DE1955875A1

DE1955875A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE1955875A1
Application number: DE19691955875
Authority: DE
Inventors: Lott Jerry Lee; Hashemi Hadi Tafreshi
Original assignee: HASHEMI HADI TAFRESHI; LOTT JERRY LEE
Current assignee: HASHEMI HADI TAFRESHI; LOTT JERRY LEE
Priority date: 1968-11-06
Filing date: 1969-11-06
Publication date: 1970-06-11
Also published as: TR17535A; NL6913970A; NL150554B; ES372564A1; JPS5012604B1; GB1271143A; BE739559A; US3582090A; IL32886A0; FR1600168A; IL32886A

Description

19SS87S

Jery Lee Lott, " P 97/HO

Hadi Tafreshi Hashemi Dr,F/Bk

Norman, Oklahoma 4.t1.t969

Dr. KARL FRANKE

PATENTANWALT Dichtungsanordnung 3 Müi^v:CKErs^T 90

LQBENZÜN1STHASSE 54

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für die Endflächen zweier relativ zueinander beweglicher Körper mit Fluiddruck führenden inneren Kanälen, die an den im wesentlichen parallelen und ebenen Endflächen der Körper münden und bei deren Eelativbewegung periodisch miteinander in Verbindung kommen,

Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Dichtungsanordnung in der Weise auszubilden, daß einerseits ein Austritt auch von unter hohem Druck stehendem Fluid an der Trennfuge der beiden relativ zueinander beweglichen Körper mit Sicherheit ausgeschlossen ist, andererseits aber die sich einer Relativbewegung der beiden Körper widersetzenden Reibungskräfte so gering ausfallen, wie dies nur irgend möglich ist. Außerdem soll die diesem Ziele dienende Dichtungsanordnung einerseits billig in der Herstellung und andererseits von hoher Haltbarkeit und langer Lebensdauer sein*

Alle diese Ziele werden bei der erfindungsgemäSen Dichtungeanordnung einerseits durch die spezifischen Eigenschaften des Materials, | aus dem ein !eil davon beeteht, und andererseits durch &i& geometrische Formgebung der Dichtungsanordnung als Ganzes erreicht»

Dabei ist die erfindungsgemäße Diohtungsanordnung im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Dichtungsplatte »it parallelen_# ebenen Endflächen und mindestens einer durchgehenden öffnung, die unter Fluchton ihrer Öffnung mit der Stundung des inneren Kanals auf den erate» der beiden Körper aufgekeilt ist, und durch zwei auf den beiden Endflächen der Dichtungsplatte rund um deren Öffnung befestigte Mölitsngaalemente, von denen das erste, auf der dem zweiten Körper sugew*ndtea üadfläohe der Dichtungsplatte angeordnet® aras eine» Matari»! mit niedrig*» Reibungskoeffizienten und hoher Sohsrfastigfcsit btstsht uad eia» die Endfläche de· zweiten Körper· sMichtund berührend«,

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' fläche aufweist und die "beide gemeinsam die Fluiddruck aus den inne- *ren Kanälen der beiden Körper ausgesetzten Bereiche auf den beiden Endflächen der Dichtungsplatte so festlegen, daß die auf den Fluiddruck zurückgehende» die monoplanare Tragfläche des ersten Dichtungselements an die Endfläche des zweiten Körpers anlegende resultierende Kraft einen positiven Minimalwert annimmt, wenn die Öffnung in der Dichtungsplatte nicht mit der Mündung des inneren Kanals in dem zweiten Körper flxiahtet_s

Grundbauelement der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist also eine starre Dichtungsplatte, die mindestens eine durchgehende Öffnung und ein Paar einander gegenüberliegender ebener Oberflächen aufweist, die einem Paar ihrerseits paralleler und in einer Ebene verlaufender Oberflächen der beiden relativ zueinander beweglichen und gegeneinander abzudichtenden Körper gegenüberstehen, die ihrerseits wiederum die Mündungen von Kanälen enthalten, die während der Relativbewegung der beiden Körper gegeneinander durch die öffnung in der Dichtungsplatte hindurch miteinander in Verbindung kommen können. Dabei handelt es sich naturgemäß um eine intermittierende Verbindung, da mindestens einer der Körper sich gegenüber dem anderen bewegt, beispielsweise um eine zu seiner Endfläche senkrechte Achse rotiert. Zur Verhütung eines Austritts von Fluid zwischen den verschiedenen einander gegenüberstehenden Flächen sind auf den beiden Seiten der Dichtungsplatte rund ¹Om deren Öffnung Dichtungselemente angeordnet. Das eine dieser Dichtungselement© besteht aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten und hoher Scherfestigkeit v.nd weist eine im wesentlichen its. eiaer Ebene liegende Tragfläche auf, die als Tragplatte zwischen der Diohtungsplatte xmä 6er Endfläche da? Körpers dient, auf den die Dichtu.nggpl&tte nioht aufgekeilt ist. Dieses erste Dichtungselement und die Eichtungsplßite können als Ganzes aus einem einheitliche» Körper aus dem gleichen Material bestehen, £&s sweite Dichtungselement ist syrischen der Diohtungeplatte und der Xanaliaüiidungsn enthaltenden Endfläche «los orstes? Körpers angebracht, auf dea die Dichtungsplatte aufgekeilt Is^ uivJ dishtst diass !rannfuga gegenüber Fluidauetritt ab»

^i! Im einander ssgsnuae liegenden Oberflächen Aar Sichtan^splt.tte ."Bsreiohe, dia den Bmivt

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rund um die Öffnung in der DicHtungsplatte enthalten, aber nicht darauf beschränkt sind. Die Größe dieser von den Dichtungselementen eingeschlossenen Bereiche und die geometrische Form der Dichtungselemente selbst ist so gewählt, daß in jedem Zeitpunkt während der Relativbewegung der beiden Körper gegeneinander eine kleine auf den Fluiddruck in den Kanälen der Körper zurückgehende Kraft vorhanden ist, die die Dichtungsplatte von der Endfläche des Körpers wegzudrücken sucht, auf dem sie aufgekeilt-ist.

Ein sehr wichtiges und bevorzugtes Anwendtmgsgebiet für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung liegt bei dGr Abdichtung der Endfläctien eines axiale Bohrungen aufweisenden zylindrischen Rotors gegenüber einem Paar von mit Abstand einandez* gegenüberstehenden Abschlußplatten _? wobei der Rotor und die AbschluSplattea eine Energieaustauschanlage zwischen einem Hochdruck- und einem Niederdrucksystem bilden. Bei einer solchen Energieaustausehanlage sind zwischen jeder Abschlußplatte und der ihr gegenüberstehenden Endfläche des Rotors eine feststehende Dichtungsplatte mit einem Paar jgswsils mit einem der Kanäle in der zugehörigen Äbschlußpiatte fluchtender und mit den Bohrungen im Rotor während dessen Drehung periodisch in Verbindung kommender Öffnungen und zwei zwischen den Öffnungen liegenden Inseln, die mit den umlaufenden Bohrungen im Rotor jeweils paarweise zur Deckung kommenj sowie zwischen der jeweiligen Dichtungsplatte und der ihr gegenüberstehenden Endfläche des Rotors erste Dichtungselemente und awisöhen der jeweiligen Abechlußplatte und der zugehörigen Dichtungsplatte zweite Dichtungselemente angeordnet, die jeweils eLne öffnung in der zugehörigen Dichtungsplatte umgeben*

j Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile sollen .;> ia folgenden einige mögliche Aueführungsbeiapiele für die Erfindung Γ näher beschrieben werden, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. Dabei zeigen in der Zeichnung»

Pig. 1 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf eine Anlage zum Austausch von Energie zwischen Hochdruck- und Niederdrucksystemen, die mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ausgerüstet f ist,

Pig. 2 einen schnitt entlang der Schnittlinie 2 - 2 in Fig. 1,

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Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1,

Pig. 4 eine Aufsicht auf die in der Dichtungsanordnung von Fig. 1 verwendete Mchtungsplatte von der Seite her, mit der diese Dichtungsplatte auf einen der beiden einander gegenüberstehenden und durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung gegeneinander abzudichtenden Körper aufgekeilt ist,

Pig. 5 eine Aufsicht auf die Dichtungsplatte von Fig. 4 nach Abnahme eines der Dichtungselemente,

Pig. 6 eine Aufsicht auf die zweite Seite der in Fig. 4 dargestellten Dichtungsplatte,

Fig. 7 einen Schnitt durch die Sichtungsplatte von Pig. 4 entlang der Schnittlinie 7 - 7 in Fig. 4,

Fig. 8 ein Diagramm, das die Art veranschaulicht, wie der Fluiddruck auf das auf einer Seite der Dichtungsplatte gelegene Dichtungselement wirkt _t

Fig. 9 ßiß Diagramm, des die Bereiche der Dichtungsplatte veranschaulicht _s gegon die während eines Betriebsaustandes der erfindungs·» geaisßen Dichtung bestimmte Drucke zur Einwirkung kommen^

Fig. 10 ein Diagramm zur Yeranschaulichung der auf den Fluiddruck zurückgehenden auf einen, Abschnitt der Dichtungsplatte einwirkenden "Sräfbe in dem Augenblick, in dem die Mimdungen der Kanäle in den duroh die erfindungsgamäße Dichtungsanordnung gegeneinander abzudichtenden Körpern mit einer Öffnung in der Dichtungsplatte fluchten,

Pig-, 11 ein MagraEiH zu,;: ieransehaulictamg der auf den Fluiddruck zuiräöagshenden auf «sinen Abschnitt dar Dichtungsplatte einwirkendes iSeäf'oe i:i einen- Aug&nblick, la dsm die Mündungex der Eaaäle in äe-'-i i'aroä -lie ^rfindung-ägamäße Dlohtungsanoi'rinuKii gegeneinander absnciiohteiiüeri KSrpevn an sinem Teil di»r Siohtung^platte vorbai- h ndu öffnung· aaf^eist, ^Ed

12 alne greifioeae Jferstöllung· der Zusammenhänge awisohen dem in er Anlage übt in Fig. 1 veranschaulichten Art herrschenden

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Hochdruck und der für den Antrieb des Rotors dieser Anlage erforderlichen Leistung,

Zur klareren Darstellung des Arbeitsprinzips der erfindungsgemäßen Dichtung sowie zur Erleichterung der Beschreibung einer bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Dichtung in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen Strukturen für den Bau einer Anlage für den Energieaustausoh zwischen Hochdruck- und Niederdrucksystemen soll zunächst auf Fig. 1 zurückgegriffen werden, in der eine Energieaustauschanlage dieser Art dargestellt ist, die mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ausgerüstet ist.

