DE19904761A1 - Sealing system for the rotor drive shaft at a paper fiber suspension preparation assembly has a housing with ring lip seals filled with a sealing/lubricating mass to prevent escape of suspension and reduce shaft wear - Google Patents

Sealing system for the rotor drive shaft at a paper fiber suspension preparation assembly has a housing with ring lip seals filled with a sealing/lubricating mass to prevent escape of suspension and reduce shaft wear

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Abstract

The sealing system for a shaft (2), at an assembly for the preparation of paper fiber suspensions, has a seal housing around it with at least two sealing rings (3,3',4) which mainly bridge the radial gap between the housing and the shaft (2). The free radial gap extends axially between adjacent sealing rings (3,3',4) which can be filled with a viscous sealing or lubricating mass (M) while the assembly is working. The mass (M) is a lubricating grease, which is not used for the lubrication of the roller or sliding bearings. The amount of grease mass (M) fed into the sealing is adjustable on a time basis, using an automatic dosing system to force the sealing/lubricating mass (M) through a channel (6) into the sealing zone from a grease supply point, in vols. set by time. The sealing ring (4) closest to the paper fiber suspension, as a lip seal with grooves (13), forms a sealing gap (5') against the shaft with a gap width (a) of 0.1-2.0 mm, and at least one further sealing ring (3,3'), as at least one lip seal, is in contact with the shaft (2). Pref. all the sealing rings (3,3',4) are lip seals. Neighboring sealing rings (3,3',4) are separated axially from each other by at least one distance ring (7). A ring zone is free between the distance ring (7) and the shaft (2) to hold the sealing or lubricating mass (M). The sealing structure is a coherent component unit to be mounted in position.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of the claim 1.

Maschinen zur Bearbeitung einer Papierstoffsuspension werden in der Papierindustrie verwendet. Wenn sie mit einem Rotor versehen sind, dessen Antriebswelle durch Teile der Maschine nach außen geführt wird, müssen sie mit einer Wellenabdichtung versehen sein. Diese verhindert, daß Teile der Papierstoffsuspension an der Wellendurchführung nach außen austreten. Ein wichtiges Beispiel für eine Maschine zur Bearbeitung einer Faserstoffsuspension ist der Stofflöser. Er dient dazu, einen eingetragenen papierfaserhaltigen Rohstoff mif Wasser zu versetzen und bis zu einem bestimmten Zerkleinerungszustand aufzulösen. Stofflöser benötigen mindestens ein Auflöseorgan mit einem antreibbaren Rotor, der in dem Gemisch aus Wasser und eingetragenem Papierstoff eine Umlaufströmung erzeugt. Da der Rotor des Stofflösers unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, muß seine Antriebswelle beim Durchtritt durch die Behälterwand des Stofflösers abgedichtet sein. Dazu wird in der Regel eine Stopfbüchse verwendet, welche bekanntlich bei zunehmendem Verschleiß nachgestellt wird.Machines for processing a pulp suspension are used in the paper industry used. If they are equipped with a rotor, its drive shaft through parts If the machine is led outside, it must be sealed with a shaft be provided. This prevents parts of the stock suspension on the Exit the shaft bushing to the outside. An important example of a machine the pulper is used to process a fiber suspension. It serves one registered raw material containing paper fiber with water and up to one dissolve certain crushing state. Dissolvers need at least one Dissolver with a drivable rotor, which is in the mixture of water and input paper creates a circulation flow. Because the rotor of the pulper is arranged below the liquid level, its drive shaft must Passage through the container wall of the pulper must be sealed. This is done in the Usually a stuffing box is used, which is known to increase wear is adjusted.

Vorrichtungen der hier betrachteten Art können bisher nur zuverlässig arbeiten, wenn sie mit einem ständigen Sperrwasserstrom betrieben werden. Das Sperrwasser wird so in die Wellenabdichtung eingeführt, daß es zwischen den Packungen der Stopfbüchse und der Welle bzw. Wellenschonbüchse in Richtung zur Papierstoffsuspension strömt. Dadurch wird das Eindringen von Papierstoffsuspension in den Bereich der Wellenabdichtung verhindert. Ohne das Sperrwasser können Papierfasern in den Dichtspalt eindringen. Dabei würden sie entwässert und dann als relativ feste Masse die Dichtpackungen beschädigen. Auch faserfremde Störstoffe (Glassplitter, Metallteile) sowie feine abrasive Feststoffteilchen, etwa Sand oder Füllstoffe (Kaolin), müssen von den Dichtpackungen fern gehalten werden.Devices of the type considered here have so far only been able to work reliably if they are operated with a constant flow of sealing water. The sealing water is like this inserted into the shaft seal that there is between the packings of the stuffing box and the shaft or shaft sleeve flows in the direction of the pulp suspension. This prevents the penetration of pulp suspension in the area of Shaft sealing prevented. Without the sealing water, paper fibers can enter the Penetrate sealing gap. They would be drained and then as a relatively solid mass  Damage the packing. Also foreign fibers (glass fragments, metal parts) as well as fine abrasive solid particles, such as sand or fillers (kaolin), must from be kept away from the packing.

