DE2225259A1

DE2225259A1 - Wellendichtung

Info

Publication number: DE2225259A1
Application number: DE19722225259
Authority: DE
Inventors: Edward F Dedham Mass Doyle (V St A), LeFeuvre, Thomas, Ottawa, On tano (Kanada) P
Original assignee: Thermo Electron Corp
Current assignee: Thermo Fisher Scientific Inc
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1972-12-07
Also published as: DE2225259B2; FR2139980B1; GB1368875A; SE388919B; JPS5338373B1; IT955926B; US3740057A; FR2139980A1; CA1017378A; DE2225259C3

Description

Patentanwälte

65-18.8O1P(18.8O2H) 24. 5. 1972

THERMO ELECTRON CORP.. Waltham (Massachusetts)

V. St. A₀

Wellendichtung

Die Durchführung einer umlaufenden Welle durch das Gehäuse einer Kraft- oder Arbeitsmaschine wirft ein Dichtungsproblem auf, das besonders schwierig ist, wenn die Drücke innerhalb oder außerhalb des Gehäuses beträchtlich schwanken, so daß zuerst der eine und danach der andere der beiden Drücke höher ist. Eine höchst wirksame Dichtung ist erforderlich, um Durchfluß aus der Umgebung in das Gehäuse und Durchfluß aus dem Gehäuse in die Umgebung zu verhindern.

Dieses Problem stellt sich bei der Welle einer Entspannungsmaschine in einer Kraftanlage nach dem Rankine-Kreislauf. Dort wird eine Antriebswelle durch das Gehäuse der Entspannungsmaschine hindurchgeführt und zum Antrieb

65-(Ser.No. 148 O27)-Bgn-r (7)

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einer Maschine benutzt. Im Betrieb der Kraftanlage schwankt der im Gehäuse der Entspannungsmaschine herrschende Druck über einen weiten Bereich, der sich oberhalb und unterhalb des das Gehäuse umgebenden Druckes, d. h. des Umgebungs-Luftdruckes, erstreckt. In langen Stillstandszeiten fällt infolge der im Stillstand der Maschine eintretenden Abkühlung der Druck im Gehäuse auf einen wesentlich unter dem Außenluftdruck liegenden Wert ab. Es ist wichtig, Durchfluß aus der Entspannungsmaschine in die Umgebungsluft und aus der Umgebung in die Entspannungsmaschine zu verhindern.

Innerhalb des Gehäuses der Entspannungsmaschine befinden sich die Arbeitsflüssigkeit der nach dem Rankine-Kreislauf arbeitenden Kraftanlage sowie ein oder mehrere Schmiermittel. Beide sind dort, wo die Welle durch das Gehäuse der Entspannungsmaschine geht, vorhanden. Die Arbeitsflüssigkeit ist so teuer, daß ihre Erhaltung eine für lohnenden Betrieb der Kraftanlage nach dem Rankine-Kreislauf wichtige Angelegenheit wird. Ferner muß eine bestimmte günstigste Menge Arbeitsflüssigkeit im Kreislauf aufrechterhalten werden, damit die Anlage bei bestem Wirkungsgrad arbeiten kann. Wenn der Druck im Gehäuse höher als der Außenluftdruck ist, dann sucht das im Gehäuse befindliche Arbeitsmittel ständig entlang der Welle in die Außenluft zu entweichen. Verlust dieses Arbeitsmittels geht mit einer wesentlichen Verringerung des Betriebswirkungsgrades und einer wesentlichen Zunahme der Betriebskosten einher.

Es ist ferner von höchster Wichtigkeit in Anlagen nach dem Rankine-Kreislauf, daß keine Fremdstoffe aus der Umgebungsluft in das Gehäuse der Entspannungsmaschine geraten

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können. Fremdstoffβ, die in das Gehäuse hineinkommen, werden durch die ganze Kraftanlage verteilt und mindern die Leistung der Anlage. Die Umgebung ist, wie oben dargelegt, die Außenluft. Eindringen von Luft ist für die Leistung der Anlage besonders schädlich. Dieser Schaden kommt offenbar vom Stickstoff und vom Sauerstoff, die den Hauptanteil der Außenluft bilden. Stickstoff sammelt sich im Kondensator der Anlage und mindert wesentlich den Wirkungsgrad des Kondensators und somit der ganzen Anlage. Sauerstoff in Gegenwart des Arbeitsmittels und des Schmiermittels beschleunigt deren thermische Zersetzung und erhöht dadurch beträchtlich die Betriebskosten der Anlage.

Die Erfindung betrifft eine Dichtung, welche Durchfluß entlang einer umlaufenden Welle in ein Gehäuse oder aus dem Gehäuse verhindern soll. Zu den Dichtungsbauteilen gehören ein erster Dichtungsteil, der auf der Welle befestigt ist und ein erstes Paar Dichtungsflächen aufweist, und ein Paar zweiter Dichtungsbauteile, die im Gehäuse befestigt sind und ein zweites Paar Dichtungsflächen aufweisen, die an den ersten Dichtungsflächen dichtend anliegen. Eine Sperrflüssigkeitskammer, die unter Druck gesetzte Sperrflüssigkeit enthält, umgibt die Dichtungsteile. Der Sperrflüssigkeitsdruck wird hoch genug gehalten, daß das Bestreben der Sperrflüssigkeit, zwischen den Dichtungsflächen hindurchzufließen, mindestens gleich groß ist wie das Bestreben irgendwelcher anderer Stoffe, zwischen den Dichtungsflächen entweder in das Gehäuse hinein oder aus dem Gehäuse heraus hindurchzufließen. Dadurch wird wirksam verhindert, daß solche Stoffe zwischen den Dichtungsflächen entweder in das Gehäuse hinein- oder aus dem Gehäuse herausfließen.

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Kleine Mengen der Sperrflüssigkeit mögen zwischen den Dichtungsflächen hindurchfließen und in das Gehäuse oder in die Umgebung des Gehäuses geraten. Daher ist die Sperrflüssigkeit so gewählt, daß sie weder dem im Gehäuse befindlichen Stoff schaden, noch, wenn sie außerhalb des Gehäuses ist, Schaden anrichtet«,

Als Sperrflüssigkeit kann ein geeignetes Schmieröl dienen.