Die dargestellte Anlage besitzt einen massiven zylindrischen Rotor 10, der ein Paar Endflächen 12 und H aufweist. An den Endflächen 12 und 14 sind ein Paar von Tragplatten 15 und 17 befestigt, die im wesentlichen parallele und ebene Endflächen 19 und 21 aufweisen. In radialer Richtung durch den Rotor 10 und durch die Tragplatten 15 und 17 hindurch erstrecken sich eine Anzahl von voneinander entfernten, aber im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Bohrungen mit im großen und ganzen kreisförmigem Querschnitt. In Fig. sind zwei dieser axialen Bohrungen dargestellt und mit den Bezugszahlen 16 und 18 bezeichnet. Wie man aus Fig. 1 sieht, münden die Bohrungen 16 und 18 jeweils auf ihren einander gegenüberliegenden Enden in den Endflächen 19 und 21 der Tragplatten 15 bzw. I7.

In der axialen Bohrung 16 ist eine kleine Kugel 28 rollfähig untergebracht, und in der axialen Bohrung 18 sitzt in gleicher Weise eine kleine Kugel 30. In die Endabschnitte der beiden Bohrungen 16 und sind Anschläge für die Kugeln 28 bzw. 30 eingepreßt. In Fig. 1 sind die Anschläge an einander gegenüberliegenden Enden der axialen Bohrung 16 mit den Bezugszahlen 20 und 22 bezeichnet, während die Anschläge an den Enden der Bohrung 18 die Bezugszahlen 24 und 26 tragen.

Der zylindrische Rotor 10 ist von einem Gehäuse 32 umgeben. Das Gehäuse 32 besitzt eine zylindrische Innenwandung 32a, die der Peripherie des Rotors 10 vorzugsweise benachbart ist, sie jedoch nicht berührt. Aue Pig. 1 sieht man, daß das Gehäuse 32 eine größere axiale Länge aufweist als der Rotor 10 und daher in geringem Maße-über die Endflächen 19 und 21 der Tragplatten 15 bzw. 17 übersteht. An dem Ge-

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häuse 32 ist ein Paar Abschlußplatten 34 und 36 durch axial verlaufende Schrauben 37 befestigt.

Die Abschlußplatte 34 ist mit einer zentralen Ausnehmung 38 versehen, in der ein Tragring 40 sitzt, in dem ein zentraler Wellenstummel 42 gelagert ist, der in axialer Richtung über die Endfläche 12 des Rotors 10 durch eine zentrale Öffnung in der Tragplatte 15 hindurch hinausragt. Dem Wellenstummel 42 gerade gegenüber am anderen Ende des Rotors 10 und über dessen Endfläche 14 durch eine zentrale Öffnung in der Trag- ~_r platte 17 hinausragend ist eine Antriebswelle 44 angeordnet, die sich ΐ durch eine zentrale Bohrung in der Abschlußplatte 36 hindurch erstreckt ._; und auf einen Anschluß ihres äußeren Endes an eine in der Zeichnung ' :, nicht dargestellte passende Antriebsquelle, beispielsweise einen Elektro- ^;, motor oder dergleichen eingerichtet ist. Die Antriebswelle 44 ist iⁿ ΐ einem geeigneten Lager 46 gelagert und kann gewünschtenfalls durch %i^:

-kleinen Q-Ring 50 gegen β*«· Fluidaustritt abgedichtet werden. Wie jedoch 'Γ weiter unten erläutert ist, wird durch die erfindungsgemäße Bauweise ; · der Flächendichtung die Notwendigkeit zur Anbringung eines solchen V

O-Ringes vermindert und vielfach überhaupt ausgeschlossen, und in glei- r cher Weise wird auch der Bedarf für einen weiteren wahlweisen O-Ring 52 rund um den Wellenstummel 42 zwecks dessen Abdichtung gegenüber der Abschlußplatte 34 verringert oder beseitigt.

Ein länglicher Einlaßkanal 54 für unter geringem Druck stehendes Fluid erstreckt sich durch die Abschlußplatte 36 in im wesentlichen zu der Mittelachse dieser Abschlußplatte paralleler Richtung und steht mit einer Leitung 55 ia Verbindung, die ihm unter geringem Druck stehendes Fluid zuführt. Der Einlaßkanal 54 mündet in einen eingepreßten bogenförmigen Käfigflansch 56, dessen geschlossene^eine Fläche definierende Form am besten in Fig. 2 erkennbar ist. Der Käfigflansch 56 verläuft in axialer Richtung ausgehend von einer Endfläche 56 der Abschlußplatte 36 und dieftt zum Aufkeilen einer allgemein mit der Bezugszahl 60 bezeichneten Diohtungsplatte auf die Abschlußplatte 36 in weiter unten beschriebener Weise. Aus Fig. 1 erkennt man, daß der Einlaßkanal 54 ao in der Abaohlußplatte 36 angeordnet ist, daß er mit der axialen Bohrung 16 in dem Rotor 10 und in der Tragplatte I7 fluchtet, wenn der Rotor 10 die in Fig. 1 veranschaulichte Stellung einnimmt.

g .£*&; ' BAD ORIGINAL '

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Auf der dem Einlaßkanal 54 gegenüberliegenden Seite ist die Abschlußplatte· 36 mit einem. Auslaßkanal 62 für unter hohem Druck stehendes Fluid versehen, der so -angeordnet ist, daß er mit der axialen Bohrung 18 in dem Rotor 10 und der Verschleißplatte I7 fluchtet, wenn der Rotor 10 die in Fig.' 1 veranschaulichte Lage einnimmt« Der Auslaßkanal 62 steht mit einer Leitung 64 für die Abführung von unter hohem Druck stehendem Fluid in V-er"bindung₉ die durch eine passende Fassung an der Abschlußplatte 36 befestigt ist. Außerdem hat der Auslaßkanal 62 Verbindung mit einem Bereich, der durch einen bogenförmigen Käfigflansch 66 für die Dichtungsplatte 60 umschrieben wird* der in seiner Form dem oben beschriebenen Käfig 56 entspricht. (| Außerdem sieht man aus Fig. 2, daß die Abschlußplatte 36 weiterhin einen ringförmigen äußeren Käfigflansch 70 für die Aufnahme der Dichtungsplatte 60 aufweist, der von der Endfläche 58 &Qr Abschlußplatte 36 in Richtung der Achse des Rotors 10 verläuft·

Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ist die Abschlußplatte 34 im wesentlichen genau so gebaut wie die Abschlußplatte 36 und besitzt einen Auslaßkanal 72 für das unter niedrigem Druck stehende Fluid, der sich durch die Abschlußplatte 36 hindurch erstreckt und innerhalb davon mit einem von einem bogenförmigen Käfigflansch 74 umschriebenen Bereich in Verbindung steht. Der Auslaßkanal 72 führt das unter niedrigem Druck stehende Fluid zu einer Leitung 76, die über eine passende Fassung daran angeschlossen ist. Auf der dem Auslaß- f kanal 72 gegenüberliegenden Seite der Abschlußpiatte 34 ist diese mit einem Einlaßkanal 78 für unter hohem Druck stehendes Fluid versehen, der an einer Endfläche 80 der Abschlußplatte 34 in einen Bereich einmündet, der von einem bogenförmigen Käfigflansch 82 für eine Dichtungsplatte abgeschlossen wird. An der AbsehluSplatte 34 ist weiterhin a.ußen ein ringförmiger Käfigflansch 84 für diese Dichtungsplatte angebracht, der dem Käfigflansch 70 an der Abschlußplatte 46 entspricht.

Wie weiter unten im einzelnen erläutert ist, werden während des Betriebs der in Fig. 1 dargestellten feergieaustausehanlage der-Rotor"10 und die davon getragenen Tragplatten 15 und I? in Rotation relativ ssu den Abschlußplatten 34 und 36 versetzt, die stationär bleiben. Während dieser Rotation werden in die Bohrungen 16 und 18 ia dem Boior 10 durch deren

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Verbindung über die Tragplatten 15 und 17 mit den verschiedenen Kanälen 54, 62, 72 und 78 in den Abschlußplatten 34 und 36 Fluide eingeführt. Um einen Übergang vom Fluid aus den Kanälen in den Abschlußplatten 34 und 36 in die Bohrungen 16 und 18 in dem Rotor zu der Zeit sieherzustellen, in der diese Kanäle mit diesen Bohrungen fluchten, ist es erforderlich, eine Dichtungsanordnung vorzusehen, die einen Verlust an Fluid zwischen den Abschlußplatten 34 und 36 und den ihnen gegenüberstehenden Endflächen 12 und Η des umlaufenden Rotors 10 verhindert.

Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß eine verbesserte Dichtungsanordnung vorgesehen. Zu dieser Dichtungsanordnung gehören außer den Käfigflanschen an den Abschlußplatten 34 und 36 für die Aufnahme der Dichtungsplatten, wie sie bisher beschrieben 3ind, Dichtungsplatten und 86 und damit verbundene Dichtungselemente, die im folgenden beschrieben werden. Da die Dichtungsplatten 16 und 86 in ihrem Aufbau im wesentlichen identisch sind und mit ihren jeweiligen. Abschlußplatten 34 und 36 im wesentlichen in der gleichen Weise zusammenarbeiten, soll dabei nur die Dichtungsplatte 60 im einzelnen beschrieben werden.

Diese Dichtungsplatte 60 ist zunächst in Fig. 5 veranschaulicht, in der eine Seite dieser Platte in Aufsicht ohne die zugehörigen und daran befestigten Dichtungaelemente mit niedrigem Reibungskoeffizxenten und hoher Scherfestigkeit dargestellt ist. Querschnitte durch die Dichtungsplatte 60 sind in Fig. 1 und 7 gezeigt, und Fig. 4 stellt eine Aufsicht auf die andere, in Fig. 5 nicht sichtbare Seite der Dichtungsplatte 60 dar, wobei auf dieser Seite ein aweites Dichtungselement aufgebracht ist. Die Darstellungen der Dichtungsplatte 6ö in Fig. 4, 5 und 6 zeigen die kreisförmige oder scheibenförmige Gestalt der Dichtungsplatte 60 und die große zentrale Öffnung 90, die darin für die Einpassung der Antriebswelle 44 vorgesehen ist.

Die Dichtungsplatte 60 weist ein Paar von in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten bogenförmigen öffnungen 92 und 94 auf, die darin zwischen zwei einander gegenüberliegenden, im wesentlichen zueinander "parallelen ebenen Oberflächen 96 und 98 eingearbeitet sind. Die Dichtungsplatte 60 läßt sich aus im wesentlichen Jedem starren Material

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herstellen, und die bogenförmigen Öffnungen 92-und 94 liegen vorzugsweise symmetrisch zueinander und erstrecken sich jeweils über etwa ein Drittel des gesamten Umfanges rund um die zentrale Öffnung 90. Die in der Zeichnung dargestellte Form für die Öffnungen 92 und 94 ist zwar bevorzugt, aber für die Punktionsweise der Erfindung nicht kritisch und stellt eine Bauform dar, die sich für den Einbau in Energieaustauschanlagen, wie sie ein wesentliches Anwendungsgebiet für die Erfindung darstellen, am besten eignet, da diese Form für die Öffnungen und 94 den Zeitabschnitt, in dem die Kanäle in den Abschlußplatten 34 und 36 mit den Bohrungen 16 und 18 in demfiotor 10 in Verbindung stehen, zu einem Maximum werden läßt. Λ

Da die bogenförmige Öffnung 92 in der Dichtungsplatte 16 mit dem Auslaßkanal 62 für,das unter hohem Druck stehende Fluid fluchtet und Verbindung hat und dieses Fluid wie weiter unten im einzelnen beschrieben ist, unter relativ hohem Druck führt, soll die Öffnung 92 im folgenden als die Hochd^cköffnung in der Dichtungsplatte 60 bezeichnet werden. In ähnlicher Y/eise soll im folgenden die bogenförmige Öffnung wegen ihres Fluchtens und ihrer Verbindung mit dem Einlaßkanal 54 für das unter niedrigem Druck stehende Fluid als die Niederdrucköffnung der Dichtungsplatte 60 bezeichnet werden. ■

Auf einer ihrer Oberflächen 96 trägt die Dichtungsplatte 60 eine Hippe 100, die über diese Oberfläche übersteht und sich rund um den g Rand der Niederdrucköffnung 94 erstreckt. Die Rippe 100 dient als Halterung und zur mechanischen Verstärkung für ein dünnes Blatt 102 aus einem .iaterial mit hoher Scherfestigkeit und niedrigem Reibungskoeffizienten, das mit einem passenden Kleber auf die Oberfläch© 96 der Dichtungsplatte 60 aufgebracht ist.

Vorzugsweise besitzt das Material für das Blatt 1Q2 einen dynamischen Reibungebeiwert in Luft von weniger als 0,20, eine Zugfestigkeit bei ca. 23 ⁰C (73 ⁰F) von mindestens 420 kg/cm² (6OOO pa.a«/sq.in.) und eine endgültige Spannungsdehnung bei ca. 23 ⁰C (73 ⁰F) von etwa 4 bis 6 '/0. Ein Polyimidhara, das mit Graphit imprägniert ist, eignet sich sehr gut für diesen Zweck. Ein solches Material wird von der Firma du Pont de Nemours unter dem Handelsnamen VESPEL vertrieben. Vorzugsweise wird das Blatt 102 mit der Dichtungsplatte 60 mittels eines Epoxyharzea

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verbunden. Zur weiteren Sicherung der Lage des Blattes 102 auf der Dichtungsplatte 60 und zur Erhöhung seiner Scherfestigkeit geht von der Oberfläche 96 eine ringförmige Eippe 10$ aus, die rund um die äußere Peripherie des Blattes 102 verläuft. Die Höhe, um die die Rippen 100 und 103 über die Oberfläche 96 der Dichtungsplatte 60 überstehen, ist geringer als die Dicke des Blattes 102, so daß dieses eine Trag- und Dichtungsfläche bildet, die mit der Endfläche I4 des Rotors 10 in Berührung steht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Form des Blattes 102 ist am besten in Fig. β und 7 zu erkennen. Wie man aus diesen Fig. sieht, besitzt das Blatt 102 eine Öffnung, die in Größe und Form mit der Niederdrucköffriung 94 in äer Dichtungsplatte 60 übereinstimmt und mit dieser fluchtet. Außerdem weist das Blatt 102 eine zweite Öffnung auf, die mit der Hochdrucköffnung 92 in der Dichtungsplatte 60 fluchtet und dieser in ihrer Form entspricht. Die Öffnungen in dem Blatt 102 werden durch Inseln IO4 und 106 voneinander getrennt, Die Inseln IO4 und 106 haben gemessen zwisehen den Öffnungen 92 ^ünd 94 jeweils vorzugsweise eine ^Breite, die gerade ein wenig größer ist als die lichte Weite der Bohrungen 16 und 18 in den Endflächen I9 und 21 der Tragplatten I5 und 17.

Auf der Oberfläche 98 der Dichtungsplatte 60 ist eine ringförmige Nut vorgesehen, die nahe bei dem Außenrand der Dichtungsplatte 60 liegt und einen Ö-Ring 110 aufnimmt. Außerdem ist in die 'Dichtungsplatte eine zweite ringförmige Nut eingearbeitet, die rund um die zentrale Öffnung 90 und in deren Nähe verläuft und einen O-Ring II4 aufnimmt. Eine dritte Nut ist in die Oberfläche 98 rund um die Hochdrucköffnung der Dichtungsplatte 60 eingearbeitet und hat die gleiche Allgemeinform wie diese öffnung. In diese dritte Nut ist ein O-Ring 118 eingelegt, und Fig, 4 zeigt, daß dieser O-Ring 118 relativ große Flächen 120 und 122 nahe den entgegengesetzten Enden der öffnung 92 und auf der den Inseln IO4 und I06 gegenüberliegenden Seite der Dichtungaplatt* 60 umschließt. Außerdem sieht man aus Fig. 4, daß zwischen dem O-Ring und der öffnung 92 radial einwärts von dem O-Ring 118 relativ schmal« Zonen 124 und 126 der Dichtungsplatte 60 freiliegen. Wie man aus Fig.-1 sieht, liegen die O-Hinge 110, II4 und 118 an der Endfläche 58 der Ibsohlußplatte 36 an und dichten gegenüber dieser ab.

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Der Aufbau der Dichtungsplatte 60 und der daran angebrachten Dichtungselemente stellen wesentliche Merkmale der Erfindung dar. Bei manchen Anwendungsfällen für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist es erforderlich, daß es nur eines minimalen Aufwands an Kraft bedarf, um eine Relativbewegung der einander gegenüberstehenden Körper zu erreichen, zwischen denen die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung angebracht ist. So ist es beispielsweise dann, wenn die in Fig. 1 dargestellte En.ergieaustk.uschanlage zur Gewinnung von Frischwasser aus Seewasser unter Austauschkristallisation verwendet wird, sehr wichtig, daß die für die Drehung des Rotors 10 erforderliche Antriebskraft auf eine« Minimalwert gehalten werden kann. In diesem Falle sind die er- f findungsgemäßen Dichtungsanordnungen insofern von Vorteil, als sie eine minimale Rückstellkraft auf den Rotor 10 ausüben, während sie dessenungeachtet eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Endflächen 19 und 21 der Tragplatten 15 und I7 und den Abschlußplatten 34 und gewährleisten. .

Wie man aus Fig. 1 und 2 sieht, fluchten die Bohrungen 16 und 18 in dem Rotor 10 und den Tragplatten 15 und I7 mit den bogenförmigen Hoch-druck- und Niederdrückeffnungen 92 bzw. 94 ia der Di ehtungsp latte*60 bei der veranschaulichten Stellung des Rotors 10a Wenn der Rotor 10 umläuft, bewegen sich die Mündungen jeder dieser Bohrungen 1-6 und 18 nacheinander über die Inseln IO4 und 106 des Blattes 102. So gibt es zu verschiedenen Zeitpunkten während des Umlaufs des Rotors 10 zwei f Druckzustände hinsichtlich der von den Fluiddrucken auf die Dichtungsplatte 60 ausgeübten Kräfte.