Der stetige Sperrwasserstrom muß durch verhältnismäßig sauberes Wasser, meistens sogar Frischwasser, gespeist werden und führt zu einer ständigen unkontrollierbaren Verdünnung der Papierstoffsuspension. Falls aus Ersparnisgründen der Sperrwasserstrom zu gering eingestellt wird, führt das zu einem erhöhten Verschleiß oder gar zu einem Versagen der Maschine. Wird dagegen zu reichlich Sperrwasser zugegeben, ist zwar die Funktion der Wellenabdichtung gewährleistet, der Stoff wird aber unnötig verdünnt und der Wasserverbrauch unnötig hoch.The constant flow of sealing water has to go through relatively clean water, mostly even fresh water, are fed and leads to a constant uncontrollable Dilution of the pulp suspension. If for reasons of saving the If the sealing water flow is set too low, this leads to increased wear or even failure of the machine. On the other hand, it becomes too much sealing water Admittedly, the function of the shaft seal is guaranteed, the material is but diluted unnecessarily and water consumption unnecessarily high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, welche ohne einen stetigen Sperrwasserstrom betrieben werden kann.The invention has for its object a reliable device specified type to create, which operated without a constant flow of sealing water can be.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1 solved.

Die bei der erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung vorgesehene Fett- oder Dichtmittelfüllung erfüllt mehrere Aufgaben gleichzeitig.The fat or provided in the device designed according to the invention Sealant filling fulfills several tasks at the same time.

Erstens verhindert sie weitestgehend das Eindringen von Flüssigkeit und Feststoffteilchen in den Dichtbereich;
zweitens lassen sich bei der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung ein oder mehrere Ringvolumen schaffen, die mit der Masse gefüllt sind und in denen eventuell dennoch eingedrungene Fasern oder Feststoffteilchen aufgenommen werden können, ohne daß sie den Betrieb der Maschine stören. In diesen angesprochenen Ringvolumina werden sie nämlich nicht gegen umlaufende Teile gedrückt, was zu Verschleiß führen würde;
drittens ist das Nachspeisen der Masse in den Dichtspalt sehr einfach einstellbar und kann so vorgenommen werden, daß höchstens ein ganz minimaler Anteil der Masse in die Faserstoffsuspension hineingedrückt wird. First, it largely prevents liquid and solid particles from entering the sealing area;
secondly, in the sealing device according to the invention, one or more ring volumes can be created which are filled with the mass and in which fibers or solid particles which have penetrated can nevertheless be accommodated without disturbing the operation of the machine. In these ring volumes, they are not pressed against rotating parts, which would lead to wear;
thirdly, the refilling of the mass into the sealing gap can be set very easily and can be carried out in such a way that at most a very minimal proportion of the mass is pressed into the fiber suspension.

Als Dichtringe können mit Vorteil Lippendichtungen, oft auch Simmerringe genannt, verwendet werden. Sie sind reibungsarm und wartungsfrei und haben bei Verwendung in der erfindungsgemäßen Wellenabdichtung eine lange Lebensdauer. Sie können Flucht- und Winkelfehler der Welle eher ohne Schaden überstehen als z. B. Stopfbüchsen.Lip seals, often also called Simmerrings, can advantageously be used as sealing rings be used. They are low-friction and maintenance-free and when used in the shaft seal according to the invention has a long service life. You can escape and withstand shaft angular errors without damage rather than e.g. B. stuffing boxes.

Die Erfindung und ihre Vorteile wird beschrieben anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The invention and its advantages are described with reference to drawings. Show:

Fig. 1 den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, schematisch; Figure 1 shows a section through a device according to the invention, schematically.

