DE1948775A1

DE1948775A1 - Sealing device for oscillating shafts or rods

Info

Publication number: DE1948775A1
Application number: DE19691948775
Authority: DE
Inventors: Yuji Mishima
Original assignee: SHIMAZAKI MIXING EQUIP
Current assignee: SHIMAZAKI MIXING EQUIP
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1971-04-01

Description

Abdichtungseinrichtung für hin- und herschwingende Wellen bzw. Stangen Die Erfindung betrifft allgemein Abdichtungseinrichtungen zum Abdichten von Zwischenräumen zwischen relativ zueinander beweglichen Bauteilen, und im besonderen eine Abdichtungseinrichtung für oszillierende (hin- und herschwingende) ellen oder Stangen, die durch eine Öffnung in einer Begrenzungswandung, wie einer Deckelplatte oder Wand eines Behälters, hinduthtreten. Sealing device for shafts or rods swinging back and forth The invention relates generally to sealing devices for sealing gaps between components movable relative to one another, and in particular a sealing device for oscillating (reciprocating) rods or rods that pass through an opening step in a boundary wall, such as a cover plate or wall of a container.

Für solche Abdichtungszwecke ist bereits eine Abdichtungsvorrichtung vorgeschlagen worden, die im wesentlichen einen biegsamen zylindrischen Bauteil, z.B. eine Balghdlse aufweist, welche an ihren einen Ende mit deL 3egrenzungsteil und an ihrem anderen Ende mit dem hin- und herschwingenden Schaft verbunden ist. Es ist auch eine Pbdichtungseinrichtung vorgeschlagen worden, bei der ein biegsamer, beutelartiger Teil in seiner Längsrichtung mit Falten versehen ist. A sealing device is already available for such sealing purposes has been proposed that essentially a flexible cylindrical Component, e.g. a bellows sleeve, which at one end has the delimiting part and at its other end is connected to the reciprocating shaft. There has also been proposed a Pb seal device in which a flexible, bag-like part is provided with folds in its longitudinal direction.

Solche Abdichtungselnrichtungen haben im Vergleich mit bekannten mechanischen Dichtungen und öldichtungen eine sehr vorteilhafte Abdichtwirkung und sind billig in der Herstellung, jedoch sind gewiße Probleme bei älteren Abdichtungen, welche die lTiderstandsfEhigkeit gegen Druck und die Lebensdauer sowie den Kraftverlust wegen-der Reibung zwischen Teilen der inneren Oberfläche der Falten betreffen, noch ungel:st geblieben. Such sealing devices have compared with known ones mechanical seals and oil seals have a very advantageous sealing effect and are cheap to manufacture, but there are certain problems with older seals, which the resistance to pressure and the service life as well as the loss of power because of the friction between parts of the inner surface of the folds concern, yet ungel: stayed.

Die Erfindung bezweckt, Dichtungseinrichtungen zu schaffen, bei denen die erwähnten Vorteile der oben erwähnten beiden Arten von Dichtungen beibehalten werden, bei denen jedoch die oben erwähnten Probleme völlig gelöst sind. The invention aims to provide sealing devices in which retain the mentioned advantages of the above mentioned two types of seals in which, however, the above-mentioned problems are completely solved.

Spezieller ausgedrückt, bezweckt die Erfindung9 Abdichtungseinrichtungen zu schaffen, die eine zuverlässige Abdichtungswirkung gegenüber Gasen und Flüssigkeiten aller Arten aufweisen, die einfach und billig sind, die eine hohe mechanische Wid.erstandsfEligkeit gegen Druckbeanspruchung, eine große Lebensdauer haben, nur einen extrem kleinen Kraftverlust und einen breiten Anwendungsbereich aufweisen. More specifically, the invention9 aims at sealing devices to create a reliable sealing effect against gases and liquids of all kinds, which are simple and cheap, which have high mechanical Resistance against compressive stress, have a long service life, only an extremely short one Loss of strength and have a wide range of applications.