Zuerst baut sichdann, wenn die Mündung von einer oder mehreren Bohrungen 16 oder 18 in dem Rotor 10 zumindest teilweise mit einer oder, mehrerer der Öffnungen 92 oder 94 in der Dichtungsplatte 60 fluchtet, ein Flutddruckgradient über das Blatt 102 von den jeweiligen Öffnungen und 94 in allen Richtungen nach außen auf, wobei der volle Fluiddruck des Systems in einer zu dem Blatt 102 normalen Richtung auf dessen Rand lastet, der der jeweiligen Öffnung· in der Dichtungsplatte 60 benachbart ist. -

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• Der Yerlauf dieser Druckgefälle, die sich ausgehend von den Hochdruck- und Mederdrucköffnungen 92 bzw. 94 in der Dichtungsplatte in den Zeitpunkten ausbreiten, in denen die Bohrungen 16 und 18 mit den Öffnungen $2 und 94 flüchten, ist in Fig. 8 schematisch veranschaulicht. In dieser Figur sind auf der Oberfläche der Dichtungsplatte 60, die mit dem Blatt 102 abgedeckt ist, so daß der Druckgradient,,, quer über die ebene Oberfläche des Blattes 102 wirkt, die Linien gleichen Druckes, also die Isobaren, eingezeichnet. Nahe der Hochdrucköffnung 92 herrscht der willkürlich mit dem Symbol P₁ bezeichnete Fluiddruck in dein Hochdrucksystem. In der Umgebung der Mederärucköffnung 94 dagegen herrscht der ebenfalls willkürlich mit dem Symbol P-, bezeichnete Fluiddruck in dem niederdrucksystem. Der Außendruck, der in den meisten Anwendungsfällen der Dichtung gleich dem Atmosphärendruck sein wird, wirkt auf die äußeren und inneren Ränder der angehobenen Tragfläche des Blattes 102 und ist in Fig. 8 willkürlich mit dem Symbol P„ bezeichnet. Dabei soll für die folgende Erörterung des Dichtungsaufbaus angenommen werden, daß der Druck P₂ kleiner ist als der Druck P,. Auf jeder Stelle des Blattes 102 wirkt der darauf ausgeübte Druck normal zu dessen Oberfläche und läßt eine Kraft entstehen, die das Blatt 102 von der jeweiligen benachbarten Tragplatte 15 oder 17 wegzudrücken sucht.

Für die Analyse der von den Fluiddrucken auf beiden Seiten der das Blatt 102 tragenden Dichtungsplatte 60 ausgeübten Kräfte sollen zunächst die Druckgradienten rund um die Hochdrucköffnung 92 und die lliederdrucköffnung 94 für sich betrachtet werden. Was nun zunächst die Hochdrucköffnung 92 anbelangt, so liegt der sie umgebende Bereich A₁ des Blattes 102 innerhalb der Isobare P,. Innerhalb dieses Bereiches A₁ erstreckt aioh der Druckgradient von P. nahe der Öffnung 92 bis zu P₃, · an der äußeren Grenze dieses Bereiches. Auf die Dichtungsplatte 60 wird infolge des "auf den Bereich A₁ wirkenden effektiven Fluiddruokes eine Kraft F₁ ausgeübt. Dieser effektive Druck kann für eine ebene Eichtungsfläche, wie sie das Blatt 102 darstellt, näherungsweise gleich der halben Differenz zwischen dem höchsten Druck P₁ und dem niedrigsten Druck P, in dem Druckgefälle gesetzt werden. Daher berechnet sich die

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Kraft F. unter Verwendung der oben eingeführten Definitionen zui

lieben der Kraft F₁', welche die Dichtungsplatte 60 von der Tragplatte wegzudrücken sucht, wirkt eine zusätzliche Kraft F₂ in der gleichen Richtung. Diese Kraft F_g ist das Ergebnis des effektiven Fluiddruckes, der auf den Bereich der Oberfläche des Blattes 102 außerhalb der Isobaren P, oder anders ausgedrückt, auf den gesamten Bereich der ebenen Dichtungs- und Tragfläche des Blattes 102 mit Ausnahme des Bereichs A₁ wirkt. Dieser effektiv© Fluiddruck kann wieder gleich

der halben Differenz zwischen dem höchsten Druck, also P,.und dem ,

niedrigsten Druck, alsoP₂, in dem Druckgefälle über diesen Bereich A_g " eingesetzt werden. Daher berechnet sich die Kraft F₀ mit den obiige-n

P3 - P2 . ^d

Definitionen zu: F₂ » (""^? ''^2* ^Die S^e3ara"^tie Kraft F^., welche

die Dichtungsplatten von den ihnen jeweils zugeordneten Tragplatten oder 17 wegzudrücken sucht, berechnet sich dann zu F., +F₀ bzw« zu

Bei vielen Anwendungsfällen für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung und insbesondere bei dem häufigsten Anwendungsfall· bei Energieaustauschanlagen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, ist der Druck P, für das Fluid in dem Niederdrucksystem, das durch die Niederdruck-Öffnung 94 zugeführt wird, so gering gegenüber dem Druck.P₁in dem Hochdrucksystem, daß die gesamte Druckkraft F., die' auf das Blatt* 102 wirkt, im wesentlichen gleich ( ■ μ ?■ )»A.. gesetzt werde» kann·

Unter den gleichen Betriebsbedingungen, d. h. bei Fluchten.der Rotorbohrungen 16 und 18 mit den Hochdruck- bzw. Niederdrucköffnungen 92 bzw. 94 in den Dichtungsplatten wirkt eine Kraft F„_t auf die gegenüberliegende Seite 98 jeder Dichtungsplatte, die eine Folge des auf dieser gegenüberliegenden Seite lastenden Fluiddruokes ist. Diese Kraft F^ wirkt der in der oben beschriebenen Weise inwr auf das Blatt ausgeübten Kraft F. entgegen. Wie die Kraft W. kann auch die Kraft F_m in zwei Teilkräfte aufgelöst werden," die auf die Hochdruck- bzw. die Niederdruckgebiete wirken. So wirkt eine Kraft F_x auf den Bereich A, der Oberfläche 98, der innerhalb des O-Ringes 118 liegt, der im folgenden als Hochdruck-0-Ring bezeichnet werden soll, und diese Kraft ist

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gleich dem Druck P₁* in dem Hochdrucksystem multipliziert mit diesem Bereich A,. Sie berechnet sich also zui P, ■ V^,A~· ^In gleicher V/eise wirkt eine Kraft P. auf den Bereich A. der Oberfläche 98, der zwischen

4 4

den Niederdruck-O-Ringen 110 und 114 und außerhalb des Hochdruck-O-Ringes 118 liegt. Diese Kraft P. ist gleich dem Druck P in dem Niederdrucksystem multipliziert mit der Fläche des Bereichs A.. Zusammengefaßt erhält man also: F~ - F,+F,=?^ .P.. .Α,+Ρ,.Α,, wobei P. ■ bei Anwendungsfällen, in denen P, sehr klein ist gegenüber P₁ wie oben vernachlässigt werden kann.

Werden die Kräfte P. und P„ einander gleich, so wirkt keine resultierende Kraft auf die Dichtungsplatte 60, die diese in irgendeiner Richtung verschieben könnte. In diesem Falle gibt es auch keine Kraft - unter alleiniger Berücksichtigung der Pluiddrucke und unter Vernachlässigung der von den O-Ringen 110, 114 und 118 ausgeübten Druckkräfte - die das Blatt 102 in Dichtungskontakt mit der Endfläche Η des Rotors 10 bringen könnte, und ea kann zu Leckverlusten kommen. Damit liegt es auf der Hand, daß zur Erzielung einer Abdichtung an dieser Trennfuge eine positive Abdichtungskraft auf die Dichtungsplatte 60 in Richtung auf den Rotor 10 wirken muß, um das Blatt 102 zu Dichtungskontakt mit der Endfläche 21 der Tragplatte 17 zu bringen. Soll die Erzeugung dieser resultierenden Kraft allein durch den Fluiddruck geschaffen werden, so ist es ohne weiteres klar, daß die Kraft P dann größer werden muß als die Kraft F., und da die Druckparamater P₁, P_ und P, festliegen und bekannt sind, verbleiben dann allein die zugehörigen Faktoren in Form der Fläche der Gebiete A₁, A«» ^, und A. als selektiv zu verändernde Parameter für die Erzielung der gewünschten resultierenden Kraft.

Außer diesem ersten Erfordernis, die Kraft P_ größer zu machen als die Kraft F., um Leckverluste längs des Blattes 102 zu verhüten, ist Θ8 in manchen Anwendungsfällen für die erfindungsgemäße Dichtung erwünscht, den Betrag, um den die Kraft P_ die Kraft P. übersteigt, auf einem Minimalwert zu halten. Dies liegt daran, daß je größer die Kraft wird, die das Blatt 102 auf der Dichtungsplatte 60 gegen die Endfläche der Tragplatte 17 drückt, um so größer der Bedarf an Antriebskraft für

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die Rotation des Rotors 10 wird. Dieser Kraftbedarf ist ein äußerst wichtiger Gesichtspunkt bei solchen Anwendungsfällen einer Energieaustauschanlage wie bei der Wiedergewinnung von relativ reinem Wasser aus Salzlösungen mit Hilfe von Kristallisationsaustauschverfahren.

Zusammengefaßt gesehen, ist also die optimale Bauweise für die Dichtungsanordnung dannι wenn nur der Zustand betrachtet wird, bei dem die Mündungen der Rotorbohrungen 16 oder 18 mit der Hochdrucköffnung 92 in der Dichtungsplatte 6b fluchten, diejenige, bei der die resultierende Kraft F' * (F_T-P_t) positiv und minimal wird. Als erste Forderung erhält man daher die Beziehung κ

(1)

P — P P — P ¹ ^ ^^^

Unter der Annahme, daß der Druck P, im Niederdrucksystem im Vergleich zu dem Druck P₁ im Hochdrucksystem sehr klein ist, läßt sich Gleichung (1) reduzieren zu:

(2) F_n-F₁-F^P₁-A₅- - > 0.

