DE202009008088U1

DE202009008088U1 - Mechanical seal with pressure-protected monitoring device

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Publication number: DE202009008088U1
Application number: DE200920008088
Authority: DE
Original assignee: Burgmann Industries GmbH and Co KG
Current assignee: EagleBurgmann Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2019-06-11

Abstract

Gleitringdichtung umfassend
– wenigstens ein Paar zusammenwirkender Gleitringe (3, 4), von denen einer zur gemeinsamen Drehung mit einem rotierenden Bauteil (2) vorgesehen ist und der andere an einem stationären Bauteil (10) gegen eine Drehung mit dem rotierenden Bauteil (2) drehgesichert gehalten ist, und
– eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines Betriebszustandes der Gleitringdichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Überwachungseinrichtung einen Sensor (9), eine Hülse (7) und einen Stift (8) umfasst, wobei der Stift (8) in der Hülse (7) angeordnet ist und mit der Hülse (7) fest verbunden ist, und wobei der Stift (8) frei durch das stationäre Bauteil (10) geführt ist, wobei der Sensor derart mit dem Stift in Wirkverbindung steht, dass der Sensor eine örtliche Versetzung des Stiftes erfasst, und wobei die Hülse (7) fest an dem stationären Bauteil (10) fixiert ist und ein freier Endbereich der Hülse (7) mit dem stationären Gleitring (4) in Kontakt...Mechanical seal comprising
- At least one pair of cooperating seal rings (3, 4), one of which is provided for common rotation with a rotating component (2) and the other on a stationary component (10) against rotation with the rotating member (2) is held secured against rotation , and
A monitoring device for monitoring an operating state of the mechanical seal,
characterized in that
the monitoring device comprises a sensor (9), a sleeve (7) and a pin (8), wherein the pin (8) is disposed in the sleeve (7) and fixedly connected to the sleeve (7), and wherein the pin (8) is guided freely through the stationary component (10), wherein the sensor is in operative connection with the pin such that the sensor detects a local displacement of the pin, and wherein the sleeve (7) fixed to the stationary component (10) is fixed and a free end portion of the sleeve (7) with the stationary seal ring (4) in contact ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung mit einer druckgeschützten Überwachungseinrichtung, um eine Überwachung eines Betriebszustandes der Gleitringdichtung zu ermöglichen.The The present invention relates to a mechanical seal with a pressure-protected monitoring device to a monitoring allow an operating condition of the mechanical seal.

Gleitringdichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Im Betrieb einer Gleitringdichtung treten zwischen den Gleitringen Reibkräfte auf. Die Höhe der Reibkräfte hängt dabei davon ab, ob sich die Gleitflächen berühren, oder ob zwischen den Gleitflächen ein Schmiermittelfilm vorhanden ist. Unter dem Begriff „Schmiermittelfilm” ist nicht nur ein Film aus einem flüssigen Medium, sondern bei gasgeschmierten Gleitringdichtungen auch ein Gasfilm zu verstehen. Insbesondere bei gasgeschmierten Gleitringdichtungen sind sehr hohe Drücke eines abzudichtenden, gasförmigen Mediums möglich. Aus der DE-20 2007 001 223.3 U ist eine Überwachungseinrichtung für eine Gleitringdichtung bekannt, welche eine im Drehkraftfluss zwischen einem stationären Bauteil und dem rotierenden Gleitring vorgesehene Kraftmesseinrichtung aufweist. Die Kraftmesseinrichtung ist am stationären Gleitring dabei an einem druckentlastenden Bereich hinter einer Nebendichtung angeordnet. Diese bekannte Überwachungseinrichtung eignet sich jedoch nur für flüssige Medien und nicht für gasförmige Medien, bei denen auch der stationäre Gleitring an seiner dem Dichtspalt abgewandten Rückseite ebenfalls mit dem Druckmedium in Kontakt steht.Mechanical seals are known from the prior art in a variety of configurations. During operation of a mechanical seal, frictional forces occur between the sliding rings. The amount of frictional forces depends on whether the sliding surfaces touch, or whether between the sliding surfaces a lubricant film is present. The term "lubricant film" is to be understood as meaning not only a film from a liquid medium, but also a gas film in the case of gas-lubricated mechanical seals. Especially with gas-lubricated mechanical seals very high pressures of a gaseous medium to be sealed are possible. From the DE-20 2007 001 223.3 U a monitoring device for a mechanical seal is known, which has a provided in the torque flow between a stationary component and the rotating seal force measuring device. The force measuring device is arranged on the stationary seal ring at a pressure-relieving area behind a secondary seal. However, this known monitoring device is only suitable for liquid media and not for gaseous media in which the stationary slide ring is also in contact with the pressure medium at its rear side facing away from the sealing gap.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine Überwachungseinrichtung aufweist, die eine Anwendung bei Gleitringdichtungen erlaubt, welche auch an einer Gleitringrückseite mit dem unter Druck stehenden, abzudichtenden Medium in Kontakt sind.It is therefore an object of the present invention, a mechanical seal to provide, which with a simple structure and simple, inexpensive to produce a monitoring device having an application allowed on mechanical seals, which also on a Gleitringrückseite in contact with the pressurized medium to be sealed are.

