DE2227467A1 - Verfahren und vorrichtung zur foerderung eines unter druck stehenden fluessigkeitsstromes, vorzugsweise zur schmierung und kuehlung von wellendurchfuehrungen an druckbehaeltern - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Foerderung eines unter Druck stehenden Fluessigkeitsstromes, vorzugsweise zur Schmierung und Kuehlung von Wellendurchfuehrungen an Druckbehaeltern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Foerderung eines unter Druck stehenden Fluessigkeitsstromes, vorzugsweise zur Schmierung und Kuehlung von Wellendurchfuehrungen an Behaeltern, in denen haeufig unter Druck stehende, giftige, gesundheitsschaedliche oder brennbare Medien gelagert oder verarbeitet werden.

Die Wellendurchfuehrung erfordert eine sorgfaeltige Abdichtung mittels Stopfbuchse, Wellendientringen oder Gleitringdichtungen, fuer deren einwandfreie Funktion haeufig noch eine Wellenlagerung im dichtungsnahen Druckraum erforderlich ist.

Soll bei gleichzeitiger Wahrung der Produktreinheit des Behaelterinhaltes eine sichere Schmierung und Kuehlung von Dichtung und Lagerung gewaehrleistet sein, muss Dichtung und Lagerung ein kuehlendes und.schmierendes Medium zugefuehrt werden, dessen Druck um einen bestimmten, moeglichst konstanten Betrag ueber dem abzudichtenden, im allgemeinen prozessabhaengig variablen Behaelterdruck liegt. Bekannt geworden sind Einrichtungen, die einen statischen Ueberdruck · mittels eines verhaeltnisdruckregelnden Kolbendruckausgleichers mit behaelterdruckbeaufschlagten Differentialkolben, eines feder- und behaelterdruckbeaufschlagten, flueseigkeitagefuellten Faltenbalges, eines fremddruckbeaufsehlagten Fluessigkeitsbehaelters oder eines behaelterdruckbeaufschlagten statischen Fluessigkeitasaeule im dichtungsnahen Drückraum erzeugen. Bekannt sind ferner Einrichtungen, In·denen nittela einer Pumpe dem dichtungsnahen Druckraum Schmier- und KnRhlmediun. zucefuehrt wird, wobei der Schmierdruck clurcli eine Drosselung in der Schmiermittelabfuehrungsleitung

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von Hand oder durch ein pneumatisch odor elektropneumatisch gesteuertes Regelventil ei'i^ofitellt wird.

nachteilig bei den genannten Einrichtungen sind die nicht vollstaendige Trennung den Schmiermediums vom Beliaelterinhalt, wodurch die Wahl des Schmiermittels eingeschraenkt wird, ungenuegende Genauigkeit des Schmierdruckes, fehlende oder mangelnde Euehlung der Dichtung und Durchfluss des Scluniermediums, notwendige staendige Kontrolle des Schmiermittelvolumens sowie komplizierter, kostspieliger, regelungstechnischer Aufwand mit erhoehter Stoeranfaelligkeit und zusaetalichem Bedarf an Hilfsenergie.

Durch Verfahren und Vorrichtung gemaess der Erfindung werden die genannten Maengel beseitigt und die Anforderungen der Schmierung und Ivtiehlung optimal orfuellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ausreichende Kuehlung und Schmierung optimale Bedingungen fuer den Einsatz einer Dichtung und gegebenenfalls Lagerung im Bereich der Wellendurchfuehrung unter gleichzeitiger Wahrung der Produkt reinheit zu schaffen. 'Erfindungsgemaesa wird dies dadurch erreicht, dass dem dichtungsnahen Druckraum ein konstanter, ausreichender, vom Behaelterinhalt voellig getrennter Schmiermittelstrom mit einem genau eingehaltenen waehlbaren Ueberdruok gegenueber dem im allgemeinen zeitlich veraenderlichen Behaelterdruck mittels einer wartungs- und stoerungsfreien Vorrichtung ohne Hilfsenergiebedarf zugefuehrt wird.

