gleichmässig verteilten "Stäben 9. Zur Erleichterung der Montage, gegebenenfalls auch

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zur Erhöhung der Knicksicherheit, können sie auf zweckdienliche Weise miteinander verbinden sein, doch darf dadurch ihre Biegefähigkeit nicht beeinträchtigt werden. Sie sind mit ihren Enden in die Wandung bzw. in den Schwimmring lose eingesetzt, eingeklebt, eingeschweisst, eingelötet oder auf sonstige Art an diesen Teilen befestigt.

Wird das eine Ende der Stäbe auf die beschriebene Weise in der Wandung festgehalten, so können die anderen Enden der Stäbe und mit ihnen der Schwimmring eine radiale Bewegung ausführen, ohne dass dafür eine grosse Kraft nötig wäre. Andererseits sind die Stäbe in der Lage, eine gror.se axiale Kraft vom Schwimmring auf die Wandung r,u übertragen. Um den freien Abfluss des Sperrmittels zwischen den »Stäben zu verhindern, ist in der Wandung ein Absatz 10 vorgesehen, mit dem der Schwimmring ti neu engen Dichtungsspalt bildet, dessen Breite durch die Bemessung des otützkörpers, im Beispiel nach Fig. 2 der Stabe, eingestellt worden kann.

Nach I¹Ig. 3 ist dor Hv-ützkörper mit Endplatten 11, 12 vt r~ hct.iin, an denen die kraftubertragende-η Stäbe 9 auf eine our M'v.-uhnt GA Arten he Te ο'.igt sind. Die Endplf-tteyi 11 liegt an ή· -■- > aiidung 2 Uiai die Endplatte 12 am Schv.'iiamring an, der somit ; ;i(^; '■ a 1 bt v.-e gli ch i β t.

Ein-3 y.'iflichkeit dox Sperrmittelabdichtung, nämlich die Anordnung eines zusätzlichen Dichtungsspaltes zwischen Schwinr.x-

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ring und Wandung, wurde bei der Ausführung nach Fig. 2 aufgezeigt. In Fig. 5 ist eine andere Möglichkeit angedeutet. Zwischen den Endplatten 11, 12 erstreckt sich eine Auskleidung \~5, die ein elastischer Mantel irgendwelcher Art sein kann, z.B. ein Balg mit Versteifung oder von genügender Steifigkeit, ausserhalb oder innerhalb der Stäbe angeordnet, doch int ebenso . i; ■'. : In ringartiger, die Stäbe verbindender Füllkörper anwendbar. Wesentlich ist, dass die Auskleidung des Stützkorperü sperrmittel- und druckdicht ist und die radialen Bewegungen \ des Schwimmringes nicht verhindert.

Anstelle der Stäbe 9 können auch Rohre entsprechend kleinen Durchmessers verwendet werden. Eine andere Ausbildung des Stützkörpers zeigt die Fig. 4. Er besteht aus einem einzigen Rohr 14, das die Welle umschliesst. Das Rohr ist mit Längsschlitzen 15 versehen, derart, dass stabartige Stege stehenbleiben, wodurch sich eine gleiche Wirkung wie bei einzelnen Stäben oder Rohren ergibt. Auch ein so geformter Stützkörper kann mit Endplatten * versehen sein.

Durch die Verwendung eines Stützkörpers zwischen Wandung und Schwimmring, der auch die grössten vorkommenden, axial wirkenden Kräfte übertragen kann und der sich mit einem Ende an der Wandung abstützt, während das andere Ende, das Biegekräften nachgeben kann, sich am Schwimmring abstützt, bleibt dieser radial beweglich und kann unbehindert seine Aufgabe als Dichtungselement für den Durchtritt einer Welle durch eine Wandung erfüllen.

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Claims

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Patentansprüche

1. Schwimmringdichtung zur Abdichtung des Durthtritts einer Welle durch die Wandung eines unter Druck stellenden, mit Gas oder Flüssigkeit gefüllten Raumes, deren Schwimmring unter dar Einwirkung eines operrmittels mit grο ;:;er Kraft axial gegen die Windung geprej.it; wird und der zur Anpassung an Wellenbewegungen radial beweglich ist, gekennzeichnet durch einen zwischen Wandung {?.) und Sehwimmring (3) sich axial erstreckenden, die Anpresskraft übertragenden Stützkörper (8, 9» l^J0, ⁽*^er> axial steif ist und dessen gegen den Schwimmring (3) zu liegendes Ende gegenüber dem gegen die Wandung (2) gepressten Ende radial verschiebbar ist.

2. Schwimmringdichtung nach Anspruch L, gekennzeichnet durch zur Welle (1) achsparallele Stäbe (9) als Stützkörper.

" j). Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rohr (14) mit Längsschlitzen (15) als Stützkörper.

4. Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stützkörper (8, 9> I²O mit dem einen Ende arjder Wandung (2) und mit >dem anderen Ende am Schwimmring (3) abstützt.

5. Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, geker..-r::e.Loh-

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net durch einen Stützkörper (8, 9 lh) mit Endplatten (11, 12), von denen die eine an|der Wandung (2) und die andere am Schwimm ring (5) anliegt.

(>. Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine sperrmittel- und druckdichte Auskleidung (IJ) des Stützkorpers (8, 9

7. Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch i einen Dichtungsspalt zur Abdämmung des Sperrmittels, dessen Breite ciurch die Bemessung des Stutzkörpers (8, 9 I²O einstellbar ist.

Aktioiijrosc] l.',nhal t Brown, Dover! & Cie.

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