Die Dichtung ist besonders wirksam bei Anwendung an der Welle der Entspannungsmaschine einer geschlossenen, nach dem Rankine-Prozeß arbeitenden Kraftanlage. Um Durchfluß des Treibmittels aus dem Gehäuse der Entspannungsmaschine längs der Welle in die Außenluft und um Durchfluß von Luft in das Gehäuse der Entspannungsmaschine zu verhindern, wird die Sperrflüssigkeit stets auf einem Druck gehalten, der gleich hoch wie oder höher als der Außenluftdruck und als irgendein zu erwartender Innendruck des Maschinengehäuses ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Sperrflüssigkeitsdruck auf der gewünschten Höhe durch eine Einrichtung gehalten, die sowohl auf den Außenluftdruck als auch auf den im Gehäuse der Entspannungsmaschine herrschenden Druck anspricht.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Wellendichtung zu schaffen, die in jeder von beiden Richtungen Durchfluß von Stoff längs der Welle um die Dichtung herum verhindert.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Wellendichtung zu schaffen, die in jeder von beiden Richtun-

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"gen Durchfluß von Stoff längs der Welle um die Dichtung herum verhindert und die in Abhängigkeit von den Drücken, die die Dichtung auf beiden Seiten der Dichtung umgeben, innerhalb der Dichtung einen Sperrdruck aufrechterhält, der gleich groß wie oder größer als die die Welle umgebenden Drücke ist»

Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, eine Wellendichtung für die Entspannungsmaschine einer Kraftanlage nach dem Rankine-Kreislauf zu schaffen, welche Durchfluß aus der Entspannungsmaschine in die Umgebungsluft und aus der Umgebungsluft in die Entspannungsmaschine verhindert.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Wellendichtung für die Entspannungsmaschine einer Kraftanlage nach dem Rankine-Kreislauf zu schaffen, die in Abhängigkeit von dem in der Entspannungsmaschine herrschenden Druck und vom Außenluftdruck einen Sperrdruck in der Dichtung aufrechterhält, der gleich groß wie oder größer als der in der Entspannungsmaschine herrschende Druck und der Außenluftdruck ist.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wellendichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Wellendichtung;

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Fig» k einen Querschnitt entlang der Linie k-k der Fig. 1 ;

Fig. 5 eine noch andere Ausführungsform der in Fig. gezeigten Wellendichtung;

Fig. 6 eine andere Ausführungsform der in Fig. k gezeigten Einrichtung;

. Fig. 7 eine abermals andere Ausführungsform der in Fig. h gezeigten Ausführungsform;

Fig. 8 eine abermals andere Ausführungsform der in Fig. k gezeigten Ausführungsform;

Fig. 9 ein schematisches Bild einer erfindungsgemäßen Rankine-Kreislauf-Anlage;

Fig. 10 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Entspanner in Kolbenmaschinen-Bauart; und

Fig; 11 ein schematisches Bild eines erfindungsgemäßen Entspanners in Turbinen-Bauart.

Wie Fig. 1 zeigt, erstreckt sich eine Welle 10, auf der ein angetriebener Bauteil angebracht ist, durch ein Gehäuse 12, das aus zwei Teilen 1^ und 16 besteht. Eine Einrichtung 11 bildet eine Dichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse.

Die Wellendichtung 11 enthält einen ersten Dichtungsbauteil in Form eines Rings 18 und ein Paar Dichtungsbau-

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teile 26 und 26'„ Der Dichtungsring 18 ist auf der Welle 10 nahe einem äußeren Teil des Gehäuses 12 befestigt; er kann aus beliebigem geeignetem Werkstoff wie z, B„ gehärtetem Stahl, Gußeisen oder dergleichen bestehen,. Im Gehäuse 12 sind die einander wesentlich gleichen Dichtungsbauteile 26 und 26' angebracht, von denen jeder an je einer getrennten Dichtungsfläche des Dichtungsringes 18 anliegt, wie weiter unten näher beschrieben. Die Sitzfläche zwischen dem Dichtungsring 18 und der Welle 10 ist durch einen relativ zu diesen Teilen unbeweglichen Dichtungsring 20 von kreisrundem Querschnitt abgeschlossen. Die Sitzfläche zwischen dem Gehäuse 12 und den Dichtungsbauteilen 26 und 26« ist durch Dichtungsringe 27 und 27' kreisrunden Querschnitts, die relativ zu diesen Bauteilen unbeweglich sind, abgedichtet.

Da die Dichtungsbauteile 26 und 26' einander wesentlich gleich sind, wird hier nur der Dichtungsbauteil 26 beschrieben. Im Dichtungsbauteil 26· sind gleiche Einzelteile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit Index, versehen.

Der Dichtungsbauteil 26 besteht aus einem Gehäuse 28, das einen Dichtungsring 30 aus geeignetem Werkstoff wie z. B. Kohle, einen Dichtungsring 32 von kreisrundem Querschnitt, eine Feder 3^» einen den Dichtungsring 32 haltenden Bauteil 36 und einen den Kohledichtungsring 30 haltenden Bauteil 38 enthält. Der Kohledichtungsring 30 ist so angeordnet, daß er unmittelbar am Dichtungsring 18 anliegt; er wird an diesen ständig durch die Feder 3^ angepreßt. Der Ring 32 von kreisrundem Querschnitt bildet zwischen dem Kohledichtungsring 30 und dem Gehäuse 28 eine relativ

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zu diesen Teilen unbewegliche Abdichtung, so daß kein Durchfluß zwischen dem Kohledichtungsring und dem Gehäuse möglich ist. Der Haltebauteil 36 hält den Dichtungsring kreisrunden Querschnitts in geeigneter dichtender Anlage an den Kohledichtungsring und an das Gehäuse 28. Der Haltebauteil 38 hält den Kohledichtungsring 30 in relativ zum Gehäuse 28 fester Stellung, verhindert also Bewegung des Kohledichtungsringes 30 relativ zur Welle 10, wenn die Welle 10 und der Dichtungsring 18 umlaufen» Der Haltebauteil 38 kann den Kohledichtun^rsring 30 mittels einer (nicht gezeichneten) Rast oder in irgendeiner sonstigen geeigneten Weise festhalten.

Die Dichtungsbauteile 18, 26 und 26' der Wellendichtung 11 sind neben dem Lagergehäuse, in dem die Welle durch das Gehäuse 12 hindurchgeht, angebracht. Der Dichtungsring 18 ist mittels eines Schraubringes 24 fest gegen eine Schulter 22 der Welle gepreßt. Der Dichtungsbauteil 26 liegt gegen ein Wellenlager 40 an. Die Gleitfläche 42 des im Dichtungsbauteil 26 enthaltenen Kohledichtungsringes 30 liegt dichtend an einer Fläche des Dichtungsringes 18 an. Der Dichtungsbauteil 26' wird durch einen Haltering 44 in seiner Lage gehalten.

Die Berührungsstellen zwischen den Dichtungsteilen 26, 26' und 18 umgibt eine Kammer 48, die eine Sperrflüssigkeit enthält. Diese Kammer ist so gestaltet, daß die darin befindliche Sperrflüssigkeit die zwischen dem Dichtungsring 18 und den Dichtungsringen 30 und 30· befindlichen Dichtungsflächen stets berührt.

Wenn die Welle 10 umläuft, entsteht infolge der Gleit-

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reibung zwischen dem Dichtungsring 18 und den Kohledichtungsringen 30 und 30^! Wärme. Diese Wärme sammelt sich in der in der Kammer 48 vorhandenen Sperrflüssigkeit» Daher muß die Sperrflüssigkeit umgewälzt und gekühlt werden. Die erzeugte Wärmemenge ist so, daß die Temperatur der Sperrflüssigkeit mittels Umwälzung der Sperrflüssigkeit durch eine geschlossene Kühlschleife 55 auf der geeigneten Höhe gehalten werden kann. Die Kühlschleife besteht aus Rohrleitungen 50 und 54, die vom Sperrflüssigkeitsaustritt ^2. zum Sperrflüssigkeitseintritt 56 führen und durch ein Rohrverbindungsstück 58 miteinander verbunden sind. Die Umwälzung der Sperrflüssigkeit kann durch irgendwelche geeignete Mittel geschehen» Zum Beispiel kann in der Wellenabdichtung 11 eine Pumpenkonstruktion eingebaut oder eine (nicht gezeichnete) Pumpe innerhalb der geschlossenen Schleife 55 angeordnet sein.