Mittels einer Zahnradpunpe wird aus einem Vorratsbehaelter Schmiermittel dem dichtungsnahen Druckraum zugefuehrt. Das restliche Schmiermittel tritt au;.¹· dciii Druckrrnim auij und wird in einem nachgesclialteten Waorneuebortra;;er ^ekuehlt, bevor ee einen Sperr druckregler passiert. Dor nelbsttaetig ol-ne Hilfsenergie wirkende Sperr^.ruckre^ler

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BAD ORIGINAL

besteht aus ?n*^rei Kammern, die durch ein leicht verschiebbares Element, z. B, eine IJembran oder einen Faltenbalg getrennt wird. Das leicht verschiebbare Element bewegt ueber einen Teller schmiermittelseitig einen Hohlkolben, •lessen innerer Querschnitt als Abstroemleitun_& dient, und der mit leichte:.. Spiel in einer ueber eine drucklose Leitung νκ : Vorrat Gbe-ia&lt er fu ehr enden zylindrischen /-bstroembolirung bewegt; wird. Der Hohlkolben ist am Mantel mit radialen Abutroemoeff-iiungen,- z.B. in Form· von Bohrungen verochiedenen Durchmessern ader Schlitzen mit konstanter oder variabler Breite; versehen, so dass sich die Abstroemflaeche beim Eintauchen des Tlolilkolbens in die zylindrische Abstroembohrung staendig verringert, wodurch ein weichas Arbeiten des Reglers ohne Vörzoegerung "bewirkt wird. Die scluiiiermittelseitige Kammer ist durch eine Daempfungsplatte in Druck- und Stroemimgskammer getrennt. Die Daempfungsplatte ist mit einer sentrjfgchen Bohrung zur leichten Fuehrung des Holilkolbens -wid, Ue^erstroemoeffnungen zum Druckausgleich zwischen Stroemungs- und Druckkammer versehen. Dp durch wirkt auf Membrane oder_; Faltenbalg.nur-der Druck der ruhenden Fluessigkeit, und jes wird ein dynamisch stabiles Arbeiten des Reglers gewaehrieistet.» Durch den behaelterseitigen Druck wird Uembrane oder Faltenbalg so lange, bewegt, bis si oh..der Abstroemquerschiiitt des Kolbens so weit verringert hat, dass durch den druckraumseitig aufgebauten Flüssigkeitsdruck des Sclamiermediuiiis an. Membrane oder Faltenbalg Kraeftegleichgewiclit .beoteht. Infolge des llohlkolbens sind die behaelterseitig und schmiennittelseitig. druckbeaufschlagten Flaechen von Membrane oder Faltenbalg ungleich, so dass zunaechst lediglich ein von eins verschiedenes konstantes Verhaeltnis zwischen Behaelter- und. Schmiermitteldruck erreicht wird. Durch den Einbau eines in Laenge und.!Steifigkeit auf das Hub-Druckverhalten des _.·. llohlkolbens angepassten F ed er elementes im Druckraum zwischen Teller und Daempfungsplatte kann diese Verliaeltnisdruckregelung voellig kompensiert werden, so dass sclimiermittel-.

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seitig genau der gleiche Druck herrscht wie behaelterseitig. Da das Trennelement (Membrane oder Faltenbalg) auf diese Weise kaum noch durch einen Differenzdruck belastet ist, kann es sehr duenn und entsprechend leicht verschiebbar ausgefuehrt werden. Da der Druckaufbau schmiermittelseitig fast ausschliesslich durch Druckverluste des Schmiermittels infolge ploetzlicher Veraenderungen des Stroemungsquerschnittes vor und nach dem Eintritt in den Hohlkolben erfolgt, ist das Druck-Hubverhalten von Temperaturen- und Viskositaetsaenderungen des Schmiermittels in weiten Bereichen unabhaengig.

Die erfindungsgemaesse Loesung garantiert eine ausreichende Schmier- und Kuehlmittelzufuehrung unter einem genau eingehaltenen Ueberdruck gegenueber dem BehaeIterinhalt zum dichtungsnahen Druckraum durch eine wartungsfreie, ohne zusaetzliche Hilfsenergie arbeitende, selbsttaetig geregelte Einrichtung, wobei durch die voellige Trennung des Schmiermediums vom BehaeIterinhalt eine uneingeschraenkte Auswahl des optimalen Schmiermediums erfolgen kann. Durch den genau eingehaltenen Ueberruck des Schmiermittels gegenueber dem Behaelterdruck wird eine unzulaessige Verunreinigung des Produktes durch Schmiermittel vermieden. Da keine durch radiale Anpresskraefte bedingten Reibungskraefte am Hohlkolben auftreten, arbeiten der Regler bei Behaelterdrucksteigerung und -Senkung hysteresefrei. Durch die Wirkung des Ausgleichfederelementes wird in einem extrem breiten Druckbereich nahezu fehlerlos und stabil geregelt, ohne dass das Trennelement merklichen Belastungen ausgesetzt wird. Durch die voellige Trennung von Schmiermittel und BehaeIterinhalt kann die Funktion des Schmiermittels nicht beeintraechtigt werden. Durch die Gestaltung des Hohlkolbens werden Reibung, Verschleiss und Deformationen an der Drosselstelle von Hohlkolben und zylindrischer Abstroembohrung bei nahezu beliebigen Druecken fast voellig ausgeschaltet.

