DE1908028U

DE1908028U - SEALING ARRANGEMENT FOR SEALING ROTATING SHAFTS, IN PARTICULAR FOR CHEMICAL APPARATUS AND STIRRERS, AND DEVICES BASED ON THIS SYSTEM.

Info

Publication number: DE1908028U
Application number: DE1962T0014594
Authority: DE
Inventors: Erich Karl Todtenhaupt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-04-05
Filing date: 1962-04-05
Publication date: 1965-01-07

Description

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Rkfoard-Wagner-Sfraße 16 - ' Rkfoard-Wagner-Sfraße 16 - '

Telefon 24444εTelephone 24444ε

4. November 19644th November 1964

Erich Karl TODTENHAUPT
Schopfheim / Baden Erich Karl TODTENHAUPT
Schopfheim / Baden

Gebrauchsmuster «Anmeldung: D euts chland
Kennwort: "Rührwerksdichtung" Utility model "Registration: D eut chland
Password: "agitator seal"

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Dr. Qu/Re A 8796
Dr. Qu / Re

Dichtunga-für das Abdichten von drehenden Wellen, insbesondere für chemische Apparate und Rührwerke, sowie auf diesem System beruhende VorrichtungenSeal a-for sealing rotating shafts, especially for chemical apparatus and agitators, as well as devices based on this system

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiges Dichtungssystem zum Abdichten von drehenden, vorzugsweise vertikalen Wellen gegen Über« und Unterdruck,wie sie insbesondere bei chemischen Apparaten, Autoklaven, Rührwerken u. dgl. mehr vorkommen und an die in der Praxis häufig besonders hohe Anforderungen gestellt werden.The present invention relates to a novel sealing system for sealing rotating, preferably vertical, shafts against over «and Negative pressure, such as is found in particular in chemical apparatus, autoclaves, agitators and the like occur more and are often placed on particularly high demands in practice.

Für derartige drehende Wellen werden im chemischen Apparatebau Berührungsdichtungen, wie z. B. Stopfbüchsen, Gleitringdichtungen usw. allgemein verwendet, wobei sich jedoch Schwierigkeiten ergeben, wenn die abzudichtende Welle, wie dies häufig bei fliegender Lagerung der Fall ist, den für eine betriebssichere Abdichtung unerläßlichen ruhigen, schlag- und schwingungsfreien Lauf nicht aufweist. Aus diesem Grunde wird für die beiden LagerstellenFor such rotating shafts, contact seals are used in chemical apparatus engineering, such as B. stuffing boxes, mechanical seals, etc. in general used, but difficulties arise when the shaft to be sealed, as is often the case with cantilevered storage, the for a reliable sealing does not have indispensable quiet, shock-free and vibration-free running. For this reason, for the two storage locations

- 2- 2nd

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der fliegend gelagerten Welle ein möglichst großer Abstand angestrebt, was, vor allem bei angeflanschtem Getriebemotor, eine große Bauhöhe zur Folge hat. Die Bauhöhe muß aber durch die Gegebenheiten der Praxis so stark beschränkt werden, daß der erforderliche ruhige Lauf der fliegend gelagerten Wellen einfach nicht erreicht werden kann.the cantilevered shaft strives for as great a distance as possible, which, This results in a large overall height, especially when the gear motor is flange-mounted Has. However, the overall height must be so limited by the conditions in practice that the required smooth running of the overhung waves simply cannot be achieved.

Häufig werden in denjenigen Fällen, in denen auf das untere, an sich höher beanspruchte Wellenlager verzichtet werden muß, bei der Verwendung von Stopfbuchsen letztere noch für Lagerzwecke herangezogen. Diese bisher einzige Möglichkeit zur Verbesserung der Laufei gen schäften hat jedoch den Nachteil, daß der für eine einwandfreie Abdichtung einer auf diese Weise gelagerten Welle erforderliche Anpreßdruck der Packung sehr hoch gewählt werden muß, woraus Nachteile, wie z. B. hoher Leistungsbedarf zwecks Überwindung der Reibungswiderstände und in dessen Gefolge eine starke Erwärmung sowie ein rasches Verschleißen an der abzudichtenden Welle resultieren.Often in those cases where on the lower, in itself higher stressed shaft bearings must be dispensed with, when using stuffing boxes the latter is still used for storage purposes. This is the only option so far to improve the Laufei conditions, however, has the disadvantage that the one required for proper sealing of a shaft supported in this way Contact pressure of the pack must be chosen very high, resulting in disadvantages such. B. high power requirements to overcome the frictional resistance and as a result of this, a strong heating and rapid wear and tear on the shaft to be sealed result.