Fig. 2 + 3 spezielle Formen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Detail; Fig. 2 + 3 special forms of the device according to the invention, detail;

Fig. 4 Ansicht eines Stofflösers. Fig. 4 view of a pulper.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche ein Dichtungsgehäuse 1 aufweist, in das eine Anzahl von Dichtringen eingesetzt ist. Bei der hier dargestellten Einbausituation dient die Wellenabdichtung dazu, eine von unten in einen nur teilweise gezeigten Stofflöser 10 eingeführte Welle 2 abzudichten. In vielen Fällen weist die Welle eine Schonbüchse auf, welche bei der hier vorgenommenen funktionellen Betrachtung der Abdichtung als Teil der Welle 2 anzusehen ist. Die Welle trägt einen ebenfalls nur teilweise gezeichneten Rotor 9, der bei Betrieb des Stofflösers von Suspension umgeben ist. Die Suspension drückt von oben in den Bereich zwischen Welle 2 und Dichtungsgehäuse 1. Das Dichtungsgehäuse ist hier mit insgesamt fünf Dichtringen versehen, wobei ein erster Dichtring 4 der Suspension am nächsten steht und die Dichtringe 3, 3', 3"; 3''' in entsprechender Reihenfolge von oben nach unten folgen. Der erste Dichtring 4 läßt zur Welle 2 einen engen Dichtspalt 5' frei. Das heißt, er berührt sie nicht. Es ist aber denkbar und in vielen Fällen von Vorteil, hier eine berührende Dichtung zu verwenden.The illustration in FIG. 1 shows the device according to the invention, which has a seal housing 1 , into which a number of sealing rings are inserted. In the installation situation shown here, the shaft seal serves to seal a shaft 2 which is inserted from below into a pulper 10 which is only partially shown. In many cases, the shaft has a protective sleeve, which is to be regarded as part of the shaft 2 in the functional consideration of the seal. The shaft carries a rotor 9 which is also only partially drawn and which is surrounded by suspension when the pulper is in operation. The suspension presses from above into the area between shaft 2 and seal housing 1 . The seal housing is here provided with a total of five sealing rings, a first sealing ring 4 being closest to the suspension and the sealing rings 3 , 3 ', 3 "; 3 "''following in an appropriate order from top to bottom. The first sealing ring 4 permits Shaft 2 has a narrow sealing gap 5 ', which means that it does not touch it, but it is conceivable and in many cases advantageous to use a contact seal here.

Zwischen benachbarten Dichtringen befindet sich zumeist ein Distanzring 7, der die Dichtringe auseinanderhält. Im Bereich der Dichtringe bzw. Distanzringe verbleiben mehrere ringförmige Volumina, welche als freie Radialspalte 5 bezeichnet werden. Diese freien Radialspalte 5 stehen über Öffnungen oder Rillen in den Distanzringen 7 sowie über Kanäle 6 mit einer außen angebrachten Dosiervorrichtung 8 in Verbindung. Diese dient der Zufuhr einer Dicht- oder Schmiermasse M (hier nicht eingezeichnet) und kann mit Vorteil automatisiert sein.There is usually a spacer ring 7 between adjacent sealing rings, which holds the sealing rings apart. Several annular volumes remain in the area of the sealing rings or spacer rings, which are referred to as free radial gaps 5 . These free radial gaps 5 are connected to an outside metering device 8 via openings or grooves in the spacer rings 7 and channels 6 . This serves to supply a sealant or lubricant M (not shown here) and can advantageously be automated.

Die Wellenabdichtung und die Wellenlagerung 12 sind als getrennte Einheiten ausgebildet.The shaft seal and the shaft bearing 12 are designed as separate units.