Diese Aufgabe wird durch eine Gleitringdichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.These Task is performed by a mechanical seal with the characteristics of Claim 1 solved. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Die Erfindung entkoppelt dabei einen Druckbereich an der Gleitringdichtung von einem Messsensor der Überwachungseinrichtung, so dass der Messsensor nicht durch die hohen Drücke des abzudichtenden Mediums beschädigt werden kann. Der Sensor nimmt dabei Reibkräfte im Dichtspalt zwischen dem stationären und dem rotierenden Gleitring auf, wobei die aufgenommenen Reibkräfte einen Rückschluss auf die tribologischen Verhältnisse im Dichtspalt erlauben. Hierdurch kann eine Aussage gemacht werden, ob eine gewünschte vollständige Ausbildung eines Schmiermittelfilmes im Dichtspalt (keine bzw. geringe Reibkräfte) vorliegt, bzw. ob der Schmiermittelfilm nicht oder nur in unzulänglicher Weise vorhanden ist (mit dem Grad der unzulänglichen Schmiermittelfilmbildung steigen die Reibkräfte an). Erfindungsgemäss umfasst die Überwachungseinrichtung einen Sensor, eine Hülse und einen Stift, wobei der Stift in der Hülse angeordnet ist. Der Stift ist fest mit der Hülse verbunden und frei durch ein stationäres Bauteil geführt. Der Sensor ist dabei in einem Atmosphärenbereich der Gleitringdichtung angeordnet, so dass keine Beschädigung des Sensors aufgrund zu hoher Druckkräfte auftritt. Das freie Ende des Stiftes befindet sich dabei mit dem Sensor in Wirkverbindung, und ein erstes Ende der Hülse ist mit dem stationären Bauteil fluiddicht verbunden, und ein freier Endbereich (anderes Hülsenende) der Hülse ist mit dem stationären Gleitring in Kontakt. Somit können, wenn am stationären Gleitring Reibkräfte aufgrund eines unzulänglichen Schmiermittelfilmes auftreten, diese Reibkräfte über die Hülse und den Stift auf den Sensor übertragen werden. Der Sensor kann somit die Reibkräfte im Atmosphärenbereich der Gleitringdichtung erfassen und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugen. Somit kann ein Belastungszustand bzw. eine zu erwartende Restlebensdauer der Gleitringdichtung mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, wenn beispielsweise die momentan gemessenen Verhältnisse mit Ergebnissen aus Vergleichsversuchen oder Erfahrungswerten als Referenzgrössen verglichen werden. Dies kann beispielsweise in einer Steuereinheit erfolgen. Erfindungsgemäss kann auch eine unerwünschte Festkörperreibung zwischen den Gleitringen in einem sehr frühen Stadium lange vor einem dadurch bedingten übermässigen Verschleiss der Gleitflächen erfasst werden, so dass frühzeitig geeignete Gegenmassnahmen eingeleitet werden können. Besonders bevorzugt werden auch weitere Betriebsparameter der Gleitringdichtung, wie z. B. Temperatur, Druck, Drehzahl, Dichtspaltweite usw. erfasst und der Steuereinheit zugeführt. Dadurch kann ein umfassendes Bild über den momentanen Zustand der Gleitringdichtung und einer zu erwartenden Restlebensdauer erhalten werden.The Invention decouples a pressure range on the mechanical seal from a measuring sensor of the monitoring device, so that the measuring sensor is not affected by the high pressures of the sealed Medium can be damaged. The sensor takes on Frictional forces in the sealing gap between the stationary and the rotating seal ring, wherein the recorded friction forces a conclusion on the tribological conditions allow in the sealing gap. This can be a statement made whether a desired complete education of a Lubricant film in the sealing gap (no or low friction forces) is present, or whether the lubricant film is not or only inadequate is present (with the degree of inadequate lubricant filming increase the frictional forces). According to the invention the monitoring device a sensor, a sleeve and a pin, wherein the pin is disposed in the sleeve is. The pin is firmly connected to the sleeve and free passed through a stationary component. The sensor is in an atmosphere area of the mechanical seal arranged so that no damage to the sensor due too high pressure forces occurs. The free end of the pen is thereby in operative connection with the sensor, and a first End of the sleeve is with the stationary component fluid-tight, and a free end portion (other sleeve end) the sleeve is with the stationary slip ring in Contact. Thus, if at the stationary slip ring Frictional forces due to an inadequate lubricant film occur these frictional forces on the sleeve and the pin be transferred to the sensor. The sensor can thus the frictional forces in the atmospheric region of the mechanical seal capture and generate a corresponding output signal. Thus, can a load condition or an expected remaining life of the Mechanical seal can be determined with high accuracy when For example, the currently measured conditions with Results from comparative experiments or empirical values as reference quantities be compared. This can for example be in a control unit respectively. According to the invention may also be an undesirable Solid friction between the slip rings in a very early stage long before a consequent excessive Wear of the sliding surfaces are detected so early appropriate countermeasures can be initiated. Especially preferred Other operating parameters of the mechanical seal, such as z. As temperature, pressure, speed, sealing gap width, etc. recorded and supplied to the control unit. This can give a full picture about the current state of the mechanical seal and one to be expected Remaining life.