Nach der Erfindung weist eine Abdichtungseinrichtung für den oben angegebenen Zweck eine flexible Pulse auf, die dicht abschließend an ihrem einen winde mit dem Abschlußteil (eines Behälters) und an ihrem anderen Ende mit der Welle bzw. einem auf ihr befestigten Teil verbunden ist, und ferner eine Schraubenfeder mit dicht aneinanderliegenden Bindungen, die an ihrem einen Ende an dem Abschlußteil und an ihrem anderen Ende an der Welle bzw. einer auf ihr befestigten Teil abgestützt ozw. mit den betreffenden Teilen sonstwie verbunden ist, wobei die Hülse und die Feder koaxial zu und in Abstand von der Welle angeordnet und in gegenseitiger Berührung miteinander sind, und die Hülse an der Seite der Feder ang£ordnet ist, an der der höhere Druck herrscht. According to the invention, a sealing device for the above stated purpose on a flexible pulse, which is tightly closed on its one wind with the end part (of a container) and at its other end with the shaft or a part attached to it, and also a coil spring with tightly spaced bonds attached at one end to the end piece and supported at its other end on the shaft or a part attached to it ozw. is otherwise connected to the parts concerned, the sleeve and the Spring coaxial with and spaced from the shaft and in mutual contact are with each other, and the sleeve is arranged on the side of the spring on which the higher pressure prevails.

Däis Wesen, Einzelheiten und. die Anwendbarkeit der Erfindung gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Däis essence, details and. the applicability of the invention go clearer from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention in connection with the drawings, in which like parts have like reference numerals are provided.

Auf den Zeichnungen sind Fig. 1 ein Längsschnitt, der ein Ausführungsbeispiel (der Druckbauart) einer Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt; Fig. 2 ein Längsschnitt durch ein anderes Aus--führungsbeispiel (der Vakuum-Bauart) einer Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. ) eine schaubildliche Seitenansicht der Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Rührwerk; Fig. 4 ein Teilschnitt in größerem Maßstab, der die Funktionsweise der Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.In the drawings, Fig. 1 is a longitudinal section showing an embodiment Figure 9 shows (of the pressure type) a sealing device according to the invention; Fig. 2 a longitudinal section through another embodiment (the vacuum type) of a Sealing device according to the invention; Fig.) A diagrammatic side view the sealing device according to the invention in connection with an agitator; Fig. 4 is a partial section on a larger scale showing the operation of the sealing device illustrated according to the invention.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Abdichtungseinrichtung für den Gebrauch zwischen einer Welle, die eine axiale Oszillation (oder eine hin- und hergehende Drehbewegung) ausführt, und einem Teil eines Druckbehälters ausgebildet, durch den die Welle von aussen zum Inneren des Behälters hindurchtritt. In the embodiment of the invention shown in FIG is the sealing device for use between a shaft that is an axial Oscillation (or a reciprocating rotary motion) and a part a pressure vessel through which the shaft from the outside to the inside of the Container passes through.

Wie dargestellt, ist eine Oszillationswelle 2, die eine Oszillationsamplitude von z.B. 45 Winkelgraden hat, drehbar durch die Cffnung 3 eines Begrenzungsteils 1, z.B. einer Deckel- oder Behälterwand eines Druck-Reaktionsbehälters, eines Waschbehälters oder eines Misch- bzw. Rührbehälters, hindurchgeführt. Ein zylindrischer Stutzen 4, der koaxial zur Uffnung 3 und einstückig mit dem Teil 1 ist, erstreckt sich von diesem nach innen. As shown, an oscillation wave 2 is an oscillation amplitude of e.g. 45 degrees, rotatable through the opening 3 of a limiting part 1, e.g. a lid or container wall of a pressure reaction container, a washing container or a mixing or stirring vessel. A cylindrical neck 4, which is coaxial with opening 3 and integral with part 1, extends from this inside.