Da ein wesentliches Ziel der Erfindung darin besteht, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, die eine effektive Fluiddiehtung arischen 3wei parallelen ebenen Flächen gewährleistet, dabei aber nixx einen minimalen Widerstand gegenüber Relativbewegungen dieser beiden Flächen gegeneinander entstehen läßt, liegt es auf der Hand, daß eine möglichst weitgehende Verkleinerung der Dichtungs- und Tragflächen des Blattes 102 erwünscht ist. Sobald einmal der Punkt in dem Druckgefälle £*-P₂ ^er~ reicht ist, wo die Minimaldruckisobare P„ des Gradienten gleich dem Außendruck wird, liegt es auf der Hand, daß eine weitere Erstreckung der DiehtnuigB- und Tragfläche des Blattes 102 über diese leobare hinaus unerwünscht ist. Aus Gleichung (2) kann man außerdem ersehen, daß dann, wenn der Druck P, klein ist gegenüber dem Druck P., der konstante Systemdruok P₁ aus dieser Gleichung eliminiert werden kann, und in diesem Falle ergibt sich als Bedingung für ein infiEitesiia&les Übersteigen des Wertes 0 durch die Kraft F^ daß die Flachs A₁ dee Blattes 102 rund um die Hochdrucköffnung 92 optimal ein wenig kleinar ist ale daa Doppelte der Fläche A^, die innerhalb dee Hoolidrack-ö-L.".agos 118 liegt.

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Behält der Druck P, einen im Vergleich zu dem Druck P^ beachtlichen Wert, dann muß die Konstruktion der Dichtungsanordnung auf der anfänglichen Aufzeichnung der Isobare P, auf dem Blatt 102 aufgebaut werden, um aus dieser die richtige Lage für die O-Ringe auf der Oberfläche 98 zu gewinnen und die Größe der Oberflächenbereiohe A, und A., richtig zu der Größe der Oberflächenbereiche A₁ und A₂ in Beziehung zu setzen.

Bei der obigen Art der Betrachtungen für den Aufbau der Dichtungsanordnung ist stets davon ausgegangen worden, daß die Bohrungen in dem Rotor 10 mit den Öffnungen 92 und 94 der Dichtungsplatte für die Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids fluchten. Die Verhältnisse ändern sich jedoch grundlegend in anderen Zeitpunkten während der Drehung des Rotors 10 gegenüber den Dichtungsplatten, die ja auf die jeweiligen Abschlußplatten attf$*Keilt sind. In diesem Zeitpunkt läuft die Mündung einer der Bohrungen 16 und 18 in der Tragplatte 17 über eine der Inseln 104 oder 106 des Blattes 102 an der Hochdrucköffnung, die unter hohem Druck stehendes Fluid führt. Die Öffnung der anderen Bohrung geht über die Insel 104 oder 106 auf der gegenüberliegenden Seite des Blattes 1C2, auf das Fluid mit niedrigem Druck P, wirkt.

Unter diesen Umständen lastet der volle Druck P. in dem Hochdrucksystem auf einem Bereich A₁- des Blattes 102, der das Gebiet direkt unter oder über der Öffnung der Mündung der jeweiligen Bohrung 16 oder 18 des Rotors 10, also eine dem Querschnitt dieser Mündung gleiche Fläche, und außerdem den Bereich des Blattes 102 umfaßt, der von der Bohrungsmündung überstrichen worden ist, während diese ausgehend von der Hochdrucköffnung 92 über das Blatt 102 gewandert ist. Dieser Bereich A₁-

5 ist in dem in Fig. 9 veranschaulichtem Diagramm dargestellt, und man

sieht, daß er etwa d'irch den Ausdruck:

2rd

angenähert werden kann, i^dein r den Radius der eich über die Insel 104 oder 106 bewegenden Bohrung und d den Abotand zwischen dem i.Iittelpunkt dieser Bohrung und der nächstliegendon Kante der Hochdrucköffnung 92 bedeuten, In diesem Falle lastet auf den Dichtungsplatten eine Kraft ^tJ=P₁ ·Afj, die sie von dem Rotor 10 und den daran angebrachten Trag-

,,V^-S ; 3Φ9 8 2 A / 1 3 3 2

«AD original

platten I5 und I7 wegzudrücken sucht.

Die gleichen Verhältnisse herrschen in einem Bereich Ag, der aus der mit der Mündung der Fluid mit dem niedrigen Druck P, führenden Bohrung 16 oder 18 fluchtenden Zone und dem Bezirk zwischen dieser Zone und der Iliederdrucköffnung 94 besteht. Die auf diesen Bereich Ag wirkende Kraft Fg ist gleich der Fläche des Bereiches Ag multipliziert mit dem Druck P, im Niederdrucksystem.

Außerhalb der Bereiche A^ und Ag, in denen die Drucke P₁ und P₁, herrschen, v/erden die oben beschriebenen Druckgradienten wirksam. Daher gibt es _Λ einen Bereich innerhalb der Ρ,,-Isobare und außerhalb der Bereiche A,- ™ und Ag, auf den der Druckgradient P₁-P* wirkt. Dieser Bereich ist im wesentlichen der gleiche wie der oben beschriebene Bereich A₁, nur umfaßt er die Bereiche A_c und k_c nicht mehr mit. Mit anderen Worten

5 0

ergibt sich dieser Bereich, in dem der Druckgradient P₁-P* wirksam wird, zu A₁-ApJ-Ag, und die Kraft F₇, die auf diesen Bereich wirkt, berechnet

sich zu —2— . (A₄-A,--A^.). Außerhalb der Isobare P, gibt es 2 1 5 ο 3

einen Bereich des Blattes 102, der einem Druckgradienten P*-P₂ ausgesetzt ist. Bei den meisten Anwendungefallen kann dieser Bereich dem oben beschriebenen Bereich A„ im wesentlichen gleichgesetzt werden. Die Kraft F_Q, die auf diesen Bereich in diesem Zeitpunkt wirkt, kann daher

^b ; P3 _ P₂
ausgedrückt werden, durchs F_ß= ( — )·Α₂·

Aus den vorstehenden Überlegungen ergibt sich, daß die Gesamtkraft F., die auf die jeweiligen Dichtungsplatten in dem Zeitpunkt, in dem die Mündungen der Bohrungen 16 und 18 über die Inseln IO4 und 106 laufen, von den mit dem Blatt 102 belegten Jeiten her einwirkt, sich ausdrücken läßt durch:

(3) F_t.F₅₊Fg₊F₇₊F₈ - P₁-A₅₊P₂-Ag + —¹^ -(A₁-A₅-A "

Kann man wieder den Druck P, gegenüber dem Druck P₁ vernachlässigen, so läßt sich Gleichung (3) vereinfachen zui

(4) F_t « P₁-A₊-I. (A₁-A-A₆).

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Ein Vergleich der sich für die beiden Fälle, daß die Rotorbohrungen · den Öffnungen 92 und 94 oder den Inseln 104 und 106 gegenüberstehen, ergebenden Werte für die Gesamtkraft F^ zeigt, daß F^. immer dann größer ist, wenn die Mündungen der Bohrungen im Rotor 10 mit den Inseln IO4 und I06 fluchten. Das heißt aber, daß auf die Dichtungsplatten eine größere Kraft wirkt, die von ihren jeweiligen Tragplatten wegzudrücken sucht, wenn die Öffnungen der Bohrungen 16 und 18 an den Inseln 104 und IO6 vorbeigehen, als wenn diese Bohrungen mit den Öffnungen 92 und 94 in den Dichtungsplatten fluchten. Dies gilt im übrigen unabhängig davon, ob die auf den Druck P, im Niederdrucksystem zurückgehenden Kräfte vernachlässigt werden können oder nicht.

In dem Zeitpunkt, in dem die Mündungen der Bohrungen 16 und 18 an den , Inseln IO4 und IO6 in dem Blatt 102 vorbeigehen, wirkt auf die gegenüber- *% liegende Seite der jeweiligen Dichtungsplatte eine der Kraft F. entgegengerichtete Kraft Fm, und diese Kraft F„ geht auf die von dem Hochdruckfluid und dem Mederdruckfluid ausgeübten Drucke zurück. Wie oben beschrieben, ist diese Kraft F- gleich der Summe zweier Teilkräfte Fq und F₁₀, die auf den Bereich der Oberfläche 98 innerhalb des Hochdruck-O-ßinges 118 bzw. auf einen zwischen den Niederdruck-O-Ringen und 114 und außerhalb des Hochdruck-O-Ringes 118 liegenden Bereich einwirken.