Der Sensor der Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ein Kraftsensor oder ein Abstandssensor, insbesondere ein optischer Abstandssensor. Durch beide Sensorarten kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Positionsänderung des freien Endes des Stiftes, welche ein Indikator für vorhandene Reibkräfte an den Gleitflächen der Gleitringe ist, erfasst werden.Of the Sensor of the monitoring device is preferably a Force sensor or a distance sensor, in particular an optical Distance sensor. By both types of sensors can be simple and inexpensive Way a change in position of the free end of the pin, which is an indicator of existing friction forces on the sliding surfaces of the sliding rings is detected.

Um einen möglichst kompakten Aufbau bereitzustellen, ist im stationären Gleitring vorzugsweise eine Ausnehmung gebildet, in welcher das freie Ende der Hülse angeordnet ist. Die Hülse ist vorzugsweise derart in der Ausnehmung des stationären Gleitringes angeordnet, dass sie ohne Vorspannung in der Ausnehmung, aber mit Kontakt zu einem Wandbereich der Ausnehmung angeordnet ist. Hierdurch ist die Hülse spielfrei in der Ausnehmung positioniert, so dass schon bei Auftreten von geringen Reibkräften zwischen den Gleitringen, welche zu einer Umfangskraft am stationären Gleitring führen, die Kräfte sofort auf die Hülse übertragen werden und von der Hülse dann auf den Stift übertragen werden.In order to provide the most compact possible construction, a recess is preferably formed in the stationary sliding ring, in which the free end of the sleeve is arranged. The sleeve is preferably arranged in such a way in the recess of the stationary seal ring, that they without bias in the recess, but is arranged with contact to a wall portion of the recess. As a result, the sleeve is positioned without play in the recess, so that even at low friction forces between the slip rings, which lead to a circumferential force on the stationary seal ring, the forces are transmitted immediately to the sleeve and then transferred from the sleeve to the pin.