Die Forderung eines besonders ruhigen, schlag- und schwingungsfreien Laufes der abzudichtenden Welle gilt auch in besonders hohem Maß für Gleitringdichtungen, mit denen bekanntlich verhältnismäßig hohe Druckunterschiede abgedichtet werden können. Da der mit der umlaufenden Welle dicht und fest verbundene Gleitring die exzentrischen Abweichungen der Welle mit ausführt, so werden auch bei geringen Abweichungen von der Rundia ufgenauigkeit in einer nur wenig über das normale Lagerspiel hinausgehenden Größenordnung die Betriebssicherheit und Lebensdauer einer Gleitringdichtung erheblich herabgesetzt.The requirement for a particularly quiet, shock-free and vibration-free The running of the shaft to be sealed also applies to a particularly high degree for mechanical seals, with which, as is well known, relatively high pressure differences can be sealed. Because the one with the rotating shaft is tight and firm connected slip ring executes the eccentric deviations of the shaft, so even with small deviations from the concentricity in a The operational reliability is only slightly higher than the normal bearing clearance and service life of a mechanical seal is significantly reduced.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiges Dichtungs sy stern zum Abdichten von vorzugsweise vertikalen, rotierenden, auch schwingenden und unrund laufenden Wellen, insbesondere bei chemischen Apparaturen, Autoklaven, Rührwerken u. dgl. mehr, bei dem die Abdichtung der umlau fenden Welle mittels einer in dem stationären Dichtgehäuse o. dgl. absolut rund und schwingungsfrei mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Welle umlaufenden, ihren oberen Teil mit Abstand umschließenden Laufbüchse erfolgt, die mit der Welle nicht starr, sondern durch ein auch an sich bekanntes elastisch-nachgiebiges Kupplungsorgan verbunden ist und die in axialer Richtung wirkenden Dichtungs-The present invention is a novel sealing system star for sealing preferably vertical, rotating, also oscillating and out-of-round shafts, especially in chemical apparatus, autoclaves, Agitators and the like. More, in which the sealing of the umlau Fenden shaft by means of one in the stationary sealing housing o. the like. Absolutely round and free of vibration at the same angular velocity as the shaft revolving, its upper part is made with spaced liner that connects to the shaft is not rigid, but is connected by an elastic-yielding coupling member, which is also known per se, and the sealing elements acting in the axial direction

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organe trägt, die mit den feststehenden Teilen einer Berührungsdichtung, wie z. B. Gleitringdichtung, Stopfbuchse o. dgl. zusammenwirken.organs carrying the fixed parts of a contact seal, such as z. B. mechanical seal, stuffing box o. The like. Cooperate.

Erfindungsgemäß wird bei dem neuen Dichtungs sy stern die exakt rund und schwingungsfrei umlaufende Laufbüchse in mit dem Maschinengehäuse o. dgl. starr verbundenen Dichtgehäuse o. dgl. gelagert, so daß ihr Rundlauf auch durch von der schwingenden oder unrund umlaufenden Welle ausgehende Störungskräfte nicht beeinträchtigt werden kann. Zwecks Abdichtens des Gefäßinneren gegenüber der Atmosphäre wird erfindungsgemäß oberhalb oder ira Bereich der Laufbüchse zwischen ihr und der Welle ein höchstens radiale Bewegungen ausführen- ^! des, die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie diese Teile aufweisendes statischesAccording to the invention, the exactly round and vibration-free rotating liner is stored in the sealing housing or the like rigidly connected to the machine housing or the like in the new sealing system, so that its concentricity is not impaired by disturbing forces emanating from the oscillating or non-circular rotating shaft can. In order to seal the inside of the vessel from the atmosphere, a maximum of radial movements are carried out according to the invention above or in the area of the liner between it and the shaft ^! des static having the same angular velocity as these parts

Dichtorgan eingeschaltet.Sealing element switched on.

