DE2328130A1

DE2328130A1 - Vorrichtung zum abdichten von fliessmedien

Info

Publication number: DE2328130A1
Application number: DE2328130*A
Authority: DE
Inventors: Charles William Potter
Original assignee: Weston & Co Ltd Charles
Current assignee: Weston & Co Ltd Charles
Priority date: 1972-05-30
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1973-12-06
Also published as: US3874678A; CA983967A; GB1365226A

Description

PATENTANWÄLTE

^1] Dipi.-ing. H. Seiler Dipi.-ing. J. Pfenning Dipl.-Phys. K. H. Meinig

1 Berlin 19

^% Oldenburgallee 1O i

Tel. 0311/304 55 21 j

; . . 3O45522 ' j

ι «1075 Drahtwort: Seilwehrpatent j

Postscheckkto. Bln.W.5938 i

! ■ 30. Mai 1973 I

ί . " ■ Me/Roe '

CHARLES WESTON & COMPANY LIMITED
Douglas Green, Pendieton, Salford, M6
Lancashire, England

Vorrichtung zum Abdichten von Fließmedien-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten
von Gasen, Flüssigkeiten oder dergleichen Fließmedien, bei
deren Übergang von einem stationären Rohr, eine Leitung oder
dergleichen zu einer sich drehenden Welle oder gleichfalls
einem Hohlrohr. -

Das fließende Medium ist im vorliegenden Fall vorzugsweise
Luft oder irgendein Gas oder aber auch eine Flüssigkeit.

Von der Anmelderin ist bereits eine Abdichtung in Vorschlag
gebracht worden, die sich durch radiale Dichtungsflächen auszeichnet, welche unter der Druckbeaufschlagung des Fließme-

309849/1047

diums in Dichteingriff gedruckt werden und velche für die Ver

Reibungs teilung und Ableitung der sich ergebenden Hitze von den

Oberflächen mit Wasser gekühlten Vertiefungen versehen sind.

Unter Bedingungen hoher Belastung besteht insbesondere, ein wesentliches Problem und sich daraus' ergebende Schwierigkeiten in der Schmierung der Abdichtfläche, und es--wurde in diesem Zusammenhang gleichfalls von der Anmelderin vorgeschlagen, geeignete Hilfsmittel vorzusehen, um eine ausreichende Schmierung der Dichtungsflächen sicherzustellen.

Die vorliegende Erfindung soll weitere zusätzliche Verbesserungen zur Überwindung der vorstehend skizzierten Problematik erbringen.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung für einen Dichtungsmechanismus, welcher auf eine drehbare Welle oder ein entsprechendes Rohr aufgeschoben oder von diesem umgriffen ist, durch welches ein unter Druck stehendes Pließmedium die Dichtung passierend hindurchfließt, dadurch, daß ein stationäres Gehäuse für den Einlauf des Fließmediums, eine zusammen mit der Welle oder dem Rohr drehbare Hülse und eine federbeaufschlagte Abdichtung mit radialer Dichtungsfläche innerhalb einer, durch die Hülse vorgegebenen Kammer vorgesehensind und des weiteren eine Halterung oder dergleichen Hilfsmittel für die Dichtung uad den Spalt zwischen Gehäuse und Dichtungselement, wobei das Dichtungselement so ausgebil-

309849/1047

det ist, daß durch dieses hindurch das Fließmedium zu und von dem sich drehenden Schaft oder einem entsprechenden Rohr unter dem steuernden Einfluß eines Ventils getragen werden kann und wobei des Hindurchströmen des Fließmediums bei einer vorbestimmten Umdrehungszahl der Welle oder des Rohres verhindert werden kann, um in der genannten Kammer eine : Druckentlastung vorzugeben.

' Der erfindungsgemäß ausgebildete Abdichtmechanismus soll : nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben werden, wobei im Aus f uhr ungs beis'piel die Dichtung in eine drehbare Welle eingepaßt ist, die eine axiale Bohrung aufweist, welche kommunizierend mit einer pneumatisch betätigbaren Kupplung in Verbindung steht. • Es bedeutet: ■ ■

j Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch den Abdichtungsmechanismus in der erfindungsgemäßen Ausbildungsform

^: 'Flg. 2 Teilquerschnitte für die Darstellung der Buchse und -, ^l

oder Muffe und ihrer beispielsweisen Anordnung in Verbindung mit einem Ventil, wobei letzteres einmal in der Offen- und zum anderen in der Geschlossen-.. stellung wiedergegeben ist und

Fig. 4 einen vergrößerten Detailschnitt des Hülsenelementes : bzw. der Muffe.