Die obigen Überlegungen zeigen, daß für eine Anlage der Dichtungsplatte 60 und 86 in Dichtungskontakt an die jeweiligen benachbarten Tragplatten 19 bzw. 21 die Kraft F größer sein muß als die Kraft F. und daß es für eine Minimalisierung der für die Drehung des Rotors 10 erforderlichen Antriebskraft erforderlich ist, daß die Kraft F-, nur infinitesimal größer ist als die Kraft F^. Daraue und aus dom oben Gesagtem folgt, daß die Kraft F„ für den Fall eines Fluchtens der Bohrungen in dem Rotor 10 und der Inseln I04 und 106 in dem Blatt 102 größer sein muß als für den Fall eines Fluchtens der Bohrungen 16 und 18 mit den Öffnungen 92 und 94, da im erateren Falle die Kraft F. · größer ist als im letzteren Falle, d. h. also, eine größere Kraft auf. jede Dichtungsplatte wirkt, die sie ·*· dem Rotor 10 wegzudrücken auoht, ao bald die Botorbohrungen en den Inaein 104 und 106 ö.ee Blattes 102 vorbeigehen, als wenn diese Bohrungen mit den öffnungen S)S laid 94 fluohten. ..jA.yii^fiÖ-'^'¹

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Da die Drucke P₁ und P, während des gesamten Betriebs der Anlage im wesentlichen konstant bleiben, folgt daraus wiederum, daß die von den O-Hingen 110, 114 und 118 eingeschlossenen Bereiche größer sein müssen, als dies erforderlich wäre, wenn es nur auf den Zustand ankäme, in dem die Bohrungen in dem Rotor 10 mit den Öffnungen 92 und 94 in den Dichtungsplatten fluchten. Mit anderen Worten müssen also alle Bereiche der Dichtungsanordnung^ auf die während des Betriebes der Energieaustauschanlage Fluiddruck zur Einwirkung kommt, auf den Fall abgestellt werden, in dem die Bohrungen in dem Rotor 10 über die Inseln 104 und 106 hinweggehen. Zur Erzielung der benötigten kleinen resultierenden Kraft F , die in diesem Zeitpunkt die Dichtungsplatten 60 und 86 auf den Rotor 10 zu drücken soll, ist es erforderlich, daß der Ausdruck:

P-P P — P

(5) f^J^ⁱ^

einen positiven Wert annimmt. Dieser Ausdruck läßt sich dabei für den Fall, daß der Druck P, sehr klein ist im Vergleich zu dem Druck P₁, vereinfachen zu:

[A I V WP Δ »Ρ A — ι I A -.A — A 1

\°/ yt Λ * X 4 K 9 ν "J ^AK &'*

Daher ist es, damit F den geforderten infinitesimal kleinen positiven Wert annimmt, erforderlich, daß der Bereich A, innerhalb des Hochdruck- ä

O-Ringes 118 infinitesimal größer ist als die Summe A,- + (-— ),

da der im Hochdrucksystem herrschende Druck P₁ einen konstanten Wert besitzt.

Wenn der Druck P, einen im Vergleich zu dem Druck P₁ nicht vernachlässig ·: en Wert behält, muß auf dem Blatt 102 die P -Isobare aufgezeichnet werden, damit die verschiedenen oben beschriebenen Gebiete passend definiert und die Größe der Tragfläche des Blattes 102 und die Lage der Q-Ringe 110, 114 und 118 entsprechend festgelegt werden können·

Wie sich aus den obigen Darlegungen ergibt, pendelt die resultierende Kraft F_n, welche die Dichtungsplatten auf den Rotor 10 au drückt, zwischen einem Miniinalwert, wann die Bohrungen in dem Rotor 10 mit den

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"Inseln 104 und 106 in den Dichtungsplatten fluchten, und einem Maximalwert, wenn die Bohrungen in dein Rotor 10 mit den. Hochdruck- bzw. Nie-Serdrucköffnungen 92 und 94 in den Dichtungsplatten zur Deckung kommen. Da keiner der verschiedenen Bereiche nach seiner Festlegung geändert werden kann, besteht lediglich die Möglichkeit, die Struktur der Dichtungsanordnung so zu wählen, daß die verschiedenen Gebiete die kleinstmögliche resultierende Kraft für die Anlage der Dichtungsplatten an den Rotor 10 ergeben, wenn die Bohrungen in dem Rotor 10 über die Inseln 104 und 106 in den Dichtungsplatten hinweggehen. Während des zweiten im Betriebsablauf möglichen Zustandes, bei dem'die Bohrungen in dem Rotor 10 mit den Öffnungen $2 und 94 in den Dichtungsplatten fluchten, nimmt diese resultierende Kraft zu, da die auf die Dichtungsplatte im Sinne einer Entfernung von dem Rotor 10 wirkende Kraft in diesem Zustand kleiner ist. Diese Zunahme der auf die Dichtungsplatten in diesem Zeitpunkt wirkenden resultierenden Kraft steigert auch die für die Drehung des Rotors 10 erforderliche Antriebskraft, und sollte daher nach Möglichkeit auf einem Minimalwert gehalten werden. Werden die Bereiche A,- und A,- in ihrer Große vermindert, so hat dies eine Verminderung- der Differenz zwischen den resultierenden Kräften zur Folge, die während der beiden verschiedenen Druckzustände in dem System auf die Dichtungsplatten zur Einwirkung kommen. Eine Betrachtung von Fig. 9 zeigt, daß sich eine Verminderung der Größe der Bereiche A,- und Α/- durch eine Verminderung der Breite der Inseln 104 und 106 zwischen den Öffnungen 92 und 94 auf einen Optimalwert erreichen läßt, der gerade ein wenig größer ist als die lichte Weite der Bohrungen in dem Rotor 10, die während des Betriebes der Anlage über die Inseln und 106 hinweggehen. Außerdem lassen sich die Bereiche A_c und Ls durch

5 ο

Verminderung der lichten V/eite der Bohrungen in dem Rotor 10 selbst vermindern. Dieser Weg zu einer Annäherung an eine Egalisierung der während der beiden verschiedenen Bstriebszustände auf die Dichtungsplatten wirkenden resultierenden ICräfte hnt jedoch den nachteiligen Effekt, daß auc,h die Kapazität der gesamten Anlage hinsichtlich des Fluidauetausches pro Zeiteinheit herabgesetzt wird.

Erwähnt sei noch, daß anstelle der 0-Ringe 110, 114 und 118 auf der Seite der Dichtungsplatte 60, auf der diese Ringe angeordnet sind, auch

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andere Diehtungselemente verwendet werden können» und ebenso lassen sich O-Ringe auf anders gestalteten Dichtungsplatten an anderen Stellen als den von den die Dichtungsplatten in Richtung auf den Rotor 10 drückenden Fluiddrucken beaufschlagten Oberflächenteilen anbringen. Unabhängig von der Art der jeweils verwendeten Dichtungselemente sollte jedoch der Gesamtbereich auf der Oberfläche 98 der Dichtungsplatte 60, auf den die Drucke P₁ und P-, zur Einwirkung kommen, so gewählt werden, daß sich ein Minimalwert für die positive Kraft ergibt, welche die Dichtungsplatte 60 während des Vorübergehens der Bohrungen in dem Rotor 10 an den Inseln I04 und 1O6 in der Dichtungsplatte 60 in Richtung auf den Rotor 10 zu drückt. Weiter sei an dieser Stelle angemerkt, % daß bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung die 0-Ringe 110, II4 und 118 als Energiespeicher oder Vorspannungselemente wirken, die unmittelbar beim Anlaufen des Rotors 10 eine statische Abdichtung zwischen dem Blatt 102 und der jeweils benachbarten Tragplatte 15 bzw. 17 bewirken. Anders ausgedrückt dienen die O-Ringe 110, 114 und 118 als eine Art von Vorspannungselement, das eine statische Abdichtung zwischen den Tragplatten 15 und 17 und den Dichtungsplatten bewirkt und so ein Austreten von Fluid verhindert, bevor die Rotation des Rotors 10 und die Übertragung von unter hohem und unter niederem Druck stehendem Fluid aus dem Rotor durch die Dichtungsplatten und 86 hindurch die auf die Fluiddrucke zurückgehenden Kräfte entstehen läßt, die in der oben beschriebenen Weise die minimale resultie- g rende Kraft hervorrufen, die während des Betriebs die gewünschte Abdichtung sicherstellt. Hervorgehoben sei hier, daß anstelle der O-Ringe 110, 114 und 118 auch andere Vorspannungselemente, wie beispielsweise zwischen den Dichtungsplatten 60 und 86 und den jeweiligen Abschlußplatten 34 und 36 angeordnete Federn Verwendung finden können.

Für den Bau der Dichtungsplatten 60 und ü6 ist es von Wichtigkeit, daß der Gesamtbereich der Oberfläche 98, der innerhalb des O-Singes 118 liegt, die relativ großen Bereiche 120 und 122 einschließt, die den Inseln 104 und IO6 auf der anderen Seite der Dichtungeplatte 60 genau gegenüberliegen. Auf diese Weise kommt die Stelle, an der Während des Uelaufs des Rotors 10 die größte Zunahme der auf das Blatt 102 einwirkenden resultierenden Kraft zu beobachten ist, genau der Stelle

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auf der anderen Seite der Diehtungsplatte gegenüber zu liegen, an der die größte Zunahme der in entgegengesetzter Richtung wirkenden Kraft auftritt. Auf diese Weise wird ein angenäherter lokaler Ausgleich der verschiedenen Kräfte auf beiden Seiten der Dichtungsplatten bewirkt, so daß Verbindungen, Verbiegungen oder Verzerrungen der Dichtungsplatten vermieden bleiben. In Fig. 9 und 10 ist die Art und V/eise schematisch veranschaulicht, in der die Drucke P₁ und P, im Bereich der Inseln 104 und 106 auf die Dichtungsplatten wirken. Fig. 9 zeigt dabei den Zustand, bei dem die Bohrungen in dem Eotor 10 mit den Öffnungen 92 und 94 in der Dichtungsplatte fluchten, während Fig.10 den Zustand widergibt, bei dem eine Rotorbohrung über eine der Inseln I04 oder IO6 hinweggeht.

Zur Veranschaulichung der Funktionsweise.der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung soll nunmehr kurz auf die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Anlage eingegangen werden, soweit diese mit dentArbeiten der Dichtungsanordnung zusammenhängt. Beim Betriebe eindr Energieaustauschanlage der in Fig. 1 dargestellten Art gibt es zwei Verfahrensflüssigkeiten, die im folgenden kurz als Flüssigkeit A und Flüssigkeit B bezeichnet werden sollen und die beide in einem industriellen Verfahren wie zum Beispiel einem Kristallisationsaustauschverfahren zur Gewinnung von Frischwasser aus Seewasser auftreten, wobei die· Flüssigkeiten A und B unter dem Druck V₇. bzw. dem Druck P₁ stehen und angenommen sei, daß der Druck P₁ der Flüssigkeit B wesentlich größer ist als der Druck P, der Flüssigkeit A.