Etwas detaillierter als in der Fig. 1 zeigt die Fig. 2 den Erfindungsgegenstand, und zwar insbesondere den der Suspension am nächsten liegende Bereich. Dabei ist der erste Dichtring 4 so ausgeführt, daß er zur Welle 2 einen Dichtspalt 5' mit der Spaltweite a bildet. In den Dichtring 4 sind hier einige Nuten 13 eingearbeitet, die mit der Dicht- oder Schmiermasse gefüllt sind, wodurch die Funktion des Dichtringes verbessert wird. Der Dichtring 4 kann z. B. auch aus Bronze oder einem verschleißfesten Kunststoff sein. Die darunterliegenden Dichtringe 3 und 3' sind dagegen als Lippendichtungen ausgebildet. Sie weisen mindestens eine elastische Lippe auf, die z. B. durch eine umlaufende Feder gegen die Welle angedrückt wird. Solche Lippendichtungen können so geformt sein, daß der Druck des abzudichtenden Mediums die Kraft verstärkt, mit der die Lippe gegen die Welle gedrückt wird. Bei der erfindungsgemäßen Wellenabdichtung sind die sich zwischen den Dichtringen und Distanzringen 7 bildenden Hohlräume mit einer Dicht- oder Schmiermasse M gefüllt.A little more detailed than in FIG. 1 shows FIG. 2 the subject matter of the invention, in particular the area closest to the suspension. The first sealing ring 4 is designed so that it forms a sealing gap 5 'with the gap width a to the shaft 2 . In the sealing ring 4 some grooves 13 are incorporated here, which are filled with the sealant or lubricant, whereby the function of the sealing ring is improved. The sealing ring 4 can, for. B. also be made of bronze or a wear-resistant plastic. The underlying sealing rings 3 and 3 ', however, are designed as lip seals. They have at least one elastic lip, which, for. B. is pressed against the shaft by a rotating spring. Such lip seals can be shaped so that the pressure of the medium to be sealed increases the force with which the lip is pressed against the shaft. In the shaft seal according to the invention, the cavities formed between the sealing rings and spacer rings 7 are filled with a sealing or lubricating compound M.

Eine weitere Möglichkeit, die Erfindung zu realisieren, zeigt die Fig. 3. In dieser ist auch der erste Dichtring 4, also der, der der abzudichtenden Suspension am nächsten steht, eine Lippendichtung. Diese Ausführungsform ist besonders einfach aufgebaut und kann Flucht- und Winkelfehler der Welle 2 besonders gut ausgleichen.A further possibility for realizing the invention is shown in FIG. 3. In this also the first sealing ring 4 , that is to say the one which is closest to the suspension to be sealed, is a lip seal. This embodiment is of particularly simple construction and can compensate for alignment and angular errors of the shaft 2 particularly well.