Die Anwendung des neuartigen Dichtungssystems bringt gegenüber dem Stande der Technik noch zahlreiche weitere Vorteile mit sich, von denen nur zwei erwähnt seien. Einmal braucht die Welle an ihrer Oberfläche nicht mehr wie bisher besonders genau abgedreht oder geschliffen zu werden, und zum an« dern wird erreicht, daß bei Abnützungserscheinungen im Bereich der Dichtungen, wie z. B. Einlaufe pur en, wie sie durch das Andrücken der Stopfbüchsenpackung entstehen, nicht mehr, wie dies bei den heute allgemein verwendeten Dichtungen erforderlich ist, die ganze Rührwelle ausgewechselt werden muß. Es genügt ' vielmehr, daß die den oberen Teil der Welle mit Abstand umschließende Laufbüchse ausgewechselt wird. The application of the new sealing system brings about the The prior art had numerous other advantages, only two of which should be mentioned. Once the wave no longer needs to be on its surface to be turned or sanded with particular precision as before, and to « The result is that if there are signs of wear in the area of the seals, such as B. pure enema, as they arise by pressing the stuffing box packing, no longer, as is the case with the seals commonly used today is required, the entire agitator shaft must be replaced. Rather, it suffices that the liner enclosing the upper part of the shaft at a distance is replaced.

Wenn auch ein ungewolltes axiales Verschieben der Laufbüchse und des umlaufenden Ringkörpers durch geeignete mechanische Maßnahmen, wie z. B. durch ein Drucklager verhütet werden kann, so können diese Teile auch generell und erfindungsgemäß dadurch druckentlastet werden, daß in Querschnittsebenen jeweils gleich oder mindestens annähernd gleich große Flächen jeweils entgegengesetzt wirkenden Druckvektoren in axialer Richtung ausgesetzt werden.Even if an unintentional axial displacement of the liner and the rotating one Ring body by suitable mechanical measures, such as. B. can be prevented by a thrust bearing, these parts can also generally and according to the invention are thereby relieved of pressure that in each case in cross-sectional planes equal or at least approximately equal areas are exposed to oppositely acting pressure vectors in the axial direction.

Im folgenden sollen drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer auf dem neuartigen Dichtungs system beruhenden Vorrichtung beschrieben und dargestellt werden, ohne daß die Erfindung etwa auf diese AusführungsbeispieleThe following are three different exemplary embodiments the novel sealing system based device described and shown without affecting the invention about these exemplary embodiments

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beschränkt wäre. In der Zeichnung sind die drei Ausführungsbeispiele mehr oder minder schematisch als axiale Längsschnitte dargestellt.would be limited. In the drawing, the three exemplary embodiments are more or shown less schematically as axial longitudinal sections.

Im einzelnen zeigen:Show in detail:

Fig. 1 eine Vorrichtung, bei welcher die Laufbüchse im Gehäuseoberteil mittels Wälzlagern gelagert ist;Fig. 1 shows a device in which the liner in the upper housing part is mounted by means of roller bearings;

Fig. 2 eine Vorrichtung, bei welcher die Laufbüchse in einer gleichzeitig als unteres Lager dienenden Stopfbüchse gelagert ist, während bei der der Fig. 2 weitgehend gleichendenFig. 2 shows a device in which the liner in a simultaneously serving as a lower bearing stuffing box is mounted, while in Fig. 2 largely the same

Fig. 3 anstelle des eine radiale Dichtung bewirkenden Ringkörpers eine Nutringmanschette verwendet ist.Fig. 3 instead of the ring body causing a radial seal U-ring collar is used.