In Fig. 1 wird eine Pumpwirkung erzeugt durch Zusammenwirken zwischen dem Dichtungsring 18 und der Sperrfltissigkeitskammer 48 in einer Weise, wie sie sich am besten unter Hinweis auf Figo 2 beschreiben läßt. Die Sperrfltissigkeitskammer 48 ist exzentrisch innerhalb des Gehäuses 12 gebildet derart, daß die Achsen des Dichtungsringes und der Sperrflüssigkeitskammer nicht zusammenfallen. Wenn die Gleitreibung zwischen den Dichtungsbauteilen Wärme erzeugt, dann wirkt der Dichtungsring 18 innerhalb der Kammer 48 wie ein Pumpenkreisel und erzeugt am Ausgang 52 einen verhältnismäßig hohen Druck und am Eingang 56 einen verhältnismäßig niedrigen Druck. Der kleine so erzeugte Druckunterschied reicht aus, den nötigen Strom von Sperrflüssigkeit durch die Kühlschleife 55 zu bewirken. Der Wärmetausch, der längs der die Schleife bildenden Rohr-

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leitungen stattfindet, genügt, die Temperatur der Sperrflüssigkeit auf der geeigneten Höhe zu halten.

Eine andere Ausführungsform der Sperrflüssigkeitspumpe zeigt Fig. 3· In dieser Ausführungsform sind der Dichtungsring 18 und die Sperrflüssigkeitskammer 48 innerhalb des Gehäuses 12 konzentrisch angeordnet. An den Dichtungsring 18 ist eine Reihe von Schaufeln 60 angeformt, die einen Druckunterschied zwischen dem Eingang 56 und dem Ausgang 52 erzeugen.

Damit die Wellendichtung 11 Durchfluß von Flüssigkeit, Dampf oder Gas oder anderem Stoff in jeder Richtung längs der ¥elle 10 unter allen Umständen verhindert, muß der Druck der Sperrflüssigkeit ständig gleich hoch wie oder hoher als der Druck sein, der die Welle an den einander entgegengesetzten Seiten der Dichtungsbauteile 26 und 26' umgibt.

Um den erforderlichen Sperrflüssigkeitsdruck zu liefern, ist eine Druckquelle 62 vorgesehen, die durch eine Rohrleitung 64 mit der Kühlschleife 55 verbunden ist. Die Druckquelle 62 kann in mehrererlei Weise arbeiten, um die erforderliche Druckhöhe in der Sperrflüssigkeitskammer 48 aufrechtzuerhalten. Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellt. Ein Gehäuse 65 besteht aus einem Halter 66, einem ersten Endteil 68 und einem zweiten Endteil 70. Innerhalb des Gehäuses 65 ist ein leckdichter Sperrflüssigkeitsbehälter 72 gebildet. Dieser ist durch eine erste Membran ^h und durch eine zweite Membran 76 begrenzt. Die Membranen 74 und 76 sind in ihrem Mittelteil mit starren Platten 78 bzw. 80 versehen. Von der

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Platte 78 erstreckt sich durch eine Kammer 84 ein Sperrflüssigkeitsstandanzeiger 108 mit Skala 109. Innerhalb des Behälters 72 ist eine Öffnung 82 angeordnet, die mit der
Rohrleitung 6k verbunden ist» An einer Seite des Behälters ist durch den ersten Endteil 68 eine erste Druckkammer 8k
und an der anderen Seite des Behälters ist durch den zweiten Endteil 70 eine zweite Druckkammer 68 gebildet. Zwischen der Platte 78 und der Oberfläche 90 des ersten Endteils 68 ist eine Druckfeder 88 und zwischen der Platte 80 und der Oberfläche 9k des zweiten Endteils 70 ist eine Druckfeder 92 angeordnet. Diese Federn üben ständig einen Druck auf die Platten und somit auf die im Behälter 72 befindliche Sperrflüssigkeit aus, Zusätzlich wird Druck auf die im Behälter 72 vorhandene Sperrflüssigkeit durch Druck innerhalb der Druckkammern 8k und 86 ausgeübt. Der zusätzliche, auf die Sperrflüssigkeit ausgeübte Druck ist wesentlich
gleich entweder dem in der ersten Druckkammer 8k oder dem
in der zweiten Druckkammer 86 herrschenden Druck, was im
folgenden näher erläutert werden wird_e Innerhalb der ersten Druckkammer 8k ist ein Anschlag 96, der die Bewegung der
Platte 78 begrenzen soll, und innerhalb der zweiten Druckkammer 86 ist ein Anschlag 98, der die Bewegung der Platte 80 begrenzen soll, angeordnet.

Die erste und die zweite Druckkammer sind vorgesehen, um auf die Sperrflüssigkeit Druck je nach dem die Welle an den beiden Seiten der Dxchtungsbautexle 26 und 26· umgebenden Druck auszuüben. Bei der in Fig. 1 gezeigten Bauart
zum Beispiel ist der Dichtungsbauteil 26' einem außerhalb
des Gehäuses 12 herrschenden Druckbereich und der Dichtungsbauteil 26 dem innerhalb des Gehäuses 12 herrschenden Druck ausgesetzt» Dementsprechend ist die erste Druckkammer 8k

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so gestaltet, daß sie mittels direkter Verbindung durch Öffnungen 100 und 102 auf den außerhalb des Gehäuses herrschenden Druck anspricht. Ferner erstreckt sich von der zweiten Druckkammer 86 zum Inneren des Gehäuses 12 eine Leitung, die der zweiten Druckkammer ermöglicht, auf den innerhalb des Gehäuses herrschenden Druck anzusprechen.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1, Fig_o 2 und Fig« k abgebildeten Wellendichtung sei jetzt beschrieben» Die Wellenabdichtung verhindert Verbindung zwischen dem ersten Druckbereich, der an einer Seite der Dichtungsbauteile und 26' herrscht, und einem zweiten Druckbereich an der gegenüberliegenden Seite dieser Dichtungsbauteile, unabhängig von Druckschwankungen oder davon, welcher Druck höher als der andere ist. Die Sperrflüssigkeitskammer k8, die Kühlschleife 55, die Rohrleitung 6k und der Behälter 72 sind sämtlich ganz mit Sperrflüssigkeit gefüllt. Der von den Federn 88 und 92 auf den Behälter 72 ausgeübte Druck wird auf die Sperrflüssigkeit innerhalb der Sperrflüssigkeitskammer 48 mittels der Rohrleitung 6k und der Kühlschleife 55 übertragen. So bilden die Federn eine Druckquelle, die ständig auf die Sperrflüssigkeit wirkt.