Besonders bevorzugt weist die Hülse an ihrem freien Ende einen verdickten, d. h. verbreiterten Bereich auf, welcher sich mit dem stationären Gleitring in Kontakt befindet. Hierdurch wird erreicht, dass lediglich das äusserste Ende der Hülse mit dem stationären Gleitring in Kontakt ist, so dass sich eine Hebelwirkung bei Auftreten von Umfangskräften am stationären Gleitring an der derart gebildeten Hülse ergibt. Hierdurch wird eine Verstärkung des Ausschlages der Hülse und des Stiftes erreicht. Weiter bevorzugt weist ein mittlerer Hülsenbereich eine reduzierte Wandstärke und/oder einen reduzierten Aussendurchmesser auf.Especially Preferably, the sleeve has a thickened at its free end, d. H. widened area, which coincides with the stationary Sliding ring is in contact. This ensures that only the outermost end of the sleeve with the stationary one Sliding ring is in contact, so that there is a leverage effect of circumferential forces on the stationary seal ring the sleeve thus formed results. This will be a Reinforcement of the rash of the sleeve and the Pen reached. More preferably, a middle sleeve portion a reduced wall thickness and / or a reduced outside diameter on.

Um eine besonders gute Übertragung und insbesondere eine Kraftverstärkung zu ermöglichen, weist der Stift ebenfalls ein verdicktes Ende auf, welches in der Hülse am freien Ende der Hülse mittels einer Presspassung mit der Hülse verbunden ist. Somit kann der Stift sicher in der Hülse an einer Position fixiert werden, die im wesentlichen dem äusseren Ende der Hülse entspricht.Around a particularly good transmission and in particular a power amplification to allow the pin also has a thickened End up in the sleeve at the free end of the sleeve is connected by means of a press fit with the sleeve. Thus, the pin can securely in the sleeve at a position be fixed, which is essentially the outer end of the Sleeve corresponds.

Die Hülse ist vorzugsweise mit einem geschlossenen Boden ausgebildet, um sicher zu verhindern, dass unter Druck stehendes Medium in den Atmosphärenbereich der Gleitringdichtung gelangt.The Sleeve is preferably formed with a closed bottom, to safely prevent pressurized medium in the atmosphere area the mechanical seal passes.

Die erfindungsgemässe Gleitringdichtung wird vorzugsweise als Gasdichtung verwendet, bei der üblicherweise der stationäre Gleitring auch an seiner der Dichtfläche entgegenliegenden Rückseite mit dem gasförmigen Druckmedium umspült ist.The Inventive mechanical seal is preferably as Gas seal used, which is usually the stationary one Sliding ring also at its the sealing surface opposite Washed back with the gaseous pressure medium is.

Nachfolgend wird ein bevorzugte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following is a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing in detail. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic sectional view of a mechanical seal according to an embodiment of the invention,

2 eine vergrösserte Schnittansicht der Überwachungseinrichtung der Gleitringdichtung in einer Schnittebene senkrecht zu der in 1 dargestellten Schnittebene, ohne Einwirken einer Umfangskraft, und 2 an enlarged sectional view of the monitoring device of the mechanical seal in a sectional plane perpendicular to the in 1 sectional plane shown, without the action of a peripheral force, and