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Die Erfindung soll nachfolgend unter Bjezugnahme auf die zugehoerigen Zeichnungen naeher erlaeutert werden. Bs zeigen:

Pig. 1: eine Skizze der Gesamtanlage Fig. 2i den Sperrdruckregler im Schnitt

Pigur 1 zeigt die Zahnradpumpe 1, die den Sperrfluessigkeitskreislauf ueber den dichtungsnahen Druckraum 3, den Waermeuebertrager 4 und¹ den Sperrdruckregler 5 und zurueck in den Vorratsbehaelter 2 erwirkt.

In Pigur 2 wird im Prinzip der Sperrdruckregler 5 dargestellt. Dieser besteht aus zwei Kammern; die Trennung erfolgt durch ein leicht verschiebbares Element, Membrane oder Faltenbalg 6, und den Teller 7«

Mit dem Teller 7 ist der Hohlkolben 15 fest verbunden, dessen innerer Querschnitt als Abstroemleitung dient, und der mit leichtem Spiel in einer ueber eine drucklose Lei- · tung zum Vorratsbehaelter fuehrendenzylindrischen Abstroembohrung 9 bewegt wird. Ausserdem sind am Mantel des Hohlkolbens 15 radiale Abstroemoeffnungen 8 in Form von Bohrun gen verschiedener Durchmesser 8 oder Schlitzen mit konstanten oder variabler Breite 16 angebracht. Wird der Druck vom Behaelter auf den Teller 7 gegeben, so weicht der Teller 7 mit dem Kolben in entgegengesetzter Richtung aus. Die Abstroemungsquerschnitte werden verringert und in der Stroemungskammer 12 und Druckkammer 11 baut sich ein dem Behaelterdruck gleicher statischer Druck auf. Infolge des Hohlkolben 15 wirken auf beide Seiten des Tellers 7 zunaechst unterschiedliche Druckkraefte, die jedoch durch die Feder 14 voellig kompensiert werden, so dass die statischen Druecke im Behaelter und in der Stroemungskammer 12 gleich sind.

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Claims (2)

1. 9 9 9 7/R 7 Patentansprüche: · ' * *■ * °

   ηy Verfahren zur Foerderung eines unter Druck stehenden Fluessigkeitsstromes, insbesondere zur Schmierung und ■ Kuehlung, vorzugsweise von We 11 endure hf uehrungen an Ruehrmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmier- und/oder Kuehlmittelstrom durch einen direkt vom Behaelterdruck gesteuerten und betaotigten Regler unter einen konstanten Ueberdruck gegenueber dem Behaelter gehalten wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchfuehrung des.Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sperrdruckregler (5) durch ein trennendes Element (6) mit einem Teller (7) zweIgekammert ist, wobei der Teller (7) einen zylindrischen Hohlkoerper (15) aufnimmt, der mit radial gerichteten, und mit dem Hub veraenderlichen Abstroemungsquerschnitten in Form zylindrischer Bohrungen (8) bzw. axialer Schlitze (16) versehen ist und mit geringem radialen Spiel axial bewegt werden kann.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch kegennzeichnet, dass die Wirkung dc-·^ ungleichen Flaechenverhaeltnisses behaelter- und schmiermittelseitig des Trennelementes (6) und des Tellers (7) durch ein auf das Kolbenhub-Schiiiiermitteldruck-Verlialten des Hohlkolbens (15) abgestimmtes Federelement (14) kompensiert wird.

   4· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelraum durch eine mit Ueberstroembohrunggen (13) und einer Kolbenfuehrungsbohrung versehene Daempfungsplatte (10) in Druckkammer (11) und Stroemungskammer (12) geteilt ist.