In der ersten Druckkammer 8k herrscht ein erster Druck, der dem außerhalb des Gehäuses 12 herrschenden Druck entspricht, und in der zweiten Druckkammer 86 herrscht der im Inneren des Gehäuses vorhandene Druck. Auf den Behälter wird zusätzlich zu dem Druck, den die einander entgegengerichteten Federn 88 und 92 ausüben, ein Druck ausgeübt, der gleich dem höheren der in den Kammern Sk und 86 herrschenden Drücke ist. Das heißt, daß, wenn der Druck in der zweiten Druckkammer 86 höher als der in der ersten Kammer 8k

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herrschende Druck ist, die erste und die zweite Membran bzw. 76 sich so durchbiegen, daß der Behälter 72 sich zum Anschlag 96 hin verschiebt, bis die Platte 78 an diesen Anschlag anschlägt. Die Federn drücken auch danach noch auf den Behälter, während auf diesen eine Kraft wirkt, die gleich dem in der ersten Druckkammer 84 herrschenden Druck ist. Umgekehrt werden, wenn der Druck in der ersten Druckkammer 84 den in der zweiten Druckkammer herrschenden Druck übersteigt, die erste und die zweite Membran so durchgebogen, daß der Behälter 7² sich zum Anschlag 98 hin bewegen kann, bis die Platte 80 gegen diesen Anschlag anschlägt. In diesem Betriebszustand wird auf die Sperrflüssigkeit, zusätzlich zu dem von den Federn auf sie ausgeübten Druck, ein Druck ausgeübt, der wesentlich gleich dem verhältnismäßig hohen in der Kammer 84 herrschenden Druck ist.

Die Federn 88 und 92 sind vorzugsweise so bemessen, daß der Druck auf die Sperrflüssigkeit in der Kammer 48 stets höher als die die Dichtungsbauteile 26 und 26» umgebenden Drücke ist. Jedoch können die Federn so bemessen werden, daß sie eine kleinste Kraft ausüben, die nur ausreicht, etwaigen Reibungswiderstand in der Druckquelle 62 zu überwinden, oder sie können auch ganz weggelassen werden. In diesem letzten Fall wird der Druck der Sperrflüssigkeit wesentlich gleich dem höchsten der die Dichtungsbauteile 26 und 26· umgebenden Drücke sein. Da der Druck an den Dichtflächen der Dichtungsbauteile 18, 26 und 26· stets entweder durch Gleichgewicht oder durch verhältnismäßig hohen Sperrflüssigkeitsdruck bestimmt wird, sucht niemals irgendwelcher Stoff entlang der Welle 10 von einer Seite der Dichtungsbauteile 2.6 und 26' zur anderen Seite dieser Dichtungsteile zu gelangen.

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Eine kleine Sperrflüssigkeitsmenge sucht zwischen den Dichtungsflächen des Dichtungsringes 18 und der Kohledichtungsringe 30 und 3O¹ hindurchzufließen. Im Falle solchen Durchflusses kann ein kleiner Teil der Sperrflüssigkeit auf der einen oder der anderen Seite des Dichtungsbauteils 26 und 26' verlorengehen. Flüssigkeit, die aus der Sperrflüssigkeit skammer 48 durchfließt, wird aus dem Behälter 72 ersetzt. Wenn die Flüssigkeit aus dem Behälter sich erschöpft, bewegen sich die Membranen 7^ und 76 aufeinander zu und verringern somit den Raumgehalt des Behälters. Der Behälter muß gegebenenfalls regelmäßig mit Sperrflüssigkeit wieder aufgefüllt werden, je nach dem Lebensalter der Anlage, in der die Wellendichtung 11 angewendet wird.

Innerhalb der ausführbaren Grenzen der Behältergröße hat sich die Zufuhr von Sperrflüssigkeit über lange Betriebszeiten hin als ausreichend erwiesen.

Die Wellendichtung 11 arbeitet in der beschriebenen Weise, gleichgültig, ob die Welle 10 im Gehäuse 12 umläuft oder nicht, und ist daher in gleicher Weise wirksam, wenn die Anlage, in der sie benutzt wird, in Betrieb ist oder nicht.

Die zu irgendeiner gegebenen Zeit im Behälter 72 vorhandene Menge an Sperrflüssigkeit wird durch Ablesen der Skala 109 auf dem Sperrflüssigkeits-Standanzeiger 108 an einem Bezugspunkt, z. B. an der Oberfläche des Gehäuses 65, abgelesen. Um ablesbar zu sein, muß der Standanzeiger 108 in seiner ganz aufgestiegenen Stellung stehen, so daß die Platte 80 am Anschlag 98 anliegt. In dieser Stellung liefert die Skala eine Ablesung des Abstandes zwischen den

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Platten 78 und 80 und somit des Volumens der Flüssigkeit im Behälter 72. Wenn der Druck in der Kammer 8k den in der Kammer 86 herrschenden Druck übersteigt, dann wird die Platte 80 am Anschlag 98 anschlagen müssen, so daß die Stellung des Standanzeigers 108 schon an sich eine Anzeige des Behälterinhalts liefert. Weiteres Ansteigen des Standanzeigers 108 wird durch den Widerstand des Anschlags 98 und der im Behälter 72 befindlichen Flüssigkeit verhindert. Wenn der Druck in der Kammer 86 den in der Kammer 84 herrschenden Druck übersteigt (dieser Zustand ist in Fig. k gezeigt), dann wird der Standanzeiger emporgeschoben gegen eine Widerstandshöhe, die eine Funktion des zwischen den beiden Kammern bestehenden Druckunterschiedes ist. Wenn der Standanzeiger einen vom Anstoß der Platte 80 gegen den Anschlag 98 erzeugten zweiten Widerstand findet, dann ist der Standanzeiger 108 ganz emporgestiegen und kann abgelesen werden.

Nun werden verschiedene abgewandelte Ausführungsformen der Wellendichtung 11 beschrieben. Gleiche Teile werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Abdichtungseinrichtung, die in erster Linie die zwischen der Welle 10 und dem Gehäuse 12 befindlichen Dichtungsbauteile betrifft. Im Gehäuse 12 sind ein Paar einander zugekehrter, nicht umlaufender Dichtungsringe 110 befestigt, zwischen denen eine Sperrflüssigkeitskammer 112 exzentrisch zur Längsachse der Welle 10 angeordnet ist. Auf der Welle 10 sind ein Paar Dichtungsring-Anordnungen Ilh montiert, die durch eine Druckfeder II6 auseinandergedrückt und an die Dichtungsringe 110 angedrückt werden.

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Jede dieser Dichtungsring-Anordnungen 114 enthält einen Ring 118, welcher zwischen der Welle 10 und der Dichtungsring-Anordnung 114 eine relativ zu diesen Teilen nicht umlaufende Dichtung bewirkt und einen umlaufenden Kohledichtungsring 120 an den nicht umlaufenden Dichtungsring 110 dichtend anpreßt. Kreisrund profilierte Ringe 122, 124, 126 und 128 schließen die Sperrflüssigkeitskammer 112 leckdicht von den längs der Welle vorhandenen Druckbereichen ab» Ein Eingang 56 und ein Ausgang 52 verbinden die Kammer 112 in der oben anhand der Fig. 1, Fig. 2 und Fig» h beschriebenen Weise mit dem Druckbereich 62. Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 arbeitet in wesentlich derselben Weise wie die anhand der Fig. 1, Fig. 2 und Fig. k beschriebene mit der Ausnahme, daß die nicht umlaufenden Dichtungsteile im Gehäuse 12 und die umlaufenden Dichtungsteile auf der Welle 10 angebracht sind.