3 eine Schnittansicht der Überwachungseinrichtung gemäss 2, wobei eine Umfangskraft auf die Überwachungseinrichtung wirkt. 3 a sectional view of the monitoring device according to 2 , wherein a peripheral force acts on the monitoring device.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird eine Gleitringrichtung 1 gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.With reference to the 1 to 3 becomes a slide ring direction 1 according to a preferred embodiment of the invention described in detail.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Gleitringdichtung 1 als rotierendes Bauteil eine Welle 2, an der eine erste rotierende Buchse 15 und eine zweite rotierende Buchse 16 angeordnet sind. Die beiden Buchsen 15, 16 halten einen rotierenden Gleitring 3, damit dieser gemeinsam mit der Welle 2 rotiert. Ferner umfasst die Gleitringdichtung 1 einen stationären Gleitring 4, welcher über eine stationäre Buchse 11 mit einem stationären Bauteil 10 verbunden ist. Zwischen dem rotierenden Gleitring 3 und dem stationären Gleitring 4 ist in bekannter Weise ein Dichtspalt 5 vorgesehen, um einen Atmosphärenbereich 18 von einem Druckbereich 17 abzudichten. Der stationäre Gleitring 4 ist auf der stationären Buchse 11 in axial beweglicher Weise angeordnet, wobei eine Nebendichtung 12, auf welche eine axiale Vorspannkraft über einen axialen Vorspannring 13 aufbringbar ist, vorgesehen ist. Die Nebendichtung 12 dichtet an der stationären Buchse 11 gegenüber dem Druckbereich 17 ab. Die dargestellte Gleitringdichtung 1 ist eine sog. Gasdichtung, welche ein im Druckbereich 17 befindliches, unter hohem Druck stehendes Gas an der Welle 2 abdichtet.How out 1 it can be seen comprises the mechanical seal 1 as a rotating component, a shaft 2 at the first rotating bush 15 and a second rotating sleeve 16 are arranged. The two sockets 15 . 16 hold a rotating seal ring 3 so that this together with the shaft 2 rotates. Furthermore, the mechanical seal comprises 1 a stationary seal ring 4 , which has a stationary socket 11 with a stationary component 10 connected is. Between the rotating seal ring 3 and the stationary seal ring 4 is in a known manner a sealing gap 5 provided to an atmospheric area 18 from a printing area 17 seal. The stationary seal ring 4 is on the stationary socket 11 arranged in an axially movable manner, with a secondary seal 12 to which an axial biasing force via an axial biasing ring 13 is applied, is provided. The secondary seal 12 seals at the stationary socket 11 opposite the pressure area 17 from. The illustrated mechanical seal 1 is a so-called gas seal, which one in the pressure range 17 high-pressure gas at the shaft 2 seals.

