DE1933919A1 - Hydrostatische Wellendichtung - Google Patents

Description

P. 4370

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur / Schweiz Hydrostatische Wellendichtung

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Wellendichtung eines Drucksystems mit einem nicht rotierenden, hinsichtlich eines rotierenden Gegenkörpers axial beweglichen Dichtungskörper·

Bekanntlich arbeitet eine solche Dichtung erst bei ausreichendem Systemdruck berührungsfrei, weil der Dichtungskörper dann durch den Systemdruck vom Gegenkörper abgehoben wird, so dass ein sehr schmaler Spalt zwischen beiden vor- . handen ist. Bei kleinen Systemdrücken aber, wie sie zum Beispiel während des Anfahrens des Systems herrschen, tritt keine Trennung der beiden Körper ein, da der Systemdruck die dafür erforderliche Kraft nicht aufbringt. Die Abnützung der sich dann berührenden Körper ist daher hoch, was die Lebensdauer der Wellendichtung herabsetzt.

Die Erfindung bezweckt diese Nachteile zu vermeiden. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass eine unter einer durch den Systemdruck verursachten Kraft und einer dieser Kraft entgegengerichteten Kraft bewegliche Trennvorrichtung vorgesehen ist, welche die Trennung zwischen beiden

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Körpern aufrechterhält, solange der Systemdruck unterhalb* eines bestimmten Wertes liegt. Der Vorteil besteht darin, dass bei niedrigeren Systemdrucken der Dichtungskörper und der Gegenkörper einander nicht berühren, so dass keine Abnützung auftritt. Die Lebensdauer der Wellendichtung ist somit hoch.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. la, im Querschnitt, eine Dichtungspartie einer Pumpenrotorwelle mit der erfindungsgemässen Dichtung während des Anfahrens der Pumpe;

Pig. Ib, im Querschnitt, dieselbe Dichtung bei vollem Betriebsdruck;

Fig. 2a, 2b, im Querschnitt, eine abgewandelte Trennvorrichtung.

Eine Pumpenrotorwelle 1 durchläuft eine Dichtungspartie 2, welche an ihrem einen Ende mit einem Deckel 3 abgeschlossen ist. Der Deckel weist eine zylindrische Verlängerung 4 auf, welche einen nicht rotierenden Dichtungskörper 5 führt. Ein Dichtungsring 6 sorgt für die Abdichtung zwischen beiden. Der Dichtungskörper 5 wird durch Federn axial in Richtung eines Gegenkörpers 8, welcher auf der Rotorwelle 1 befestigt ist, gedrückt. Am Innenumfang der Dichtungs-

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partie, konzentrisch zur Rotorwelle, ist ein Ringkolben 9 axial beweglich geführt, welcher durch Federn 10 in Richtung des Deckels 3 gedruckt wird. Der Ringkolben ist versehen mit einer radialen Fortsetzung 15, der Dichtungskörper 5 mit einer radialen Fortsetzung 16. Der Ringkolben weist einen Teil 9a auf, mit einem grösseren Durchmesser als der Teil 9b, so dass eine ringförmige Differenzfläche 17 resultiert. Der so entstandene Ringspalt 18 steht Über eine Entlastungsöffnung 19 in Verbindung mit einem (nicht gezeichneten) Raum niedrigeren Druckes als der Systemdruck, zum Beispiel mit der Aussenatmosphäre. Die vom Systemdruck auf den Teil 9a des Ringkolbens ausgeübte Kraft ist somit grosser als die auf den Teil 9b desselben ausgeübte Kraft und ist dieser Kraft entgegengerichtet. Die auf der Differenzfläche 17 resultierende Kraft wirkt somit der Kraft der Federn 10 entgegen.