Die unter dem Druck P, stehende Flüssigkeit A wird durch die Leitung dem Einlaßkanal 54 in der Absohlußplatte 36 der Anlage zugeführt. Der Auelaßkanal 72 in der Abschlußplatte 34 ist an einen Bereich relativ niedrigen Druckes angeschlossen, der in den meisten Fällen unter Atmosphärendruok stehen wird. Die Leitung 79 ist an eine Quelle für die unter dem hohen Sruok P. stehende Flüssigkeit B angeschlossen, und diese Flüssigkeit wird mit diesem Druok in den Einlaßkanal 78 " eingeführt. Der Auslaßkanal 62 und die damit verbundene Leitung 64 sind an einen geeigneten Fluidbehälter angeschlossen, der unter Druok stehendes Fluid aufnehmen und daher die in ihn von dem Auslaßkanal 62

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her eingespeiste unter Druck stehende Flüssigkeit B auffangen kann.

Ist die in Fig. 1 dargestellte Energieaustauschanlage in dieser Weise an Quellen für unter hohem Druck bzw. unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeiten B bew. A sowie an .Aififangbeh&lterX und an ein mit der freien Atmosphäre verbundenes Ventil angeschlossen, so läßt sie sich zur wirksamen Übertragung eines wesentlichen Teiles der gesamten Druckenergie der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit B auf die unter relativ niedrigem Druck stehende Flüssigkeit A verwenden. Liegt unter diesen Umständen der Druck P₁ bei mehr als etwa 35 kg/cm² (5OO*pds./sc[.in.) so läßt sich der Einfluß der unter niedrigem Druck stehenden Flüssigkeit A bei der Ermittlung der auf die Dichtungsplatten 60 und 86 wirkenden Kräfte für die Konstruktion dieser Dichtungsplatten entsprechend den oben erörterten Kriterien vernachlässigen. Sobald der Rotor 10 durch eine geeignete an die Antriebswelle 44 abgeschlossene Kraftquelle in Drehung versetzt wird, kommen die axialen Bohrungen 16 und 18 in dem Rotor 10 und in den Tragplatten 15 und 17 in abwechselnder Folge mit den bogenförmigen Hochdruck- und Niederdrucköffnungen 92 bzw. 94 in den Dichtungsplatten 60 und 86 zur Deckung. Wie man aus Fig. 1 ersieht, fluchtet bei dem dargestellten Zustand der Energieaustauschanlage die Niederdrucköffnung 94 i& der I^chtungsplatte 60 mit der Bohrung 16 in dem Rotor 10 und der Tragplatte 17» während ihr anderes Ende über die Tragplatte 15 mit der Niederdr-ucköffnung 94 in der Dichtungsplatte 86 in Verbindung steht. Zum gleichen Zeitpunkt fluchtet die Bohrung 18 in dem Rotor 10 und den Tragplatten 15 bzw. 17 mit den Hochdrucköffnungen 92 in den beiden Sichtungsplatten 60 und 86, In diesem Augenblick während des Betriebes der Anlage fließt die unter dem relativ niedrigen Druck P,, stehende Flüssigkeit i zunächst in den Kanal 54 in der Abachlußplatte 36 und von dort über die Niederdrucköffnung 94 in der Dichtungaplatte 60 und die Tragplatte 17 in die Bohrung 16 in dem Rotor 10. Ein Austritt der Flüssigkeit A zwischen der Dichtungsplatte 60 und der Tragplatte 17 wird durch das Blatt 102 verhindert» das wie oben beschrieben aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten und hoher Scherfestigkeit besteht. Ein Verlust an Flüssigkeit A zwischen dor Dichtungsplatte 60 und der Endfläche 58 der Abschlußplatte 36 dagegen ν/Λ.ν-τ durch den

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0-Ring 110 ausgeschlossen. Der O-Ring II4 wiederum verhindert ein Austreten von Flüssigkeit A zwischen der Dichtungsplatte 60 und der Antriebswelle 44 für den Rotor 10. Die Dichtungsplatte 60 oder genauer das auf ihrer der Tragplatte 17 zugekehrten Oberfläche angebrachte Blatt 102 wird dabei durch die infolge des von der von der Bohrung 18 in dem Rotor 10 her durch die Hochdrucköffnung $2 in der Dichtungsplatte hindurchgehende unter hohem Druck stehende Flüssigkeit B hervorgerufenen Druckes auf die Dichtungsplatte einwirkende resultierende Kraft in weiter unten näher beschriebener Yfeise mit der Endfläche 21 der Tragplatte 17 in abdichtender Berührung gehalten.

Zum gleichen Zeitpunkt, in dem die unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit A in die Bohrung 16 in dem Rotor 10 eintritt, gelangt ein Teil der Flüssigkeit B, die zuvor in dem Teil der Bohrung 16 links von der Kugel 28 eingeschlossen ist, mit dem Ventil oder der unter niedrigem Druck stehenden Umgebung in Verbindung und kann über die Niederdrucköffnung 94 in der Dichtungsplatte 86 und den mit der Leitung 76 verbundenen Auslaßkanal 72 abgeführt werden. Dies geschieht natürlich, wenn die Kugel 28 sich in der Bohrung 16 unter dem Einfluß der unter relativ niedrigem Druck stehenden Flüssigkeit A nach links verschiebt, die auf der rechten Seite dieser Bohrung eintritt.

In diesem Zeitpunkt tritt an der linken Seite der Bohrung 18 in dem Rotor 10 über die Leitung 79, den Einlaßkanal 78 und die Hochdrucköffnung 92 in der Dichtungsplatte 86 unter relativ hohem Druck stehende Flüssigkeit B ein. Während die unter dem hohen Druck P₁ stehende Flüssigkeit B durch die Dichtungsplatte 86 hindurchgeht, läßt der auf die ihm ausgesetzten Oberflächen auf den beiden Seiten der Dichtungs->. platte 86 einwirkende Flüssigkeitsdruck die oben beschriebenen resultierenden Kräfte F_t und F₃, entstehen. In diesem Augenblick ergibt sich jedoch aus diesen Flüssigkeitsdrucken, wie oben ausführlich erläutert, eine große resultierende Kraft, welche die Dichtungeplatte 86 gegen die Endfläche I9 der Tragplatte 15 drückt, so daß sich eine flüssigkeitedichte Abdichtung durch das mit dieser Endfläche I9 der Tragplatte 15 in Berührung stehende Blatt 102 ergibt. Gleichzeitig wird ein Austritt von Flüssigkeit rund um die Dichtungsplatte 86 aus der

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Hochdrucköffnung 92 durch dieKzwTicKen dem O-Eing 118 und der Dichtungsplatte auf der einen Seite und zwischen diesem O-Ring und der ihm gegenüberliegenden Endfläche der Abschlußplatte 34 auf der anderen Seite verhindert.

Sowie die unter dem hohen Druck P₁ stehende Flüssigkeit B ir. die Bohrung 18 von deren linker Seite her eindringt, wird die Kugel JO nach rechts verschoben. Dadurch wird die auf der rechten Seite der Bohrung 18 eingeschlossene Flüssigkeit A entfernt, die zuvor in diese Bohrung eingeflossen ist, als diese Bohrung die in Fig. 1 für die Bohrung 16 dargestellte und beschriebene Lage eingenommen hat. Dieser Eintritt von Flüssigkeit A findet naturgemäß zu einem früheren Zeitpunkt während der Drehbewegung des Rotors 10 statt. Das fortgesetzte Einwirken der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit B auf die linke Seite der Kugel 30 treibt diese Kugel schließlich in der Bohrung 18 vollkommen nach rechts und führt, zu einer vollkommenen Entfernung der unter relativ niedrigem Druck stehenden Flüssigkeit A aus dieser Bohrung bei einem Druck, der nur um ein geringes kleiner ist als der hohe Druck der Flüssigkeit B. Dabei sei daran erinnert, daß die Flüssigkeit A aus der Bohrung 18 in ein Auffanggefäß abgeführt wird, das die Flüssigkeit A unter einem den atmosphärischen Druck übersteigenden Druck festzuhalten vermag. Auf diese weise wird die Flüssigkeit A über die Hochdrucköffnung 92 in der Dichtungsplatte 60 bei einem relativ hohen Druck entfernt, und der Ausgleich der durch die verschiedenen Flüsaigkeitsdrucke erzeugten Kräfte vollzieht sich in der oben beschriebenen Weise. Da sich der Rotor 10 und die Dichtungsplatte 60 in diesem Augenblick in einer solchen Lage befinden, daß die Bohrung 18 mit der Hoohdrucköffnung 92 fluchtet, wirkt auf die Dichtungsplatte 6ö eins relativ hohe resultierende Kraft F , die diese Dichtungsplatte in Richtung auf den Rotor 10 zu drückt und ihr Blatt 102 zu dichtendem Kontakt mit der Endfläche 21 der Tragplatte I7 bringt. Während dieses Zeitabschnitts der Drehung des Rotors 10, bei dem die Bohrungen 16 und 18 mit ihren jeweiligen Niederdruck- bzw. Hochdrucköffnungen in den Dichtungsplatten 60 und 86 fluchten,wird der größte Reibungswiderstand für die Rotation auf den Rotor 10 ausgeübt. Dennoch ist es erwünscht, wenn die Öffnungen $2 und 94 einen großen Teil des gesamten

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" Kreisumfanges der Endflächen der Dichtungsplatten 60 und 86 ausmachen, da dies eine größere Verweil- und Umkehrzeit für die Kugeln28 und 50 in ihren jeweiligen Bohrungen 16 und 18 zuläßt und die gesamte Anlage mit höherem Wirkungsgrad arbeiten läßt.