Die Gleitringdichtung 1 umfasst ferner eine Überwachungseinrichtung 6, welche im Detail in den 2 und 3 ersichtlich ist. Die Überwachungseinrichtung 6 umfasst eine einseitig geschlossene Hülse 7, einen Stift 8 und einen Sensor 9. Der Sensor 9 ist, wie aus 1 ersichtlich ist, im Atmosphärenbereich 18 angeordnet, so dass er nicht dem im Druckbereich 17 herrschenden hohen Druck ausgesetzt ist. Die Überwachungseinrichtung 6 befindet sich mit dem stationären Gleitring 4 in Kontakt. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist im stationären Gleitring 4 eine Ausnehmung 14 vorgesehen, in welcher die Hülse 7 angeordnet ist. An einer der Ausnehmung 14 entsprechenden Position ist im axialen Vorspannring 13 ebenfalls eine Ausnehmung 13a vorgesehen. Die Hülse 7 weist ein freies Ende mit einem verdickten Bereich 7a auf, welcher sich mit einer Wand der Ausnehmung 14 in Kontakt befindet. Alternativ ist es auch möglich, dass zwischen der Hülse 7 und dem stationären Gleitring 4 eine formschlüssge Verbindung vorgesehen ist. Die Hülse 7 ist mittels einer Presspassung 19 im stationären Bauteil 10 befestigt. Mittels einer Presspassung 20 ist weiter der Stift 8 in der Hülse 7 befestigt. Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Hülse 7 ein geschlossenes freies Ende auf, und am Ende des Stiftes 8 ist ein Befestigungsbereich 8a mit einem grösseren Durchmesser als der restliche Durchmesser des Stiftes 8 vorgesehen. Somit ist der Stift 8 ausschliesslich in der Hülse 7 im Bereich des freien Endes der Hülse 7 befestigt. Das freiliegende zweite Ende des Stiftes 8 befindet sich in Wirkverbindung mit einem Sensor 9. Der Sensor 9 ist beispielsweise ein optischer Abstandssensor und erfasst einen Abstand A zwischen einem Ende des Sensors 9 und dem Stift 8.The mechanical seal 1 further comprises a monitoring device 6 which in detail in the 2 and 3 is apparent. The monitoring device 6 includes a sleeve closed on one side 7 , a pen 8th and a sensor 9 , The sensor 9 is how out 1 is apparent in the atmosphere 18 so that it is not in the pressure range 17 is subjected to high pressure. The monitoring device 6 is located with the stationary seal ring 4 in contact. How out 2 it can be seen is in the stationary seal ring 4 a recess 14 provided in which the sleeve 7 is arranged. At one of the recess 14 corresponding position is in the axial preload ring 13 also a recess 13a intended. The sleeve 7 has a free end with a thickened area 7a on, which is with a wall of the recess 14 in contact. Alternatively, it is also possible that between the sleeve 7 and the stationary seal ring 4 a positive connection is provided. The sleeve 7 is by means of a press fit 19 in the stationary component 10 attached. By means of a press fit 20 is still the pen 8th in the sleeve 7 attached. How out 2 it can be seen has the sleeve 7 a closed free end on, and at the end of the pin 8th is a mounting area 8a with a larger diameter than the remaining diameter of the pin 8th intended. Thus, the pen 8th exclusively in the sleeve 7 in the Be rich of the free end of the sleeve 7 attached. The exposed second end of the pen 8th is in operative connection with a sensor 9 , The sensor 9 For example, is an optical distance sensor and detects a distance A between one end of the sensor 9 and the pen 8th ,

Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der restliche Durchmesser des Stiftes 8 ohne den Befestigungsbereich 8a derart gewählt, dass der Stift 8 einen ausreichenden Abstand zu einer Innenwandung der Hülse 7 sowie zu einem Wandbereich einer Durchgangsbohrung 10a, welche im stationären Bauteil 10 ausgebildet ist und durch welche der Stift 8 hindurchgeführt ist, aufweist.How out 2 it can be seen is the remaining diameter of the pin 8th without the attachment area 8a chosen so that the pin 8th a sufficient distance to an inner wall of the sleeve 7 and to a wall portion of a through hole 10a , which in the stationary component 10 is formed and through which the pin 8th passed through, has.

Die Funktion der erfindungsgemässen Gleitringdichtung 1 ist dabei wie folgt:The function of the mechanical seal according to the invention 1 is as follows:

2 zeigt den unbelasteten Zustand des stationären Gleitringes 4. D. h. in diesem Zustand wirken keine Reibkräfte zwischen dem rotierenden Gleitring 3 und dem stationären Gleitring 4. Somit ist ein ausreichender Schmiermittelfilm mittels eines gasförmigen Mediums im Dichtspalt 5 vorhanden. Ein Abstand A zwischen dem Ende des Sensors 9 und dem Stift 8 bleibt konstant. 2 shows the unloaded state of the stationary seal ring 4 , Ie. In this state, no frictional forces between the rotating seal ring act 3 and the stationary seal ring 4 , Thus, a sufficient lubricant film by means of a gaseous medium in the sealing gap 5 available. A distance A between the end of the sensor 9 and the pen 8th stay constant.