Anhand der Fig. 6 und Fig. 7 werden nun zwei weitere Ausführungsformen der Wellendichtung 11 beschrieben, die hauptsächlich die Druckquelle 62 betreffen. Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Druckquelle 62, welche Druck auf die Sperrflüssigkeit unabhängig von den die Welle 10 umgebenden Drücken ausübt. Ein Gehäuse 65 ist mit einer Membran 140 versehen, die das Innere des Gehäuses 65 in einen Sperrflüssigkeitsbehälter 142 und eine Druckkammer ■\hk teilt. Das Gehäuse 65 ist mit einer Öffnung 82 versehen, an die die Rohrleitung 6h angeschlossen wi rd, welche eine Verbindung mit der Kühlschleife 55 bildet. Ferner ist eine Öffnung 1^6 für Zufuhr verdichteten Gases in der Druckkammer '\kk vorgesehen. Verdichtetes Gas, das durch diese Öffnung 146 zugeführt wird, füllt die Druckkammer "\kk mit genügendem Druck auf, daß diese auf die im Sperr-

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flüssigkeitsbehälter 142 befindliche Sperrflüssigkeit einen Druck ausübt, der die Sperrflüssigkeit in der in Fig. gezeigten Sperrflüssigkeitskammer 48 auf einem Druck hält, der gleich hoch wie die oder höher als die Drücke ist, welche die Welle an den einander entgegengesetzten Seiten der Dichtungsbauteile 26 und 26« umgeben« Der von der Quelle verdichteten Gases auf den Behälter 142 ausgeübte Druck ist so eingestellt, daß er stets mindestens den Mindestdruck liefert, der für die Kammer 48 erforderlich ist.

Die in Fig. 7 dargestellte Druckquelle besteht aus einem Gehäuse 65, das durch eine erste Membran 15O und eine zweite Membran 152 in drei Abteilungen geteilt ist. Die Membranen 150 und 152 bilden eine leckfreie Dichtung zwischen den drei Abteilungen im Inneren des Gehäuses 65.

Eine Kammer 154 ist mit Öffnungen 156 versehen, die eine Verbindung mit einem Druckbereich bilden. Eine Kammer 158 ist durch eine Rohrleitung 104 mit einem anderen Druckbereich verbunden. Ein Sperrflüssigkeitsbehälter ist durch eine Öffnung 82 und die Rohrleitung 64 mit der Kühlschleife 55 und von dort mit der Kammer 48 verbunden. Die Membran 150 ist mit einem starren, aus Platten gebildeten Boden 162 versehen. Von diesem Boden 162 ragt eine Buchse 164 in die Kammer 158 hinein und eine Stange 165 durch die Kammer 154. Die Stange 165 bildet einen Flüssigkeitsstandanzeiger; eine auf ihr angebrachte Skala 166 zeigt die im Sperrflüssigkeitsbehälter befindliche Flüssigkeitsmenge an. Auch die Membran 152 ist mit einem aus Platten gebildeten Boden 168 versehen; von diesem ragt eine Stange 170 aufwärts in die Kammer 158 und teleskopartig in die Buchse 164 hinein. In der Kammer 158 ist ein

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Haltering 172 angeordnet. Zwischen diesem Haltering 172 und dem Membranboden 168 ist eine Druckfeder 17^ angeordnet .

Die Feder 17^ übt ständig Druck auf die im Behälter i60 befindliche Sperrflüssigkeit und somit auch auf die in der Kammer k8 befindliche Flüssigkeit aus. Wenn der Druck in der Kammer 158 größer als der Druck in der Kammer 15^ ist, werden die Membranen 150 und 152 auseinandergedrängt (die Membran 150 ist in Fig. 7 im Übergangszustand, sich von der Membran 152 wegbewegend, gezeigt). Die Membran 150 bewegt sich zur Wand 176 hin, und die Membran 152 wird fest gegen die Sperrflüssigkeit im Behälter 160 gedrückt. In diesem Betriebszustand überträgt sich der Druck der in der Kammer 158 befindlichen Flüssigkeit und ebenso der von der Feder 17^ erzeugte Druck auf die im Behälter 16O befindliche Sperrflüssigkeit. Wenn der Druck in der Kammer 15^ denjenigen in der Kammer 158 übersteigt, bewegt sich die Membran 150 zur Membran 152 hin. Diese Bewegung dauert an, bis der Endteil 178 der Buchse 164 am Endteil I80 der Stange 17O anschlägt. Wenn dies geschieht, sind die Stange und die Buchse wirksam miteinander gekuppelt, so daß der in der Kammer 15^ herrschende Druck auf die im Behälter 160 befindliche Sperrflüssigkeit ausgeübt wird - zusätzlich zu. dem auf diese von der Feder 17^ ausgeübten Druck.

Der Flüssigkeitsstandanzeiger 165 dient zur Bestimmung der im Behälter 16O vorhandenen Sperrflüssigkeitsmenge. Wenn der Druck in der Kammer 15^ höher als in der Kammer 158 ist, werden die Membranen in ihrer Wirkung miteinander gekuppelt, wie oben beschrieben, und die Skala

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auf der Stange 165 zeigt die im Behälter 160 enthaltene Menge an. In diesem Betriebszustand läßt sich die Stange 165 nicht weiter ins Gehäuse 65 abwärts bewegen. ¥enn der Druck in der Kammer 158 höher als in der Kammer 15^ ist, wird die Membran 150 gegen die Wand I76 gedruckt, und die Skala 166 auf der Stange 165 wird anzeigen, daß der Behälter voll ist. Wenn der Behälter als voll angezeigt ist, muß man zur Bestätigung, daß diese Ablesung richtig ist, die Stange 165 gegen die auf sie vom Druckunterschied zwischen den Kammern 158 und 15^ ausgeübte Kraft in das Gehäuse 65 hineindrücken, bis man auf einen zweiten Widerstand trifft, gegen den sich die Stange nicht mehr bewegen läßt. Die Ablesung beim zweiten Widerstand ist die richtige Anzeige der im Behälter 160 enthaltenen Flüssigkeitsmenge. Wenn die Stange 165 beim Einwärtsdrücken ins Gehäuse sofort unbeweglich ist, dann ist der Behälter von Sperrflüssigkeit voll.

Nun wird anhand der Fig. 8 und 9 eine nach dem Rankine-Kreislauf arbeitende Anlage beschrieben, die mit de-r Erfindung ausgerüstet ist, welche Durchfluß aus der Anlage in die Außenluft und Durchfluß aus der Außeriluft in die Anlage verhindert.