Die Federn 10 des Ringkolbens sind so bemessen, dass während des Anfahrens der Pumpe, d.h. solange der Systemdruck darin kleiner ist als ein bestimmter Wert, zum Beispiel 10 atü, die Kraft dieser Federn grosser ist als die durch den Systemdruck auf der Differenzfläche 17 des Ringkolbens verursachte, der Federkraft entgegengerichtete Kraft. (Die Kraft der Federn 7 ist in diesem Zusammenhang vernachlässigbar, well nur gering), Folglich wird der Ringkolben in Richtung des Deckels 3 gedrückt, dabei den Dichtungskörper 5 mitnehmend und vom Gegenkörper 8 abhebend (Fig. la). Es kann somit beim Anfahren

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keine Abnützung der Dichtungsfläche 20 des Dichtungskörpers und der dieser Dichtungsfläche gegenüberliegenden Fläche 21 des Gegenkörpers auftreten.

Sobald der Systemdruck der Pumpe den genannten, bestimmten Wert überschreitet, überwindet die auf der Differenzfläche 17 resultierende Kraft die Kraft der Federn 10, so dass der Ringkolben 9 in Richtung des Gegenkörpers 8 gedrückt wird, dabei den Dichtungskörper 5 freigebend. Dieser bewegt sich jetzt unter dem Einfluss der Federn 7 in Richtung des Gegenkörpers 8, bis er sich diesem bis auf einen geringen Spalt 23 nähert, und.eine berührungsfreie Dichtung zwischen dem Innern 24 der Pumpe und dem Raum 25 herstellt (Fig. Ib).

Statt eines einzigen Ringkolbens können mehrere über den Dichtungsumfang verteilte Einzelkolben angeordnet sein. Die Trennvorrichtung gemäss Flg. 2a besteht aus einem Ring 30 der von über den Dichtungsumfang verteilten Kolben 31 getragen wird. Die Kolben sind in Bohrungen 32 geführt und werden durch Federn 33 in Richtung des Deckels 3 gedrückt. Der untere Teil 34 der Bohrungen steht über eine Oeffnung 35 in Verbindung mit einem (nicht gezeichneten) Raum niedrigeren Druckes als der Systemdruck, zum, Beispiel mit der Aussenatmosphäre. Jeder Kolben unterliegt somit einerseits der vom Systemdruck ausgeübten Kraft und der Kraft der Federn Die Federn sind so gemessen, dass während des Anfahrens der

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Pumpe, d.h. solange der Systemdruck darin kleiner ist als ein bestimmter Wert, die Kraft dieser Federn grosser ist als die Differenzkraft auf den Kolben. Folglich wird der Ring 30 in Richtung des Deckels 3 gedrückt, dabei den Dichtungskörper 5 mitnehmend und vom Gegenkörper 8 abhebend. Sobald der Systemdruck der Pumpe den genannten, bestimmten Wert überschreitet, überwindet die Differenzkraft auf den Kolben die Kraft der Federn 33, so dass die Kolben und der Ring 30 in Richtung des Gegenkörpers 8 gedrückt werden und den Dichtungskörper 5 freigeben. Dieser bewegt sich jetzt unter dem Einfluss der Federn 7 in Richtung des Gegenkörpers um damit eine berührungsfreie Dichtung 23 zu bilden (Fig. 2b).

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   Hydrostatische Wellendichtung eines Drucksystems mit einem nicht rotierenden, hinsichtlich eines rotierenden Gegenkörpers axial beweglichen Dichtungskörper, dadurch gekennzeichnet, dass eine unter einer durch den Systemdruck verursachten Kraft und einer dieser Kraft entgegengerichteten Kraft bewegliche Trennvorrichtung vorgesehen ist, welche die Trennung zwischen beiden Körpern aufrechterhält, solange der Systemdruck unterhalb eines bestimmten Wertes liegt.
2. 2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung aus einem konzentrisch zur Welle angeordneten, axial geführten Ringkolben besteht·
3. 3. Wellendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben ein Differentialkolben 1st, der mit dem Systemdruck beaufschlagt 1st.
4. 4. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung mehrere über den Dichtungsumfang verteilte Einzelkolben aufweist.

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5. 5. Wellendichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, welche der durch den Systemdruck verursachten Kraft entgegengesetzt ist, eine Federkraft ist.

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