In sämtlichen drei Figuren sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die umlaufende Welle 1 ist mittels der Schalenkupplung2 direkt mit der Abtriebswelle eines Getriebemotors 3 verbunden. Unmittelbar unterhalb der Schalenkupplung 2 ist dicht und starr auf der Welle 1 der Mitnahm eflansch 4 mit der Manschette 5 befestigt. In dem Flansch 4 sind mittels einer elastisch-nachgiebigen Packung Mitnahmebolzen 6 gelagert, welche den ' Laufbüchsendeckel 18 durchdringen und ihn starr mit dem oberen Flanschteil.Corresponding parts have been given the same reference numbers in all three figures designated. The rotating shaft 1 is by means of the shell coupling 2 connected directly to the output shaft of a geared motor 3. Immediately below the clutch 2 is tight and rigid on the shaft 1 of the entrainment eflansch 4 attached to the cuff 5. In the flange 4 are means an elastic-resilient pack mounted driving pin 6, which the 'Penetrate barrel cover 18 and rigidly connect it to the upper flange part.

der Laufbüchse 16 verbinden, die bei Fig. 1 mittels der Kugellager 7/8 innerhalb des Gehäuseoberteiles 9 gelagert ist. Auf der Mantelfläche des zylindrischen Teiles der Laufbüchse 16 sind bei Fig. 1 die mit ihr umlaufenden Gleitringe 14, 14* angeordnet, welche durch die zwischen ihnen liegende Druckfeder 15 mit dem erforderlichen Druck gegen die feststehenden, mit dem Gehäu« seoberteil 9 verbundenen Gleitringe 13, 13* gepreßt werden.the liner 16 connect, which in Fig. 1 by means of the ball bearings 7/8 within of the upper housing part 9 is mounted. On the outer surface of the cylindrical part of the liner 16, the sliding rings 14, 14 * rotating with it are arranged in FIG. 1, which by the compression spring lying between them 15 with the necessary pressure against the fixed, with the housing Seobteil 9 connected sliding rings 13, 13 * are pressed.

Die Gleitringdichtung, befindet sich innerhalb des von einem Kühlmittel, vorzugsweise Öl, durchströmten Kühler gehäuses 10, in das das Kühlmittel durch den Ansatzstutzen 11 eintritt und durch den Ansatzstutzen 12 austritt.The mechanical seal is located within the coolant, preferably oil, flowed through the cooler housing 10, in which the coolant enters through the connection piece 11 and exits through the connection piece 12.

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In dem zylinder ringförmigen Raum zwischen dem Laufbüchsenflansch und dem Laufbüchsendeckel 18 ist bei den Ausführungsbeispielen der Figg. 1 und 2 ein mit der Laufbüchse umlaufender Ringkörper 19 angeordnet, der mittels des oberen O-Ringes 20* gegen den Laufbüchsendeckel 18 und mittels des inneren O-Ringes 20 gegen den unteren Teil der Manschette 5 des Mitnahmeflansches 4 abgedichtet wird, während die beiden unteren O-Ringe 21 und 21* die Abdichtung gegenüber dem Flanschten der Laufbüchse 16 bewirken. Dieser Ringkörper führt bei unrundem oder schwingendem Lauf der Welle nur schwache, radiale Bewegungen aus und dient als statisch wirkende Dichtung.In the cylindrical annular space between the liner flange and the liner cover 18 is in the embodiments of Figg. 1 and 2, a ring body 19 rotating with the liner is arranged by means of of the upper O-ring 20 * against the liner cover 18 and by means of the inner O-ring 20 against the lower part of the sleeve 5 of the driving flange 4 is sealed, while the two lower O-rings 21 and 21 * cause the seal with respect to the flange of the liner 16. This If the shaft runs out of round or vibrates, the ring body only leads to weak, radial movements and serves as a static seal.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Laufbüchse 16 in ihrem unteren Teil mittels der am Gehäuseoberteil 9 angeordneten Stopfpackung 23 gelagert und gleichzeitig gedichtet. Auch hier kann im Bedarfsfalle die Stopfbüchse 23 innerhalb eines Kühlgehäuses untergebracht werden, so daß jegliche schäd« liehe Wärme abgeleitet werden kann. Von dem Ausführungsbeispiel der Fig. unterscheidet sich die Fig. 3 im wesentlichen nur dadurch, daß anstelle des Ringkörpers 19 mit O-Ring-Dichtungen ein elastischer, beispielsweise nach Art einer Nutringmanschette ausgebildeter Ringkörper 22 verwendet ist.In the embodiment of FIG. 2, the liner 16 is in its The lower part is mounted by means of the packing 23 arranged on the upper part 9 of the housing and sealed at the same time. The stuffing box can also be used here if necessary 23 are housed within a cooling case, so that any damage « borrowed heat can be dissipated. From the embodiment of Fig. 3 differs essentially only in that instead of the ring body 19 with O-ring seals, an elastic one, for example according to Art a U-ring collar formed ring body 22 is used.