Eine Muffe 5 von abgestufter äußerer Form ist mittels eines Dichtungsringes 6 und einer Feststellschraube 7 auf der Welle 2 festgelegt oder ist einstückig koaxial mit der Welle 2 auf einem Wellenteil im Abstand von dem Stutzen 4. Eine Hülse 8 aus Gummi oder einem biegsamen Kunstharz ist gasdicht an ihren Enden 9 und 10 an dem Stutzen 4 und an der Muffe 5 befestigt. Die Berührungsflächen zwischen den beiden Enden 9 und 10 und den Gegenflächen des Stutzens 4 bzw. der Muffe 5 sind durch Klemmringe 14 und Umfangsnuten 15 der starren Bauteile 4 und 5 gegeneinander abgedichtet. A sleeve 5 of stepped external shape is by means of a sealing ring 6 and a locking screw 7 fixed on the shaft 2 or is coaxial in one piece with the shaft 2 on a shaft part at a distance from the nozzle 4. A sleeve 8 made of rubber or a flexible synthetic resin is gas-tight at their ends 9 and 10 the nozzle 4 and attached to the sleeve 5. The interfaces between the two Ends 9 and 10 and the mating surfaces of the connecting piece 4 and the sleeve 5 are secured by clamping rings 14 and circumferential grooves 15 of the rigid components 4 and 5 are sealed against one another.

Die so angebrachte Hülse umgibt eine Schraubenfeder 11 mit aneinanderliegenden Windungen,-die einen Außendurchmesser aufweist, der nahezu dem inneren Durchmesser der Hülse 8 entspricht. Die Feder 11 ist mit ihren Enden 12 und 17 auf den einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teilen des Stutzens 4 und der-Muffe 5 festgelegt, wodurch sie koaxial zu und in Abstand von der Welle 2 abgestützt ist. The sleeve attached in this way surrounds a helical spring 11 with abutting Windings, -which has an outer diameter which is almost the inner diameter the sleeve 8 corresponds. The spring 11 is with its ends 12 and 17 on the one smaller diameter parts of the nozzle 4 and the sleeve 5 set, whereby it is supported coaxially with and at a distance from the shaft 2.

Bei einer anderen, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist di Abdichtungseinrichtung zwischen einem Schaft 2 für axiale Hin- und Herbewegung und einem Teil eines Unterdruck- bzw. Vakuumbehälters verwendet, durch den der Schaft von außen in das Innere des Behälters eingeführt ist. In another embodiment of the invention shown in FIG is the sealing device between a shaft 2 for axial reciprocation and a portion of a vacuum container is used through which the stem is introduced from the outside into the interior of the container.

Da die Richtung, in der der Differenzdruck wirkt, entgegengesetzt der in dem in Fig. 1 angedeuteten Druckbehälter ist, ist die gegenseitige Anordnung der Schraubenfeder 11 und der Schraube 8 gegenüber der in-Fig. 1 dargestellten vertauscht. Das heißt, die äußere Wandungsfläche der biegsamen Hülse 8a ist von einer Schraubenfeder 16 umgeben. Die anderen Einzelheiten entsprechen im wesentlichen denen des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Because the direction in which the differential pressure acts is opposite which is in the pressure vessel indicated in Fig. 1, is mutual Arrangement of the helical spring 11 and the screw 8 opposite the in-Fig. 1 shown reversed. That is, the outer wall surface of the flexible sleeve 8a is from surrounded by a coil spring 16. The other details are essentially the same those of the embodiment shown in FIG.

Die Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung kann an verschiedenartigen Geräten angewendet werden, z.B. The sealing device according to the invention can be of various types Devices are applied, e.g.