Fig. 4 zeigt in stark vereinfachter Form einen Stofflöser 10, welcher sich zur Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet. Es handelt sich dabei um einen aufrechtstehenden zylindrischen mit Faserstoffsuspension 11 gefüllten Behälter, in dessen Bodenblech sich der Rotor 9 befindet. Diese Suspension wird dadurch erzeugt, daß Papierstoff S über ein Förderband 14 eingetragen und mit Wasser aus dem Wasserzulauf 15 vermischt wird. Der Rotor 9 sitzt auf einer Welle 2, welche aus dem Bodenblech nach unten herausgeführt ist. Zum Antrieb dient eine Antriebseinheit 16, die auch die Wellenlagerung enthält. Die Abdichtung des Behälters am Durchtritt der Welle 2 gegenüber der unter dem Bodenblech liegenden Außenwelt wird durch eine erfindungsgemäße Wellenabdichtung vorgenommen, von der das Dichtungsgehäuse 1 angedeutet ist. Bei vergleichbaren Maschinen, die mit Faserstoffsuspension befüllt werden sollen, können erfindungsgemäße Vorrichtungen zur Abdichtung auch an der Seite angebracht werden. Insbesondere Sekundärstofflöser und Flachsiebsortierer werden oft mit seitlich angebrachten Rotoren angetrieben. FIG. 4 shows, in a highly simplified form, a pulper 10 which is suitable for using the device according to the invention. It is an upright cylindrical container filled with fiber suspension 11 , in the bottom plate of which the rotor 9 is located. This suspension is produced in that paper stock S is introduced via a conveyor belt 14 and mixed with water from the water inlet 15 . The rotor 9 is seated on a shaft 2 , which is guided downwards out of the base plate. A drive unit 16 , which also contains the shaft bearing, is used for the drive. The sealing of the container at the passage of the shaft 2 from the outside world lying under the floor panel is carried out by a shaft seal according to the invention, of which the seal housing 1 is indicated. In comparable machines which are to be filled with fiber suspension, devices for sealing according to the invention can also be attached to the side. Secondary solver and flat screen sorters in particular are often driven with laterally attached rotors.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Abdichten einer Papierstoffsuspension an einer Wellendurchführung einer Maschine, die zur Bearbeitung der Papierstoffsuspension dient, mit einem Dichtungsgehäuse (1), welches die Welle (2) an der abzudichtenden Stelle der Maschine auf einem Teil ihrer axialen Länge umgibt und mindestens zwei Dichtringe (3, 3', 4) aufweist, die den Radialspalt (5) zwischen dem Dichtungsgehäuse (1) und der abzudichtenden Welle (2) zumindest größtenteils überbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Radialspalt (5), der sich axial zwischen benachbarten Dichtringen (3, 3', 3", 3''', 4) erstreckt, mit einer auch bei Betrieb der Maschine nachfüllbaren viskosen Dicht- oder Schmiermasse (M) befüllbar ist.1. Device for sealing a pulp suspension on a shaft bushing of a machine that is used to process the pulp suspension, with a seal housing ( 1 ) which surrounds the shaft ( 2 ) at the point of the machine to be sealed over part of its axial length and at least two sealing rings ( 3 , 3 ', 4 ), which at least for the most part bridge the radial gap ( 5 ) between the seal housing ( 1 ) and the shaft ( 2 ) to be sealed, characterized in that the free radial gap ( 5 ), which is located axially between adjacent sealing rings ( 3 , 3 ', 3 ", 3 ''', 4 ), can be filled with a viscous sealant or lubricant (M) that can be refilled even when the machine is in operation. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ' dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht- oder Schmiermasse (M) ein Schmierfett ist.2. Device according to claim 1, ' characterized, that the sealant or lubricant (M) is a grease. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht- oder Schmiermasse (M) in der Wellenabdichtvorrichtung nicht auch zur Schmierung von Wälz- und Gleitlagern dient.3. Device according to claim 2, characterized, that the sealant or lubricant (M) in the shaft sealing device is not also used for the lubrication of rolling and plain bearings. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitbezogene Menge der nachgefüllten Dicht- oder Schmiermasse (M) einstellbar ist.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized, that the time-related amount of the filled sealant or lubricant (M) is adjustable. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Dosiervorrichtung (8) zum Nachfüllen angeschlossen ist, mit einem Vorrat an Dicht- oder Schmiermasse (M), aus dem eine einstellbare Menge pro Zeiteinheit über Kanäle (6) in den freien Radialspalt (5) gedrückt wird.5. The device according to claim 4, characterized in that an automatic metering device ( 8 ) is connected for refilling, with a supply of sealant or lubricant (M), from which an adjustable amount per unit time via channels ( 6 ) in the free radial gap ( 5 ) is pressed. 6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Papierstoffsuspension am nächsten stehende Dichtring (4) zur Welle (2) einen Dichtspalt (5') aufweist mit einer Spaltweite (a) zwischen 0,1 und 2 mm und daß mindestens ein weiterer Dichtring (3, 3', 3", 3''') die Welle berührt.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the closest to the paper suspension ring ( 4 ) to the shaft ( 2 ) has a sealing gap ( 5 ') with a gap width (a) between 0.1 and 2 mm and that at least one further sealing ring ( 3 , 3 ', 3 ", 3 ''') touches the shaft. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der der Papierstoffsuspension am nächsten stehende Dichtring (4) als Lippendichtung ausgeführt ist.7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the closest to the paper suspension ring ( 4 ) is designed as a lip seal. 8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Dichtringe (3, 3', 3", 3''') als Lippendichtung ausgeführt ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least part of the sealing rings ( 3 , 3 ', 3 ", 3 ''') is designed as a lip seal. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dichtringe (3, 3', 3", 3''', 4) als Lippendichtung ausgeführt sind.9. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that all sealing rings ( 3 , 3 ', 3 ", 3 ''', 4 ) are designed as a lip seal. 10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Dichtringe (3, 3', 3", 3''', 4) durch mindestens einen Distanzring (7) voneinander axial getrennt sind, wobei zwischen dem Distanzring (7) und der Welle (2) ein Ringraum zur Aufnahme der Dicht- oder Schmiermasse (M) frei bleibt.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent sealing rings ( 3 , 3 ', 3 ", 3 ''', 4 ) are axially separated from one another by at least one spacer ring ( 7 ), wherein between the spacer ring ( 7 ) and the shaft ( 2 ) an annular space for receiving the sealant or lubricant (M) remains free. 11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenabdichtvorrichtung als zusammenhängende, gesamthaft montierbare Baueinheit ausgebildet ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized, that the shaft sealing device as a coherent, collectively mountable Unit is formed.
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