DE1893359U

DE1893359U - Vorrichtung zum abdichten einer drehbaren welle, insbesondere fuer gasgekuehlte kernreaktoren.

Info

Publication number: DE1893359U
Application number: DEU2744U
Authority: DE
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1959-01-28
Filing date: 1960-01-20
Publication date: 1964-05-21
Also published as: NL247460A; NL110510C; BE587055A; GB881877A; FR1245349A; US3082009A; CH385580A

Description

Die Heuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten einer drehbaren Welle an der Durchtrittsstelle durch ein Gehäuse mit einer Buchse, die mit Spiel um die Welle herum angeordnet, nachgiebig im Gehäuse abgedichtet und mit einem Umfangsring ύοϊι Offnungen zum Fördern "von Druckgas in den Zwischenraum hinein versehen ist, um eine Gasschmierung und Abstützung zwischen Buchse und Welle zu erzielen. Die Neuerung findet insbesondere bei gasgekühlten Kernreaktoren Anwendung.

Bei einer Abdichtung von umlaufenden Wellen gegen ein Gehäuse, das ein Gas enthält, ist eine Stopfbuchse für die Welle in l?orm eines starren, im Gehäuse abgedichteten Körpers mit einer Bohrung bekannt, in der die Welle lose gelagert ist, wobei ein

abdichtendes Gas, und zwar ein mit dem im Behälter befindlichen Gas verträgliches Gas, in die Bohrung an einer Zuführstelle zugeführt wird, so daß das Abdichtgas in zwei Sichtungen längs des Spielraumes zwischen der Welle und dem Körper, nämlich nach der Innenseite des Gehäuses (um das Entweichen von Gas zu verhindern) und zur Außenseite des Gehäuses hin strömt (um das Eindringen von Gas aus der Umgebung zu verhindern). Eine Äbzugsstelle ist zwischen der Zuführstelle und der Innenseite des Gehäuses angeordnet, so daß das Äbdichtgas, das zur Innenseite des Gehäuses strömt, zusammen mit dem Teil des im Gehäuse befindlichen Gases abgezogen oder abgesaugt wird, das von der Innenseite des Gehäuses nach außen den Zwischenraum entlang strömt. ¥ährend das Gas im Gehäuse, nachdem es abgezogen v/orden ist, zurückgewonnen werden kann, bedeutet der große Zwischenraum, der ζτ/ischen der ¥elle und dein Körper bei derartigen Stopfbuchsen erforderlich ist, daß eine große Zufuhr von Abdichtgas benötigt wird und daß ein entsprechend großer Abzug von Abdichtgas und Gehäusegas eintritt. ■

Die neuerungsgemäße Vorrichtung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß durch die Buchse und die Welle in Axialfolge in Richtung vom Öffnungs-Umfangsring nach dem Ende der Buchse hin in Verbindung mit dem Inneren des Gehäuses eine Reihe von Zonen gebildet wird, und zwar eine Druckeinregelzone, die von einer Umfan^nut gebildet wird, mit einer Lüftungsbohrung zum Auslassen von Gas aus der I\Tut, und eine von einer Ringnut gebildete

Dichtungsgas-Zuführzone mit einer Fördervorrichtung zum Zuliefern von Dichtungsgas in die Mut.

Torzugsweise ist die Buchse nachgiebig im Gehäuse mit Hilfe eines Rohres von rundem, zur Buchse konzentrischem Querschnitt abgedichtet, wobei eine erste Ringmembran an einen Ende des Rohres und an der Buchse und eine zweite Ringmembran am anderen Ende des Rohres und am Gehäuse abgedichtet ist.

Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß bei ihr das Vermischen des Druckgases mit einem mit diesem unverträglichen Arbeitsgas im Gehäuse verhindert wird.

Die Heuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung auäTührlieher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum Abdichten einer drehbaren Welle 1, die eine öffnung 2 in einer Endplatte 3 eines Gehäuses 4 durchragt und eine Buchse 5 aufweist, die die Welle umgibt und einen flansch β besitzt, an den eine Scheibe 7 durch einen Klemmring 8 dicht angedrückt wird, der durch Schrauben (durch die Mittellinie 9 dargestellt) befestigt ist. Die Membranscheibe 7 ist außerdem dicht mit einem Hansen 10 an einem runden Rohr 11 mit Hilfe eines Klemmringes 12 verbunden, der durch Schrauben gehalten wird (die durch die Mittellinien 13 angedeutet sind). Das Rohr 11 weist einen Plansch 14 auf, an den eine Mem-

branscheibe 15 (ähnlich der Membranscheibe 7) durch einen Klemmring 16 dicht angedrückt wird, der durch Schrauben gehalten wird (die durch die Mittellinie 17 angedeutet sind). Die Membranscheibe 15 liegt dicht an einem Flansch 18 der Endplatte durch die Wirkung eines Klemmringes 19 an, der durch Schrauben gehalten wird (die durch die Mittellinien 20 dargestellt sind). Das Ge-