: Der Abdichtungsme'Chanismus besitzt, wie aus den Zeichnungen

ί " ■

30 9849/ 1047

ersichtlich, ein Ringgehäuse 10, welches eine Welle 11 umschließt und je eine Endwandung 12 aufweist, die radial in Einwärtsrichtung auf die Welle 11 zu gerichtet ist. Das Ge- '. häuse 10 ist mit einem Lufteinlaß 13 versehen, der mit einer ■ Luftzuführungsleitung 14 in Verbindung steht, die ihrerseits

an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, wobei die Zufuhr ; über ein manuell betätigbares Luftsteuerventil 15 geregelt : wird, welches sich durch drei Stellungen auszeichnet, nämlich ^: die Stellung A, in der die unter Druck stehende Luft in das

Gehäuse 10 eingespeist wird, die Stellung B₁ in welcher es j möglich ist, daß die Luft aus dem Gehäuse 10 wieder ausge- ! lassen wird und schließlich die Stellung C, in welcher der ' Fluß in das Gehäuse 10 hinein oder auch zurück unterbrochen ist.

Innerhalb des Gehäuses 10 ist die Welle 11 mittels einer Hülse oder eines Trägerelementes 16, welches'fest mit der Welle 11 in Verbindung steht, umschlossen. Die Welle 11 bzw. die Hülse besitzt einen mittleren Abschnitt 17, dessen Querschnitt in der dargestellten Weise vergrößert ist, so daß sich eine ringförmige Lufteintrittskammer 18 zwischen dem Träger— element 16 und der Welle 11 ergibt. Die Lufteintrittskämmer steht in Verbindung mit einer axialen Bohrung 19. innerhalb der Welle 11 über eine in radialer Richtung in diese eingebrachte Bohrung 20 und mit einer Verbindungskammer. 21, die durch den Abstand zwischen dem Gehäuse 10 und dem Trägerelement 16 vorgegeben ist.Die Verbindung kann beispielsweise über zwei Ventile

309849/1047

gesteuert mit den Durchlässen 22 und 23 realisiert werden. In j

; den Durchlaß 22 ist ein Zentrifugalventxl 24A eingepaßt, !

: welches normalerweise offen ist und welches bei einer vorbe- ;

stimmten Umdrehungszahl der Welle 1 schließt. Der andere !

Durchlaß 23 wird über ein Kontrollventil 24B gesteuert, ;

welches die Luft zu der Welle 1 freigibt und mit einem in « Auswärtsrichtung hervorstehenden Schaft 25 versehen ist, der j-

■ - ■ - ' ^; - ■ !. gegen die Innenseite der Peripherie eines Betätigungsringes 26

stößt, welcher seinerseits die Welle 11 und das Trägerelement 16 vollständig umschließt. Der Ring 26. ist,« wie insbesondere ι

i -

, aus den Figuren 2 und 4 ersichtlich, in seiner Stellung !mittels zweier Stifte 27 gehalten, die in dem Gehäuse 10 verankert sind ,und in zwei Lochungen 28 innerhalb des Ringes *26 eingreifen^ i j wobei eine Kompressionsfeder in Form einer Spiralfeder 29 auf I jeden Stift 27 zwischen dem Ring 26 und dem Gehäuse aufgepaßt ist. j Diametral den Stiften 27 gegenäberliegend hat der Ring 26 auf I seiner äußeren Oberfläche eine querverlaufende v-förmige !Ausnehmung 30, bzw. es ist wenigstens ein Abschnitt dieser Ausnehmung V-förmig ausgebildet, und in der Mitte der Aus—

■ nehmung 30 geht eine Bohrung 31 durch den Ring 26 hindurch. ,Eine manuelle Drehung des Stiftes 32 eines Hilfs- oder j Notventils 33 ragt durch den Ventilkörper 34 hindurch und ist iin das Gehäuse in der dargestellten Weise eingepaßt, wobei ein 'Kopf 35 in Form eines keilförmigen QuerStückes, wie aus der Abb. ersichtlich,in die Ausnehmung 30 eingreift.