Wenn der Rotor 10 sich weiter dreht, kommen die Bohrungen 16 und 18 außer Deckung mit ihren zugehörigen Hochdruck- "bzw. Niederdrucköffnung'en 92 bzw. 94· 3fe Verlaufe dieser Bewegung überstreichen die Bohrungen 16 und 18 die Inseln 104 und 106 des Blattes 102. Schließlich kommen die Bohrungen 16 und 18 zum Fluchten mit den Inseln 104 und 106, und in diesem Augenblick entsteht eine starke Zunahme der gesamten auf die Dichtungsplatten 60 und 86 im Sinne ihrer Entfernung von den Endflächen des Rotors 10 einwirkenden Gesamtkraft_f und außerdem kommt es zu einer lokalen Konzentration dieser gesteigerten Kraft an der Stelle der Inseln 104 und 106» Um dieserZunahme der auf die Dichtungsplatten 60 und 86 in diesem Zeitpunkt einwirkenden Kraft entgegenzuwirken, wird der Hochdruck-O-Ring 118 auf ,jeder der Bichtwngs⁵-platten 60 und 86 über das Ende der Hochdrucköffnungen ?2 hinaus erstreckt, so daß der Druck im Hochdrucksystem auch in diesem Zeitpunkt weiterhin auf die Bereiche 120 und 122 innerhalb des Hochdruck-O-Ringes 118 und an jedem Ende der Hochdrucköffnungen $2 jeder Dichtungsplatte einwirkt. Auf diese Weise wird auf diese beiden Stellen auf der Oberfläche 98 jeder Dichtungsplatte 60 und 86 eine zusatzliche Kraft ausgeübt, die der auf die Inseln 104 und IO6 beim Vorbeigang der Bohrungen 16 und 18 ausgeübten Kraft entgegen.virkt. Die Inseln I04 und I06 werden dabei nur so groß gemacht, daß sie eine vollkommene Unterbrechung des Flüssigkeitstransportes von den Bohrungen 16 und 18 durch die Öffnungen in den Dichtungsplatten für die. Umkehr der Richtung der Druckdifferenz gewährleisten können, wenn sich diese Bohrungen aus einer Deckung mit dem Hechdrucksystem an einem bestimmten Bohrungsende zu einer Deckung mit dam Niederdrucksystem verschieben.

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Claims

Patentansprüche

1 .JDichtungsanordnun.g für die Endflächen zweier relativ zueinander beweglicher Körper mit Fluiddruck führenden inneren Kanälen, die an den ia wesentlichen parallelen und ebenen Endflächen der Körper münden und bei deren Relativbewegung periodisch miteinander in Verbindung koiu&en, gekennzeichnet durch eine Dichtungeplatte mit parallelen, ebenen Endflächen und mindestens einer durchgehenden Öffnung, die unter Fluchten ihrer öffnung mit der Mündung des inneren Kanals auf den ersten der beiden Körper aufgekeilt ist, und durch zwei auf den beiden Endflächen der Dichtungsplatte rund um deren Öffnung gefestigte Dichtungselemente, von denen das erste, auf der ^ dem zweiten Körper zugewandten Endfläche der Dichtungsplatte angeordnete aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten und hoher Scherfestigkeit besteht und eine die Endfläche des zweiten Körpers abdichtend berührende, monoplanare Tragfläche aufweist und die beide gemeinsam die Fluiddruck aus den inneren Kanälen der beiden Körper ausgesetzten Bereiche auf den beiden Endflächen der Dichtungeplatte so festlegen, daß die auf den Fluiddruck zurückgehende, die monoplanare Tragfläche des ersten Dichtungselements an die Endfläche des zweiten Körpers anlegende resultierende Kraft eiseß positiven Hinimalwert annimmt, wenn die Öffnung in der Diehtuagsglatta nicht mit der Mündung de· inneren Kanals in dem zweiten Körper fluchtat.

2· Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, " daß das erste Dichtungselement ein auf die Endfläche der Sichtungsplatte rund um deren öffnung aufgeklebtes dünnes Blatt aus einem Material mit einem dynamischen Eeibungskoeffizienten in Luft von weniger als 0,20, einer Zugfestigkeit bei ca. 23 ⁰C (73 ⁰F) von mindvse^ans 420 kg/cm (6OOO pdß./eq.,in.) und einer endgültigen Zugdehnuni: bei ca. 23 ⁰C (73°F) von etwa 4 bis etwa 6 fo ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungselement aua einem Polyimidharz besteht.

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4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyimidharz mit Graphit imprägniert ist.

5» Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsplatte eine dae erste Dichtungselement haltende und gegen Gleitbewegungen auf ihrer Endfläche eichernde Rippe aufweist*

6« Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtungselement einen rund um die öffnung in der Dichtungeplatte angebrachten O-Eing aus elastomerem Material aufweist.

7* Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Hing einen Bereich der dem ersten Körper zugewandten Endfläche der Dichtungsplatte umschließt, der einem Bereich der anderen Endfläche der Dichtungsplatte gegenüberliegt, den ein innerer Kanal in dem «weiten Körper während der Relativbewegung der beiden Körper überstreicht.

8» Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dichtungeplatte und der Endfläche des Körpers, auf den sie aufgekeilt ist, ein elastisches Element angeordnet ist, das die Dichtungaplatte in Sichtung auf die Endfläche des zweiten Körpers drückt.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element ein aus elastomere» Material bestehender Teil des «weiten Dichtungselements ist.

10. Dichtungselement nach Anspruch β oder 9, dadurch gekennzeichnet, dafl das elastische Eleaent ein O-Hing aus elastomere» Material ist, der die öffnung in dsr Dichtuaggplatte uagibt und über deren Endfläche hinaussteht.

11. Dichtungselement nach eines der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung in der Dichtungeplatte einen gekrümmten Verlauf aufweist.

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12. Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in der Dichtungsplatte einem Kreisbogen folgt.

15. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsplatte zwei auf einem gemeinsamen Kreis liegende, jedoch voneinander getrennte Öffnungen aufweist.

14. Dichtungsanordnung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Öffnungen in der Dichtungsplatte symmetrisch zueinander liegen.

15. Dichtungsanordnung nach Anspruch I5 oder Η, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtungselement einen Bereich auf der dem ersten Dichtungselement gegenüberliegenden Endfläche der Dichtungsplatte umschließt, der zwischen den Öffnungen in der Dichtungsplatte gelegene Abschnitte enthält.

16. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsplatte auf die Endfläche des ersten Körpers mittels eines von dieser ausgehenden Käfigflansches aufgekeilt ist, der in mindestens eine Öffnung der Dichtungsplatte hineinragt.

17. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungselement eine die Öffnung in der Dichtungsplatte umgebende und dazu parallele, freiliegende Tragfläche aufweist und das zweite Dichtungselement ein auf der dem ersten Dichtungselement gegenüberliegenden Endfläche der Dichtungsplatte angeordneter O-Iiing aus elastomerem Material ist, der einen solohen Bereich dieser Endfläohe rund um die Mündung der Kanäle in der Endfläche des ersten Körpers einschließt, daß der von diesen Kanälen ausgehend· Fluiddruck in jedem Zeitpunkt während der Relativbewegung der Körper die Dichtungeplatte von dem ersten Körper wegdrüokt und damit die Tragfläche des ersten Dichtungaelements dichtend an die Endfläche de· aweiten Körpers anpreßt.

18. Dichtungsanordnung nach einem der Aneprüohe 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,'daß die freie Oberfläche des (

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•zwischen dem Ein- und Zweifachen der Fläche des von einem auf der gegenüberliegenden Endfläche der Dichtungsplatte rund um deren Öff- ' nung angeordneten O-Hing eingeschlossenen Bereichs "beträgt.

19« Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 t>is 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Endfläche einer Dichtungsplatte mit zwei durchgehenden Öffnungen und zwei dazwischenliegenden, von den Kanälen in dem einen Körper während der Relativbewegung der beiden Körper überstrichenen Inseln der Größe A,- bzw. Ag zwei erste Dichtungselemente mit ebenen Tragflächen der Größe A₁ angeordnet sind und auf der anderen Endfläche der Dichtungsplatte zweite Dichtungselemente rund um jede Öffnung einen Von dem zugehörigen Kanal her mit Fluiddruck beaufschlagten Bereich der Größe A, begrenzen, wobei zwischen A₁, A,, A,- und Ag die Beziehung gilt, daß A, um einen infinitesimalen Betrag größer ist als die Summe A,- + y (A₁-A₁₅-Ag).

20. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19» gekennzeichnet durch ihre Verwendung in Verbindung mit einer Energieaustauschanlage, die einen Rotor mit zu seiner Drehachse senkrechten ebenen Endflächen und mehreren durchgehenden acheparallelen Bohrungen und ein Paar feststehender, den Endflächen des Rotors parallel gegenüberstehender Abschlußplatten mit mindestens je zwei durchgehenden Kanälen aufweist, wobei zwischen jeder Abschlußplatte und der ihr gegenüberstehenden Endfläche des Rotors eine feststehende Dichtungsplatte mit einem Paar jeweils mit einem ier Kanäle in der zugehörigen Abschlußplatte fluchtender und mit den Bohrungen im Rotor während dessen Drehung periodisch in Verbindung kommender Öffnungen und zwei zwisohen den Öffnungen liegenden Inaein, die mit den umlaufenden Bohrungen im Rotor jeweils paarweise zur Deckung kommen, sowie zwisohen der jeweiligen Dichtungsplatte und der ihr gegenüberstehenden Endfläche des Rotors erste Diohtungselemente und awisohen der jeweiligen Abschlußplatte und der zugehörigen Dichtungeplatte sweite Dichtungeelemente angeordnet sind, die jeweils eine Öffnung in der augehörir gen Dichtungsplatte umgeben.

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