— 6 ¹^- 6 ¹ ^

Claims

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4.4th

1} Dichtungscf for sealing preferably vertical, rotating - experience has shown that also oscillating and out-of-round waves, especially in chemical apparatus, autoclaves, agitators and the like. more, characterized in that the seal by means of an in the stationary sealing housing or the like. Absolutely round and vibration-free with the same angular velocity as the shaft rotating, its upper part at a distance enclosing the liner takes place with the Shaft through an elastic-yielding coupling member, which is also known per se is connected and the sealing members effective in the axial direction trägi with the fixed parts of a contact seal, such. B. mechanical seal, stuffing box o. The like. Cooperate.

2]; Dichtungsfäysies ^ HACH claim 1, characterized in that the exactly round and vibration-free rotating liner in the seal housing o. The like is rigidly supported., So that their precise concentricity affect \ is not adversely by the oscillating or non-circular traveling wave outgoing disturbing forces .

3j, Dichtstey ^: S ⁱ fei & according to claim 1 and / or claim 2, characterized in that, for the purpose of sealing the inside of the vessel from the atmosphere above or in the area of the liner between it and the shaft, a maximum of radial movements with the same angular velocity as these parts static sealing element is switched on.

4}. On the seal according to at least one of claims 1 to 3 based device for sealing preferably vertical rotating Shafts, especially in chemical apparatus, autoclaves, agitators works and the like, characterized in that the cylindrical part of the bushing | 16 | two double-sided acting as contact seals Mechanical seals | 13, 13 *, 14, 14 *}, whose with the liner £ 16};

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circumferential rings | 14, 14 * J by a helical spring | 15j against the with the upper part of the housing (9 | or similar permanently connected outer slide rings £ 13, J pressed.

5) Device according to claim 4, characterized in that the liner | 16 | in the upper part of the housing f 9} by means of roller bearings, e.g. B. by means of Ball bearing '{7, 8} blow' and is mounted vibration-free.

δ}; Device according to claim 4 and / or 5, characterized in that the double-acting mechanical seals (13, 13 *, 14, 14 *} in one them 'Enclosing housing flO) are arranged by a suitable Coolant such as B. oil, is flowed through {cf. Fig. 1).

7}. Device according to claims 1 to 3, characterized in that on the outer casing of the liner {16} a stuffing box packing {23} arranged is, which is also used as a bearing for the liner fl6}. serves JvgL. ' Figg. 2 and 3).

8} Device according to at least one of claims 4 to 7, characterized in that that that between the wave £ 1} and the one with the same angle " * speed rotating liner | 16] t switched on static

t sealing organ is an annular body £ 19,22J, which is in the manner of a

radial seal against the elastically coupled parts | 5, 17, 18 | by High pressure seals is sealed.

9) Device according to claim 8, characterized in that the high pressure seals O 'rings' {20, 20 * 21, 21 *} are used.

lOj device according to claim 8, characterized in that the ring-shaped Body £ 10} in the manner of a resilient U-ring cuff | 22} j is formed.

• " ί - 8 -• "ί - 8 -

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llj Device according to at least one of Claims 4 to 10, characterized in that the dimensions of the pressures directed against one another exposed parts of the liner (16) and the annular head C ^ O) have the same size in cross-sectional planes, so that these components of the device are relieved of pressure in the axial direction.