Die Rankine-Kreislaufanlage sei kurz anhand der Fig. beschrieben. In einem Dampferzeuger 182 wird eine organische Arbeitsflüssigkeit, die in ihm durch eine Pumpe 184 eingespeist ist, erhitzt. Die verdampfte Arbeitsflüssigkeit wird dann in eine Entspannungsmaschine I86 geleitet, welche den Dampf durch ein wesentliches Druck- und Temperaturgefälle entspannt und dadurch mechanische Arbeit erzeugt und die Welle 10 dreht. Die Arbeitsflüssigkeit strömt

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dann von der Entspannungsmaschine 186 durch einen Abscheider 188, der etwaiges Schmiermittel aus der Arbeitsflüssigkeit entfernt; dieses Schmiermittel wird durch die Rohrleitung 190 in die Entspannungsmaschine zurückgeführt. Die Arbeitsflüssigkeit tritt dann in den Dampfraum 192 eines Wärmetauschers 194 und gibt einen Teil der in ihr noch enthaltenen Wärme an Arbeitsmittel ab, das durch den Flüssigkeitsraum 196 des Wärmetauschers strömt. Vom Dampfraum 192 des Wärmetauschers strömt das Arbeitsmittel durch den Kondensator 198, wo es ganz verflüssigt wird. Die Pumpe 184 fördert dann das verflüssigte Arbeitsmittel durch den Flüssigkeitsraum 196 des Wärmetauschers 19^ ηηά zurück zum Dampferzeuger 182. Das Arbeitsmittel wird, während es durch den Flüssigkeitsraum des Wärmetauschers gefördert wird, von Abdampf, der durch den Dampfraum des Wärmetauschers strömt, erhitzt. Im Dampferzeuger 182 wird das Arbeitsmittel verdampft, und der Kreislauf wiederholt sich.

Fig. 8 zeigt eine Entspannungs-Kolbenmaschine für eine nach dem Rankine-Kreislauf arbeitende Kraftanlage der in Fig. 8 gezeigten Art. Die Entspannungsmaschine besitzt ein Gehäuse 200, das aus Teilen 202 und 204 besteht. Im Gehäuse 200 sind ein Dampfeinlaß-Verteilerrohr 2θ6 und Ventile 208 und 210, mit hin- und hergehenden Kolben 212 und 214 zusammenwirkend, angeordnet. Die Kolben haben jeder eine Pleuelstange 216 bzw. 218. Die Pleuelstangen greifen an einer Kurbelwelle 220 an, die im Gehäuse 200 an ihrem einen Ende in einem Lager 222 gelagert ist. Eine Abtriebswelle 10 erstreckt sich vom anderen Ende der Kurbelwelle und ist im Gehäuse 200 mittels eines Lagers 224 gelagert. Dem Lager 224 benachbart sind Dichtungsteile 18, 26 und 26¹, die von einer Sperrflüssigkeitskammer 48 um-

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geben sind. Diese Dichtungsteile und diese Sperrflüssigkeitskammer und sonstigen zugehörigen Teile sind in wesentlich gleicher Weise gestaltet und montiert, wie oben anhand der Fig. 1 beschrieben. Rohrleitungen 50 und 54 erstrecken sich von der Kammer 48 aus und bilden die Kühl schleife 55, die durch Rohrleitung 64 mit der Druckquelle 62 verbunden ist. Von der Druckquelle 62 geht eine Rohrleitung 104 aus, die die Druckquelle und das Innere des Gehäuses 2OO miteinander verbindet. Die Rohrleitung 104 sollte ins Gehäuse 200 an einer Stelle nahe dem Lager 224 einmünden, so daß sie der Druckquelle 62 ermöglicht, den am Dichtungsbauteil 26 herrschenden Druck genau abzufühlen.

Jetzt sei die Wirkungsweise der in Fig. 9 dargestellten Einrichtung in Verbindung mit der in Fig. 2 dargestellten Sperrflüssigkeitskammer und mit der in Fig. 4 gezeigten Druckquelle beschrieben.

Die Entspannungsmaschine ist durch weite Schwankungen der inneren Drücke gekennzeichnet. Der Druck im Gehäuse 200 kann unter gewissen Umständen auf Höhen weit über dem Außenluftdruck ansteigen und unter anderen Bedingungen wesentlich unter den Außenluftdruck absinken. Daher muß.die Wellendichtung Durchfluß aus dem Gehäuse in die Umgebungsluft, wenn der Gehäusedruck verhältnismäßig hoch ist, und Durchfluß aus der Außenluft ins Gehäuse, wenn der Gehäusedruck relativ niedrig ist, sicher verhindern.

Verdampftes Arbeitsmittel, das mit dem Dampferzeuger 182 in das Einlaßverteilerrohr strömt, fließt durch die

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Ventile 208 bzw. 210 abwechselnd in den Zylinder 211 und in den Zylinder 213» wie dem Fachmann bekannt. Das Arbeitsmittel verläßt die Zylinder durch Austrittsöffnungen, wie im Zylinder 211 bei 215 sichtbar. Die Kolben und 214 werden, da verdampftes Arbeitsmittel den Zylindern 211 und 213 zuströmt und entströmt, abwechselnd hin- und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung der Kolben dreht die Kurbelwelle 220, und diese wiederum versetzt die Abtriebswelle 10 im Gehäuse 200 in Drehung.

Venn die Rankine-Kreislauf-Entspannungsmaschine in Betrieb ist und die Welle 10 im Gehäuse 200 umläuft, wirkt der Dichtungsring 18 als ein Pumpenkreisel, so daß Sperrflüssigkeit durch die Kühlschleife umgewälzt wird. Wenn irgendwelche Sperrflüssigkeit zwischen dem Dichtungsring 18 und den Dichtun, sbauteilen 26 und 26· hindurchfließt, wird sie aus dem Behälter 72 ersetzt. Während des Betriebes wird, wenn der Druck im Gehäuse 200 den Außenluftdruck übersteigt, der Gehäusedruck durch die Rohrleitung 104 in die zweite Druckkammer 86 der Druckquelle 62 übertragen» Dieser Druck wird dann von der Druckquelle 62 auf das Sperrflüssigkeitssystem ausgeübt. Ferner erfährt das Sperrflüssigkeitssystem den von den Druckfedern 88 und erzeugten Druck. Infolgedessen ist der Druck der Sperrflüssigkeit in der Sperrflüssigkeitskammer 48 gleich dem im Gehäuse 200 herrschenden Druck aus dem von den Federn 88 und 92 erzeugten Druck, Andererseits sinkt bei langem Stillstand der Rankine-Kreislauf-Anlage der Druck im Gehäuse 200 unter den Außenluftdruck. Dann ist die erste Druckkammer 84, die durch die Öffnungen 100 und 102 mit der Außenluft verbunden ist, einem verhältnismäßig hohen Druck ausgesetzt, der den Einfluß des in der zweiten Druck-

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kammer 86 herrschenden Druckes überwindet. Der Außenluftdruck wirkt dann auf das Sperrflüssigkeitssystem zusammen mit dem Druck der Federn 88 und 92, so daß die Sperrflüssigkeit in der Sperrflüssigkeitskammer 48 einem Druck ausgesetzt ist, der gleich dem Außenluftdruck plus dem Druck der Federn ist.