Wenn, wie in 3 gezeigt, nun eine Kraft F aufgrund einer Reibung zwischen dem rotierenden Gleitring 3 und dem stationären Gleitring 4 auf den stationären Gleitring 4 wirkt, wirkt diese Kraft auch auf die Hülse 7. Dadurch wird das freie Ende mit dem verdickten Bereich 7a aus einer Mittellage, welche durch die Achse Y-Y angedeutet ist, leicht versetzt. Da der Stift 8 fest mit der Hülse 7 verbunden ist, und der Stift 8 lediglich an einem Ende an der Hülse 7 befestigt ist wird auch dieser Stift 8 aus der Mittellage Y-Y versetzt. Hierbei kann ein grosser Biegewinkel auf den Stift 8 übertragen werden und somit eine Verstärkung der Versetzung der Hülse 7 erreicht werden. Dadurch können insbesondere auch minimale Kräfte schon durch die gewissermassen vorhandene Übersetzung aufgrund der jeweils nur einseitigen Befestigung der Hülse 7 und des Stiftes 8 erfasst werden. In 3 ist zur Verdeutlichung noch die Mittellinie Z-Z des Stiftes 8 eingezeichnet, welche aufgrund der auf die Hülse 7 und den Stift 8 einwirkenden Umfangskraft F aus der Mittelachse Y-Y verdreht wurde. In 3 ist dabei die Umfangskaft F am stationären Gleitring 4 so stark, dass der Abstand A, welcher noch im unbelasteten Zustand von 2 vorhanden war, vollständig verschwunden ist und ein Kontakt zwischen dem Sensorende 9 und dem Stift 8 vorhanden ist.If, as in 3 now shown a force F due to a friction between the rotating seal ring 3 and the stationary seal ring 4 on the stationary slip ring 4 acts, this force acts on the sleeve 7 , This will make the free end with the thickened area 7a from a central position, which is indicated by the axis YY, slightly offset. Because the pen 8th firmly with the sleeve 7 connected, and the pen 8th only at one end to the sleeve 7 attached is also this pin 8th offset from the middle layer YY. This can be a large bending angle on the pin 8th be transferred and thus an increase in the displacement of the sleeve 7 be achieved. As a result, in particular even minimal forces already by the extent existing translation due to the only one-sided attachment of the sleeve 7 and the pen 8th be recorded. In 3 is for clarification still the center line ZZ of the pin 8th drawn on the basis of the sleeve 7 and the pen 8th acting circumferential force F from the central axis YY was twisted. In 3 is the peripheral force F at the stationary seal ring 4 so strong that the distance A, which is still in the unloaded state of 2 was present, completely disappeared and contact between the sensor end 9 and the pen 8th is available.

Um eine bessere Verbiegung der Hülse 7 zu ermöglichen, weist die Hülse 7 zwischen dem verdickten Bereich 7a und dem Bereich, in welchem die Hülse 7 mittels Presspassung 19 im stationären Bauteil 10 befestigt ist, einen Bereich 7b mit reduziertem Durchmesser und einer reduzierten Wandstärke auf. Hierdurch kann ein elastisches Verbiegen der Hülse 7 sichergestellt werden. Nach Wegfall der Kraft stellt sich die Hülse 7 und der Stift 8 wieder in den Ausgangszustand zurück. Somit weist die Überwachungseinrichtung 6 ein zweiteiliges Kraftübertragungselement, umfassend die Hülse 7 und den Stift 8, auf. Da der Stift 8 nur am äussersten Ende der Hülse 7 befestigt ist, wird ein maximaler Biegewinkel der Hülse 7 auf den Stift 8 übertragen. Aufgrund der Länge des Stiftes 8 ergibt sich dann eine entsprechende Übersetzung des Biegewinkels und gewissermassen eine Verstärkung der Auslenkung des Stiftes 8 im Bereich des Sensors 9, so dass eine auf den stationären Gleitring 4 wirkende Umfangskraft F sicher erfasst werden kann und insbesondere auch schon kleine Reibkräfte zwischen den Gleitringen erfasst werden können.To better bend the sleeve 7 to allow the sleeve 7 between the thickened area 7a and the area in which the sleeve 7 by means of press fitting 19 in the stationary component 10 attached is an area 7b with reduced diameter and a reduced wall thickness. This allows an elastic bending of the sleeve 7 be ensured. After elimination of the force, the sleeve 7 and the pen 8th back to the original state. Thus, the monitoring device 6 a two-part power transmission element comprising the sleeve 7 and the pen 8th , on. Because the pen 8th only at the extreme end of the sleeve 7 is fixed, a maximum bending angle of the sleeve 7 on the pen 8th transfer. Due to the length of the pen 8th then results in a corresponding translation of the bending angle and to some extent an amplification of the deflection of the pin 8th in the area of the sensor 9 so that one on the stationary slip ring 4 acting circumferential force F can be securely detected and in particular even small frictional forces between the slip rings can be detected.