an Misch- oder Rührwerken des Oszillationstyps, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt. Ein Misch- bzw. Rührbehälter 17, der eine zu behandelnd/e Flüssigkeit en-thält, ist mit einer vertikalen Rührwelle 2 versehen, die an ihrem oberen Ende mit einer Oszillations-Antriehseinrichtung 19 gekuppelt ist, welche außerhalb des Behälters 17 angeordnet ist. Die Welle 2 erstreckt sich durch eine Öffnung eines Deckels 1 des Behälters 17 hindurch in den Behälter hinein und trägt zwei in Abstand voneinander befindliche Flügelräder oder dergleichen, z.B.on mixers or agitators of the oscillation type, as schematically shown in FIG. 3 shown. A mixing or stirring vessel 17 containing a liquid to be treated en-holds, is provided with a vertical agitator shaft 2, which at its upper end is coupled to an oscillation drive device 19, which outside of the Container 17 is arranged. The shaft 2 extends through an opening of a Lid 1 of the container 17 through into the container and carries two at a distance spaced impellers or the like, e.g.

von denen jedes mehrere Misch- bzw. Rührblätter 18 von/dreieckigem Querschnitt aufweist.each of which has a plurality of mixing or stirring blades 18 of / triangular Has cross section.

Eine Abdichtungseinrichtung 20 gemäß der Erfindung ist zwischen der welle 2 und dem Deckels an dem die Ordnung für das Einführen der Welle umgebenden Teil des Deckels angeordnet. Die Länge der Abdichtungseinrichtung 20 kann innerhalb des Abstandes zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und der Unterseite des Deckels 1, welcher der jeweiligen Konstruktion des Misch- bzw. Rührwerks angepaßt sein muß, z.B. um ein Uberlaufen des Behälterinhalts zu vermeiden, in weiten Grenzen geändert werden. A sealing device 20 according to the invention is between shaft 2 and the cover on which the order for the insertion of the shaft surrounding Part of the lid arranged. The length of the sealing device 20 can be within the distance between the liquid surface and the bottom of the lid 1, which is adapted to the respective construction of the mixer or agitator must be within wide limits, e.g. to prevent the contents of the container from overflowing be changed.

Die Aodichtungseinrichtung der oben beschriebenen Ausführungen gemäß der Erfindung wirken in folgender Weise. The sealing device according to the embodiments described above of the invention operate in the following manner.

Wenn die Welle 2 sich um ihre Achse hin- und herbewegt, wird die Feder 11 bzw. 16, die mit ihren Enden an dem Stutzen 4 und der Welle 2 festgelegt ist, entsprechend der Osnllation verdreht, wobei einander benachbarte windungen der Schraubenfeder eine \inkelverschiebung zueinander ausführen. Diese Winkelverschiebung nimmt in dem MaBe ab, wie die Anzahl der Windungen der Feder zunimmt.When the shaft 2 reciprocates about its axis, the spring becomes 11 or 16, which is fixed with its ends on the nozzle 4 and the shaft 2, twisted according to the oscillation, with adjacent turns of the helical spring perform an angle shift to each other. This angular shift takes in the extent to which the number of turns of the spring increases.

Dementsprechend wird - bei gröberen Windungszahlen -die Reibung zwischen der Schraubenfeder und der mit ihr in Berührung befindlichen biegsamen Hülse 8 auf einen kleinen, vernachlässigbaren Wert herabgesetzt. Dadurch verformt sich die von der Schraubenfeder abgestützte biegsame Hülse 8 im wesentlichen gleichmäßig in allen ihren Längsteilèn,-ohne daß ein Knicken oder eine Anhäufung von Falten in einem ihrer Teile erfolgt, wooei eine Ausbildung von geschwächten Stellen an der Hülse vermieden werden kann. Accordingly - with coarser numbers of turns - the friction between the coil spring and the flexible sleeve 8 in contact with it lowered a small, negligible value. This deforms the from the flexible sleeve 8 supported by the helical spring is essentially uniform in all their longitudinal parts, -without that a kink or an accumulation of folds in one its parts takes place, wooei a formation of weakened points on the sleeve can be avoided.