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häuse weist einen aufgeschweißten Plansch 21 auf, an dem die Endplatte 3 abdichtend anliegt. Die Buchse 5 v/eist einen ersten Umfangsring von Düsenöffnungen 22, einen zweiten Umfangsring von Düsenöffnungen 23, eine iüngnut 24, eine Singnut 25 und eine Hingnut 26 auf. Die Öffnungen 22 und 23 stehen mit Flanschrohren 27 in Verbindung, die in Gewindelöcher der Buchse 5 mit Hilfe von Muttern bzw. Gewindebuchsen 28 eingeschraubt sind, Die Kreisnut 24 weist Bohrungen 29 auf, die durch die Buchse 5 hindurchgehen. Die Kreisnut 25 steht über eine Bohrung 34 mit einem Flanschrohr 30 in "Verbindung, das in eine Gewindebohrung der Buchse 5 mit Hilfe einer Mutter 31 eingeschraubt ist. Die Mut 20 steht über eine Bohrung 35 mit einem Flanschrohr 32 in Verbindung, das in einer Gewindebohrung der Buchse 5 mit Hilfe einer Mutter 33 befestigt ist. Die üohre 27, 30 und 32 führen durch die Öffnung 2 nach außen.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung kann beim !Pumpen von radioaktiven oder giftigen Gasen verwendet werden. Das radioaktive oder giftige Gas befindet sich im Gehäuse 4, die Welle 1 ¥/ird durch einen Motor außerhalb des Gehäuses 4 angetrieben und

das Ende der Welle 1 innen im Gehäuse 4 ist mit einem Förder-organ versehen. Im Betrieb wird Gas, z.B. Preßluft, den Offnungen 22 und 23 durch die Rohre 27 zugeführt, und zwar zum Aufrechterhalten der Gasschmierung und der Stützung zwischen ¥elle 1 und Buchse 5. Die Luft strömt nach dem an der Außenseite des Gehäuses 4 liegende Ende der Buchse 5 zur Atmosphäre ab und strömt außerdem in entgegengesetzte Richtung über die Mut 24 und die Bohrungen 29 zur Atmosphäre.

Dichtungsgas, z.B. Stickstoff, wird unter Druck der Hut 25 durch die Bohrung 34 und das Rohr 30 zugeleitet. Der Stickstoff strömt in Richtung der Mut 24 nach der Atmosphäre hin, zusammen mit durch die Bohrungen 29 ausströmender Luft, und strömt außerdem in entgegengesetzter Richtung in Richtung auf die !Tut 26. Hn Teil des Stickstoffes wird durch die Bohrung 35 und das Rohr 32 abgezogen. Der Stickstoffrest strömt weiter, damit eine Einströmung in das Gehäuse 4 entsteht, wodurch das Ausströmen des radioaktiven oder giftigen Gases aus dem Gehäuse 4 verhindert wird. Das Dichtungsgas verhindert ein Vermischen des Druckgases mit dem Arbeitsgas.

Charakteristische Abmessungen*

Innendurchmesser der Buchse 5 5 cm

Außendurchmesser der Buchse 5 7,5 cm

Iiänge der Buchse 5 11, 6 cm

I - β -

Länge des Teiles der Buchse 5, der

die Offnungen 22, 23 und die lut 24

enthält 5 cm

Spielraum zwischen Buchse 5 und Welle 1 0,025 mm

Tiefe der Hüten 24, 25, 26 2,5 mm

Breite der Muten 2,5 mm

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der zuvor anhand der Zeichnung beschriebenen Vorrichtung ?ri.rd Druckstickstoff den Öffnungen 22, 23 zugeführt, und die Ringnut 25 und das damit verbundene Rohrnetz sind fortgefallen. Der Stickstoff von den Öffnungen 22 und 23 strömt zum Ende der Buchse 5 in Verbindung mit der Außenseite des Gehäuses 4 zur Atmosphäre hin ab. .Außerdem strömt -er in entgegengesetzter Richtung. Vom letzteren Teil des Stickstoffes strömt der meiste zur Atmosphäre über die Nut 24 und die Bohrungen 29. Jedoch strömt etv/as Stickstoff zur Nut 26, wo etwas durch die Bohrung 35 und das Rohr 32 abgezogen wird, während der Rest weiterströmt und eine einwärts in das Gehäuse 4 gerichtete Strömung ergibt. 'Wenn eine höhere Einströmmenge in das Gehäuse 4 zulässig ist, so kann die Nut 26 und die dazugehörige Rohrleitung fortfallen.