Die erfindungsgemässe Gleitringdichtung wird bevorzugt bei Kompressor-Gasdichtungen oder Kraftwerksdichtungen verwendet. Aufgrund der dort üblicherweise im Druckbereich 17 herrschenden Druck-, Temperatur- und Medienverhältnisse war es bislang im Stand der Technik nicht möglich, dort einen Sensor zur Drehmomenterfassung zu platzieren.The inventive mechanical seal is preferably used in compressor gas seals or power plant seals. Because of there usually in the pressure range 17 prevailing pressure, temperature and media conditions, it has not been possible in the prior art, there to place a sensor for torque detection.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202007001223 U [0002]

Claims

Mechanical seal comprising - at least one pair of interacting seal rings ( 3 . 4 ), one of which for common rotation with a rotating component ( 2 ) and the other on a stationary component ( 10 ) against rotation with the rotating component ( 2 ) is held rotationally secured, and - a monitoring device for monitoring an operating state of the mechanical seal, characterized in that the monitoring device is a sensor ( 9 ), a sleeve ( 7 ) and a pen ( 8th ), the pen ( 8th ) in the sleeve ( 7 ) and with the sleeve ( 7 ) and the pen ( 8th ) freely through the stationary component ( 10 ), wherein the sensor is in operative connection with the pin such that the sensor detects a local displacement of the pin, and wherein the sleeve ( 7 ) fixed to the stationary component ( 10 ) is fixed and a free end portion of the sleeve ( 7 ) with the stationary sliding ring ( 4 ) is in contact.

Mechanical seal according to claim 1, characterized in that the sensor ( 9 ) is a distance sensor or a force sensor.

Mechanical seal according to one of the preceding claims, characterized in that the stationary sliding ring ( 4 ) a recess ( 14 ), in which the free end portion of the sleeve 7 is arranged.

Mechanical seal according to one of the preceding claims, characterized in that the free end region of the sleeve ( 7 ) as a thickened area ( 7a ) is trained.

Mechanical seal according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 7 ) a middle sleeve area ( 7b ) with reduced wall thickness.

Mechanical seal according to one of the preceding claims, characterized in that the pin ( 8th ) a fastening area ( 8a ) with an enlarged diameter and between the mounting area ( 8a ) and an inner wall portion of the sleeve ( 7 ) an interference fit ( 20 ) is available.

Mechanical seal according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve is closed on one side Sleeve is.

Mechanical seal according to one of the preceding claims, characterized in that a central axis of the sleeve ( 7 ), a central axis of the pen ( 8th ) and a central axis of a through-bore ( 10a ) in the stationary component ( 10 ) in the unloaded state of the stationary seal ring ( 4 ) lie on a common axis (YY).

Mechanical seal assembly for a gaseous Medium, comprising a mechanical seal according to one of the preceding Claims.