Wenn die Abdichtungseinrichtung einem Druck von der der Schraubenfeder entgegengesetzten Seite her ausgesetzt ist, wird die elastische Hülse in festen Kontakt mit der Schraubenfeder 11 gedrückt, wie in Fig. 4 veranschaulicht, und so sicher abgestützt. Beim Erproben von Abdichtungseinrichtungen nach der Erfindung war fast keine Deformation der Hülse 8 beim Anlegen von Drücken von mehreren kg/cm2 feststellbar, und es erwies sich, daß der Kraftverlust so niedrig ist, daß er vernachlässigbar ist. When the sealing device is a pressure from that of the coil spring opposite side is exposed, becomes the elastic Sleeve pressed into firm contact with the coil spring 11, as illustrated in Fig. 4, and so securely supported. When testing sealing devices according to the invention there was almost no deformation of the sleeve 8 when pressures of several kg / cm2 were applied detectable, and it turned out that the power loss is so low that it is negligible is.

Die Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung hat mehrere vorteilhafte Eigenschaften. Eine davon ist der einfache und billige Aufbau. Eine andere Eigenschaft liegt in der zuverlässigen Abdichtungswirkung gegenüber Gasen und flüssigen Medien. The sealing device according to the invention has several advantageous ones Properties. One of them is the simple and cheap construction. Another quality lies in the reliable sealing effect against gases and liquid media.

Weitere Vorteile der Abdichtungseinrichtung sind eine hohe mechanische Festigkeit, der Widerstand gegen unterschiedliche Drücker die große Lebensdauer, der extrem kleine Kraftverlust und die Eignung für sehr- verschiedene Maschinen und Geräte.Further advantages of the sealing device are a high mechanical level Strength, the resistance to different pushers, the long service life, the extremely small loss of power and the suitability for very different machines and devices.

Es ist klar, daß die voràngehende Beschreibung nur gewiße Ausführungsbeispiele der Erfindung betrifft und keine Beschränkung auf dieselben bedeuten soll. Vielmehr sollen alle möglichen Modifikationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele einbegriffen werden, die in Einklang mit dem Grundgedanken der Erfindung stehen. Es ist z.B. klar, daß der Stutzen 4, der als einstückig mit dem Wandteil 1 des Behälters beschrieben und dargestellt ist, als besonderer mit einem Flansch versehener Teil hergestellt werden kann, der in bekannter Weise an der inneren oder äußeren Fläche des Wandteils 1 befestigt wird, z.B. It is clear that the preceding description is only of certain exemplary embodiments of the invention relates to and is not intended to be limited to the same. Much more are intended to include all possible modifications to the exemplary embodiments described which are consistent with the basic idea of the invention. It is e.g. clear that the nozzle 4, which is described as being integral with the wall part 1 of the container and is shown made as a special flanged part can be, which in a known manner on the inner or external Surface of the wall part 1 is attached, e.g.

durch Schweißen. Ferner kann ein solcher Flanschstutzen mit einem Lager für die Welle 2 Versehen sein.by welding. Furthermore, such a flange connection with a Bearings for shaft 2 may be by mistake.

Claims

Sealing device for sealing the space between a reciprocating shaft and a closing part, e.g. the lid of a container, which has an opening through which the shaft passes, characterized in that that a flexible sleeve (8) closes tightly with one end to the terminating part (1) and at its other end to the shaft (2) or a part attached to it (5) is connected, and a helical spring (11 or 16) with adjacent Windings at one end to the terminating part (1) and at its other end supported or fixed on the shaft (2) or a part (5) fastened on it is, the sleeve (8 or 8a) and the spring (11 or 16) coaxially to and at a distance are arranged by the shaft (2) and in mutual contact with each other, and the sleeve (8 or 8a) is arranged on the side of the spring on which the higher pressure prevails.

2. Sealing device according to claim 1, characterized in that that the sleeve (8 or 8a) at one end gas-tight with a nozzle (4) of the Closing part (1) is connected, and at its other end to a sleeve (5) gas-tight is attached to the shaft (2).

Sealing device according to claim 1, characterized in that that it is arranged in a pressure vessel which has a wall part (1), to which the sleeve (8) arranged on the outside of the helical spring (11) is attached is.

4. Sealing device according to claim 1, characterized in that that the wall part (1) closes a vacuum container, and the sleeve (8a) inside the spring (16) is arranged.