Bei einer anderen Anwendung der zuvor anhand der Zeichnung beschriebenen Vorrichtung bildet das Gehäuse 4 einen Teil eines gasgekühlten Kernreaktors mit beispielsweise Kohlenstoffdioxyd von 25 Atmosphären Druck als Kühlmittel. Die Vorrichtung kann so verwendet werden, daß Dichtgas entweder in den (Einleckanord-

nung) oder aus dem Reaktor (Ausleckanordnung) strömt. Bei der Einleckanordnung wird reines Kohlendioxyd mit 25 Atmosphären Druckγder Nut 25 zugeleitet. Das reine Kohlendioxyd strömt in das Gehäuse 4 und außerdem zur Hut 25, so daß es sich mit der Luft vermischt, und strömt zur Atmosphäre durch die Hut 24 und die Bohrungen 29 ab. Bei der Außenanordnung wird Luft mit 25 Atmosphären Druck zur Mut 25 geleitet. Reaktorkohlendioxyd aus dem Innern des Gehäuses 4 und Luft von den Muten 25 strömt zur Mut 26, wo die Mischung "bei einem Druck von 24 Atmosphären abgezogen und eingeschlossen wird. Bei diesen hohen Drücken ist eine nachgiebige kardanische Aufhängung zwischen der Buchse 5 und der Platte 3 erforderlich, um eine axiale Bewegung infolge des hohen Axiädruckes zu verhindern.

Die Muten 24, 25 und 26 können in der Oberfläche der Welle 1 in der Buchse 5 vorgesehen werden, wobei die Bohrungen 29, und 35 vollständig durch die Buchse 5 hindurch vertieft werden, um die Verbindung mit den Muten herzustellen.

Die nachgiebige Abdichtung der Buchse 5 am Gehäuse 4, wodurch die Buchse Auslenkungen der Welle zu folgen vermag, kann durch Verwendung eines Balgens erreicht werden, jedoch wird die Verwendung des Rohres 11 und der ^Membranscheiben 7, 15 bevorzugt, da sie eine größere Querbiegsamkeit im Vergleich zu Balgen ergeben.

'. der Mut 26 zugeführt und Luft mit 25 Atmosphären Druck

Der geringe Spielraum (0,025 mm) zwischen der lelle und der Buchse zusammen mit der Verwendung von G-asschmierung und Abstützung zwischen Buchse und Welle hat den Vorteil, daß eine geringe Zufuhr von Dichtgas ausreicht und daß die Leckverluste niedrig sind.

Schutzansprüche

Claims

1. Vorrichtung zum Abdichten einer drehbaren Seile an einer Durchtrittsstelle durch ein Gehäuse mit einer Buchse, die mit Spiel um die Welle herum angeordnet, nachgiebig im Gehäuse abgedichtet und mit einem Umfangsring von Öffnungen zum fördern von Druckgas in den Zwischenraum hinein vorgesehen ist, um eine Gasschmierung und Abstützung zwischen Buchse und ⁵IiZeIIe zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Buchse (5) und die Welle (1) in Axialfolge in Eichtung vom öffnungs-Umfangsring (22 oder 23) nach dem Ende der Buchse (5) hin in Verbindung mit dem Inneren des Gehäuses (4) eine Eeihe von Zonen gebildet ist, und zwar eine Druckeinregelzone, die von einer Umfangsnut (24) gebildet wird, mit einer Lüftungsbohrung (29) zum Auslassen von Gas aus der lut (24), und eine von einer Eingnut (25) gebildete Dichtungsgas-Zuführzone mit einer fördereinrichtung (30 und 34) zum Zuliefern von Dichtungsgas in die lut (25).

2. Vorrichtung nach Inspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur nachgiebigen Abdichtung der Buchse (5) gegenüber dem Gehäuse (4) ein konzentrisch zur Buchse verlaufendes Rohr (11) von rundem Querschnitt vorgesehen ist, wobei eine erste Hingmembran (7) zwischen dem einen Ende des Rohres und der Buchse und eine zweite Ringmembran (15) zwischen dem anderen Ende des Sohres und der
Buchse abdichtend befestigt sind.