Entspannungs-Kolbenmaschinen haben die Eigentümlichkeit, daß die Kolbendichtungen Durchfluß von Arbeitsmittel zwischen Kolben und Zylinder in denjenigen Teil des Entspannungsmaschinen-Gehäuses, der Schmieröl enthält, nicht verhindern können, so daß Arbeitsmittel sich mit Schmiermittel mischt. Der unvermeidliche Durchfluß aus dem Inneren der Entspannungsmaschine nach außen entlang der Abtriebswelle der Entspannungsmaschine bringt die Möglichkeit mit sich, daß sowohl Arbeitsmittel als auch Schmiermittel verlorengehen kann. Zum Beispiel sucht bei der Entspannungsmaschine 186 der Fig. 9 Arbeitsmittel zwischen Kolben und Zylinder in dem Teil 201 des Gehäuses 200, der als Kurbelkasten und Schmiermittelbehälter dient, zu gelangen. Der Kurbelkasten 201 enthält also eine Mischung aus Schmiermittel und Arbeitsmittel, die das Lager 224 durchfließt und zwischen dem Dichtungsring 18 und den Dichtungsbauteilen 26 und 26' hindurchdringen würde, wenn nicht Sperrflüssigkeit in der Kammer 48 vorhanden wäre.

Fig. 10 zeigt schematisch eine Turbine 300, welche die Erfindung enthält. Die Wellendichtung 11 ist zwischen dem Gehäuse der Turbine 300 und ihrer Welle 10 angeordnet, um Durchfluß längs der Welle von einer zur anderen Seite der Dichtung zu verhindern. Die Erfindung ist nicht auf

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Entspannungsmaschinen beschränkt, sondern auch bei Pumpen und anderen Maschinen, die eine wirksame Wellendichtung erfordern, verwendbar.

Die Erfindung ist hier an mehreren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wordene Natürlich sind aber
auch andere Ausführun^sformen möglich, ohne daß der Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen festgelegt ist, verlassen würde.

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Claims

Patentansprüche

1. Wellendichtung zwischen einer drehbaren Welle und einer Gehäusewand, durch die die Welle hindurchgeführt ist, mit einem ersten Druckbereich an einer Seite der Wand und einem zweiten Druckbereich an der anderen Seite der Wand, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellendichtung enthält

a) ein auf der Welle (1O) befestigtes erstes Dichtungsmittel (i8), das eine erste und eine zweite Dichtfläche aufweist, die die Welle (1O) umgeben,

b) zweite Dichtungsmittel (26, 2.6' ) , die in der Gehäusewand (16) befestigt sind und eine erste und eine zweite Dichtfläche (42, 42') aufweisen, welche an der ersten bzw. der zweiten Dichtfläche des ersten Dichtungsmittels (18) dichtend anliegen,

c) eine Einrichtung, die eine Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) bildet, welche mit dem ersten Dichtungsmittel (18) und den zweiten Dichtungsmitteln (26, 26·) dort, wo diese dichtend aneinander anliegen, Verbindung hat, und

d) eine Einrichtung (62), welche auf die in der Sperr flüssigkeit skammer (48, 112) befindliche Sperrflüssigkeit einen Druck ausübt, der zumindest wesentlich gleich dem höheren derjenigen beiden Drücke ist, deren einer im ^ ersten Druckbereich und deren anderer im zweiten Druckbereich herrscht, und dadurch Durchfluß entlang der Welle (10) von einem zum anderen der Druckbereiche verhindert.

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2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckausübende Einrichtung (62) auf einen ersten Druckbereich und auf den im zweiten Druckbereich herrschenden Druck anspricht.

3. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckausübende Einrichtung (62) enthält

a) eine Einrichtung, die einen leckdicht verschlossenen, ausdehnbaren Behälter (72; 160) enthält, der mit der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) verbunden ist,

b) eine Einrichtung, die sowohl auf den im ersten Druckbereich herrschenden Druck als auch auf den im zweiten Druckbereich herrschenden Druck anspricht, um auf den ausdehnbaren Behälter (72; 160) und somit auf die Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) einen Druck auszuüben, der zumindest wesentlich gleich dem höheren derjenigen der beiden Drücke ist, deren einer im ersten Druckbereich und deren anderer im zweiten Druckbereich herrscht.

4. Wellendichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die druckausübende Einrichtung ferner eine Vorrichtung (88, 92; 174) enthält, welche ständig Druck auf den ausdehnbaren Behälter (72; 160) und somit auf die Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) ausübt zusätzlich zu dem Druck, der auf diese (48; 112) von der auf die Drücke im ersten und im zweiten Druckbereich ansprechenden Einrichtung ausgeübt wird.

5. Wellendichtung nach Anspruch 3i dadurch gekenn-

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zeichnet, daß der ausdehnbare Behälter einen Sperrflüssigkeit sbehält er (72; 160) enthält.

6. Nach dem Rankine-Kreislauf arbeitende Kraftanlage, gekennzeichnet durch

a) eine Entspannungsmaschine (186; 300), die eine Arbeitsmitte!kammer aufweist,

b) eine umlaufende Welle (1O), die sich aus der Arbeitsmittelkammer in einen Umgebungsbereich erstreckt, wobei der Druck in der Arbeitsmittelkammer bei gewissen Betriebszuständen über den im Umgebungsbereich herrschenden Druck ansteigt und bei gewissen anderen Betriebszuständen unter den Druck des Umgebungsbereiches absinkt,

c) ein auf der Welle (1O) leckdicht befestigtes erstes Dichtungsmittel (i8)_t das eine erste und eine zweite Dichtfläche aufweist, die die Welle (lO) umgeben,

d) zweite Dichtungsmittel (26, 26'), die leckdicht in der Wand (16) der Arbeitsmittelkammer befestigt sind und eine erste und eine zweite Dichtfläche (42, 42') aufweisen, welche an der ersten bzw. der zweiten Dichtfläche des ersten Dichtungsmittels (18) dichtend anliegen,

e) eine Einrichtung, die eine Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) bildet, welche mit dem ersten Dichtungsmittel (18) und den zweiten Dichtungsmitteln (26, 26»), wo diesedichtend aneinander anliegen, Verbindung hat, und

f) eine Einrichtung (62), welche ständig auf die in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) befindliche Sperrflüssigkeit einen Druck ausübt, der mindestens gleich hoch

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ist wie der höhere derjenigen der beiden Drücke, deren einer in der Arbeitsmittelkammer und deren anderer im Umgebungsbereich herrscht, und der dadurch den Drang zum Durchfluß entlang der Welle (1O) aus der Arbeitsmittelkammer in den Umgebungsbereich und aus dem Umgebungsbereich in die Arbeitsmittelkammer beseitigt.

7. Kraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die druckausübende Einrichtung (62) auf die in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) befindliche Sperrflüssigkeit einen Druck ausübt, der größer als der in der Arbeitsmittelkammer herrschende Druck und größer als der im Umgebungsbereich herrschende Druck ist.

8. Kraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das erste Dichtungsmittel einen die Welle (1O) umgebenden Dichtungsring (18) aufweist,

b) das zweite Dichtungsmittel (26, 26^f) ein Paar ringförmiger Dichtflächen (42, 42') aufweist, die dichtend an den beiden einander entgegengesetzten Seiten des Dichtungsrings (18) anliegen, und

c) die Sperrflüssigkeitsdruckkammer (48; 112) den Dichtungsring (i8) entlang und zwischen den Berührungsstellen des Dichtungsringes (18) mit dem Paar ringförmiger Dichtflächen (42, 42») umgibt.

9. Kraftanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Eingang (56) und einen Ausgang (52) für die Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) aufweist und daß die

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Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) den Dichtungsring (18) exzentrisch zu diesem umgibt, wodurch bei Drehung des Dichtungsringes (i8) in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) im Betrieb der Rankine-Kreislauf-Anlage eine Pumpwirkung erzeugt wird, infolge deren Sperrflüssigkeit durch den Eingang (56) in die Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) eingesaugt und durch den Ausgang (52) aus der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) ausgestoßen wird.

10. Kraftanlage nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch

a) Verbindungsleitungen (50, 54) zwischen dem Einlaß und dem Auslaß (52) zur Bildung einer geschlossenen

Schleife (55), durch die die Sperrflüssigkeit fließt,

b) einen Behälter (72; 160), der mit der Schleife (55) verbunden ist und ständigen Vorrat an Sperrflüssigkeit liefert zum Ersatz von Sperrflüssigkeit, die aus der Sperrflüssigkeit skammer (48; 112) in die Arbeitsmittelkammer oder den Umgebungsbereich geflossen ist.

11. Kraftanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Behälter (72; 160) biegsame, leckdicht geschlossene Membranen (74, 76; 150, 152) aufweist, welche Sperrflüssigkeit umgeben, und

b) die ständig druckausübende Vorrichtung (88, 92; 174) Druck auf die biegsamen, leckdicht geschlossenen Membranen (72, 74; 150, 156) ausübt, welche Druck auf die in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) enthaltene Sperrflüssigkeit ausüben.

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12. Kraftanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig druckausübende Vorrichtung (88, 92; 17*0 von dem in der Umgebungszone und dem in der Arbeitsmittelkammer herrschenden Druck beeinflußt wird.

13· Kraftanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig druckausübende Vorrichtung folgende Teile enthält?

a) Federn (88, 92; 174), welche ständig Druck auf die die Sperrflüssigkeit umgebenden Membranen (74, 76; 150, 152) ausüben,

b) eine Einrichtung (84, 86; 154, 158), die in Abhängigkeit vom Druck der Arbeitsmittelkammer und vom Druck des Umgebungsbereiches einen Druck auf die die Sperrflüssigkeit umgebenden Membranen (74, 76; 150, 152) ausübt, der sich dem von den Federn (88, 92; 174) auf die Sperrflüssigkeit ausgeübten Druck überlagert und der mindestens wesentlich gleich groß wie der höhere der in der Arbeitsmittelkammer und im Umgebungsbereich herrschenden Drücke ist, so daß der Sperrflüssigkeitsdruck in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) stets höher als der in der Arbeitsmittelkammer herrschende und höher als der im Umgebungsbereich herrschende Druck ist und somit Durchfluß entlang der Welle (1O) aus dem Umgebungsbereich in die Arbeitsmittelkammer und aus der Arbeitsmittelkammer in den Umgebungsbereich verhindert.

14. Kraftanlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch a) Flüssigkeits-Rohrleitungen (50, 54), welche den

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Einlaß (56) und den Auslaß (52) mit der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) verbinden und eine geschlossene Schleife (55) bilden, und

b) eine Einrichtung (16, 18; 60) , die eine Pumpe bildet, welche, wenn die Welle umläuft, Flüssigkeit aus der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) durch die geschlossene Schleife (55) umwälzt.

15. Nach dem Rankine-Kreislauf arbeitende Kraftanlage, gekennzeichnet durch

a) ein Gehäuse der Entspannungsmaschxne, das eine Kammer (201) bildet, welche Schmierflüssigkeit und organisches Arbeitsmittel des Rankine-Kreislaufes enthält und deren Innendruck vom Außendruck verschieden ist,

b) eine umlaufende Welle (1O), welche die Wand des Gehäuses der Entspannungsmaschine durchdringt,

c) ein auf der Welle (1O) befestigtes erstes Dichtungsmittel, das eine erste und eine zweite Dichtfläche aufweist, die die Welle (1O) umgeben,

d) zweite Dichtungsmittel (26, 26'), die leckdicht in der Wand des Gehäuses der Entspannungsmaschxne befestigt sind und an der ersten und der zweiten Dichtfläche des ersten Dichtungsmittels (18) anliegen,

e) eine Einrichtung, die eine Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) bildet, welche mit dem ersten Dichtungsmittel (18) und den zweiten Dichtungsmitteln (26, 26¹), wo diese dichtend aneinander anliegen, Verbindung hat und dort einen Vorrat an Sperrflüssigkeit aufrechterhält,

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f) eine erste Einrichtung (88, 92; 17*0 » welche ständig einen Druck auf die Sperrflüssigkeit in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) aufrechterhält,

g) eine zweite Einrichtung (84, 86; 154, 158), welche auf diese Sperrflüssigkeit zusätzlich zu dem von der ersten Einrichtung (88, 92; 174) erzeugten Druck einen Druck ausübt, dessen Höhe funktionell abhängig ist von dem höheren derjenigen beiden Drücke, die innerhalb und außerhalb der Arbeitsmittelkammer herrschen.

16. Kraftanlage nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite druckausübende Einrichtung (84, 86; 154, 158) auf die Sperrflüssigkeit einen Druck ausübt, der zumindest wesentlich gleich hoch wie der höhere der beiden Drücke ist, die innerhalb und außerhalb der Arbeitsmittelkammer herrschen, und daß der auf die Sperrflüssigkeit in der Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) ausgeübte Γ,-iick stets höher als der innerhalb oder außerhalb der Arbeitsmittelkammer herrschende Druck ist.

17· Kraftanlage nach Anspruch 15» gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche einen leckdichten ausdehnbaren Behälter (72; i6o) bildet, der mit der Sperrflüseigkeitskammer (48; 112) verbunden ist, wobei

a) die erste druckerzeugende Einrichtung (88, 92; 174) Druck auf diesen Behälter (72; i6o) und somit auf die in dieser Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) befindliche Sperrflüssigkeit ausübt,

b) die zweite druckausübende Einrichtung (84; 86;

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λ5h, 158) in Abhängigkeit von sowohl dem innerhalb als
auch dem außerhalb der Arbeitsmittelkammer herrschenden Druck auf den Sperrflüssigkeitsbehälter (72; ΐ6θ) einen Druck ausübt, der wesentlich gleich hoch wie der höhere der beiden innerhalb und außerhalb der Arbeitsmittelkammer herrschenden Drücke ist, und somit auf die in der
Sperrflüssigkeitskammer (48; 112) befindliche Sperrflüssigkeit zusätzlich zu dem auf diese von der ersten druckerzeugenden Einrichtung (88, 92; 17*0 ausgeübten Druck
einen Druck ausübt, so daß die Gesamthöhe des auf die
Sperrflüssigkeit ausgeübten Drucks höher als der höhere der beiden innerhalb und außerhalb der Arbeitsmittelkammer herrschenden Drücke ist und somit Durchfluß entlang der Welle (1O) aus der und in die Arbeitsmittelkammer verhindert.

18. Kraftanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der dehnbare Behälter (72; ΐ6θ) für die Sperrflüssigkeit bestimmt ist.

19· Kraftanlage nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1O8, 109; I65, 166), die den Flüssigkeitsstand im Sperrflüssigkeitsbehälter anzeigt.

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