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Hydrostatische Gleitringdichtung Es sind berührungsfreie, sogenannte
hydrostatische Gleitringdichtungen bekannt, die insbesondere für das Abdichten von
Wellen bei sehr hohen DrUcken vorwiegend in Reaktorpumpen bzw. Kesselspeisepumpen
vorgesehen werden. Diese Dichtungen bestehen im wesentlichen aus einem feststehenden
Gleitring und einem mit der Welle rotierenden Gleitring, zwischen denen sich ein
radial gerichteter Dicht spalt befindet. Die Dichtungen sind dabei Co ausgelegt,
daß die Druckkräfte im Spalt oberhalb eines bestimmten Mindestdifferenzdruckes die
beiden Gleitringe immer berührungsfrei halten, d.h., hohe Drücke werden über den
radial gerichteten Dichtspalt durch Drosselung abgebaut.
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Bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungen dieser sogenannten hydrostatischen
Dichtungen wird nachteiligerweise der profiltragende Ring von der Spaltströmung
einseitig umträgt wobei die dadurch bedingte druck- und temperaturmäßig einseitige
Belastung ein Verwerfen oder Verstülpen des Ringe bewirkt, was zur Verlagerung der
Drosseistelle und damit leicht sus Versagen der Dichtung führen kann. Zu nächst
kouat es dabei su Veränderungen der Geometrie des
Dichtspaltes.
Während aber ein rein radiales Aufweiten der Ringe sich weniger unangenehm bemerkbar
macht, bringen die sogenannten Verstülpungen der Dichtringe eine wesentliche Verschlechterung
des Betriebsverhaltens der hydrostatischen Gleitringdichtung mit sich.
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Zu einer Verwerfung der Dichtringe kommt es, wenn bei Erwarnung des
durch den Dichtspalt fließenden Wassers die Tragringe und Einsatzringe mit erwärmt
werden. In bestimmten Fällen wurde versucht, Abhilfe zu schaffen, indem Ein.
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satzringe aus einem Material mit sehr niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten,
z.b. zus keramischen Werkstoffen vorgesehen wurden. Bei der Verwendung solcher Werkstoffe
fUr den Einsatzring dehnen sich bei Erwärmung aber die Tragringe stärker aus als
die Einsatzringe. Der in Spalt vor.
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handene hohe Druck sorgt dann ftlr eine feste Anpressung iwischen
den beiden Ringen, so daß sie wegen der großen Haftreibung nicht aufeinander rutschen
können. Die in der Auflagefläche zwischen Einsatz- und Tragring wirkenden Schubspannungen
führen dann zu einer Verstülpung der Ringe, was ebenfalls zu dem bereits erwähnten
ungünstigen Betriebsverhalten führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile der bekannten
hydrostatischen Gleitringdiehtungen zu überwinden, d.h., die erwähnten Verwerfungen
bzw. Verstülpungen
der Gleitringe auch bei hohen Temperaturdifferenzen
nicht entstehen zu lassen. Mit der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch Schaffung
einer hydrostatischen Gleitringdichtung mit einem feststehenden Gleitring und mit
einem mit der Welle rotierenden Gleitring, bei welcher zwischen den Flächen des
feststehenden und des rotierenden Gleitrings ein auf der Welle längsverschiebbar
gelagerter zusätzlicher Gleitring angeordnet ist* der an seinen Stirnseiten vom
abzudichtenden Medium umströmt wird und Dichtungsflächen trägt, die mit den Flachen
des feststehenden und des mit der Welle umlaufenden Gl itringe zusammenwirken. In
zweckmäßiger Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist dabei der auf der Welle
gelagerte längsverschiebbare Gleitring im wesentlichen symmetrisch ausgebildet,
wobei als weitere Zweckmäßigkeit hinzukommen kann, diesen Ring nicht nur längsverschieblich,
sondern auch drehbar zu lagern und wobei es zusätzlich von Vorteil ist, den Ring
zwischen seinen Dichtflächen und der Welle mit einem oder mehreren Kanälen zu versehen.
Diese können auch in Form von Schmiernuten des den zusätzlichen Gleitring tragenden
Lagers ausgebildet sein.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich so eine Parallelschaltung
zweier Dichtspalte mit symmetrischer Umströmung des zusätzlichen Gleitringes, wobei
vorteilhafterweise ein Verwerfen desselben bei allen Betriebsbedingungen vermieden
wird. Eine Verlagerung des Drosselspaltes kann nicht
mehr auftreten,
was ein stets stabiles Arbeiten der Dichtung gewährleistet. Eine parallelgeschaltete
Entspannung erfolgt dabei zwischen dem feststehenden Gehäuse und dem zusätzlichen
Gleitring einerseits und diesem und dem mit der Welle drehenden Gleitring andererseits.
Gehäuse und Ring können dabei sehr steif konstruiert werden.
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Die Wirkungsweise der Gleitringdichtung nach der Erfindung ist folgendermaßen:
Der zusätzliche Profilring als Zwischenring stellt sich axial so ein, daß beiderseits
von ihm nahezu gleich weite Spalte entstehen, die von der Spaltströmung weitgehend
symmetrisch durchflossen werden. Zwischen Gehäuse und Zwischenring bzw. zwischen
diesem und dem mit der Welle rotierenden Ring besteht eine Drehzahldifferenz von
Jeweils n/2. Das Mitlaufen des Profilringes auf der Welle mit halber Drehzahl unterstützt
dabei die symmetrische Umspülung des Ringes. Da der Drehzahleinfluß auf die Spaltströmung
allerdings gering ist, ist ein Mitlaufen des Zwischenringes auf der Welle nicht
unbedingt erforderlich. Diese Maßnahme kann somit beim Anmeldungsgegenstand auch
unterbleiben, ohne das Wesen der Erfindung zu beeinträchtigen.
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Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der hydrostatischen Gleitringdichtung
nach der Erfindung mit dem mit dem Gehäuse feststehenden Gleitring 1 und dem mit
der Welle rotierenden Gleitring 2 sowie dem dazwischen auf der Welle
axial
verschiebbar und gegebenenfalls drehbar gelagerten zusätzlichen Gleitring 3, dessen
Dichtflächen 4, 4' an seinen Stirnseiten mit den Gegenflächen 5, 5' der erstgenannten
Ringe zusammenwirken. Der zusätzliche im wesentlichen symmetrisch ausgebildete Gleitring
3 besitzt zweckmäßigerweise zwischen seinen Dichtflächen 4, 4' und der Welle einen
oder mehrere Kanäle 6, welche von einem Dichtspalt zum anderen führen. Diese Kanäle
können auch vorteilhaft in Form von Schmiernuten des den zusätzlichen Gleitring
tragenden Lagers ausgebildet sein.