Ein Zapfen 36 erstreckt sich

-6-

309849/1047

! von dem Kopf 35 ausgehend in eine Bohrung 31 innerhalb des j

- " ■ ■ " ■" . - " ■_ j • Ringes 26 hinein, in welcher er zu gleiten vermag. Der !

; Schaft 32 ist mit einer Bohrung 37 versehen, welche eine kommunizierende Verbindung zwischen der Kopplungskammer 18 j und dem Durchlaß 38 zur Atmosphäre in den Yentilkörper 34 vorgibt, wenn der Schaft 32 mittels des Handgriffes 39 in die Offenstellung des Ventils 33» wie in Fig. 3 gezeigt, gedreht \ . worden ist. Die Drehung des Schaftes 32 in Offenstellung des Yentils 33 drückt den keilförmigen Kopf 35 der Welle 32 aus der bisherigen Eingriffsstellung mit dem V-förmigen Abschnitt

bei der Ausnehmung 31 in dem Ring 26 heraus, wodxa03O<bc sich eine Verschiebung des Ringes 26 entlang der Stifte 27 gegen die Kraft der Federn29 ergibt.

Der Druck auf die Welle .25 des Kontrollventils ist dann aufge- : hoben, so daß dieses äffnet und die Druckluft von der axiales Bohrung 19 der Welle 11 in die Kammer 21 einströmen kann u-raf > dann durch die Bohrung 37 des Notventilansatzes 32 und den Durchlaß⁵ 38 in den Ventilkörper 34 und von hier in die freie Atmosphäre. >

, Das tragende Bement 16 sitzt auf den drehenden Teilen der bei- ^:'den flächigen Dichtungen 41 , so daß der Ringspalt 42 zwischen ; den Enden des Gehäuses 10, und der Hülse bzw. des tragenden : Elementes 16 verschlossen ist. Die drehenden Elemente besitzen in jedem Falle einen drehbaren Dichtungsring 43> der

309849/1QA7

durch eine Spiralfeder 44 vorbelastet ist, welche zwischen

I dem Dichtungsring 43 und einer ringförmigen angrenzenden

■ Fläche wirkt. Jeder der drehenden Dichtungsringe 43 wird

; mittels einer Spiralfeder 44 in Dichtungskontakt mit einem

i stationären Dichtungsring 45 gehalten, welcher auf der Innen-

; seite der zugehörigen Gehäuseendwand 12' gesichert ist.

j I

j Bei Gebrauch des Dichtungsmechanismus und Antrieb der Welle

; oder der Schwungscheibe der Kupplungsvorrichtung 47, die sich

\ mit geringer Geschwindigkeit dreht, bewegt sich das Luft-

¹ steuerventil 15 ia die Speisuagsstellung A, wodurch Druck-

I luft durch das Kontrollventil 24 und die Bohrung 19, in der

; sich die drehende Welle, zu der Kupplungsvorrichtung 47 gelangen kann, und hierdurch die drehende Welle 11 sich mit der

I Geschwindigkeit der antreibenden Welle dreht. Eine Besehleu-

I . bzw. über

I nigung der Umdrehungszahl der antreibenden Welle 46 auf/die

! normale Umlaufgeschwindigkeit führt dazu, daß das Fliehkraft-

; ventil 24A schließt, wobei durch manuelle Betätigung des

] Luftsteuerventils 15 die Luft in der Kopplungskammer 21 auf

_; Atmosphärendruck entspannt werden kann. Hierdurch wird die

! Belastung von den drehenden Abdichtungsringen 43 genommen,

ohne daß ein Druckverlust in der Kupplungsvorrichtung 47 er-

: folgt. Die Herabsetzung der Drehzahl führt wieder dazu, daß

,' das Fliehkraftventil 24A' öffnet und damit der Druck in der

; Kupplungsvorrichtung 47 entweicht. Der Druck läßt sich, für

' die Drehung bei niedriger Geschwindigkeit erneut wiederher-

! stellen, indem das Luftsteuerventil 15 auf die Speisungs-

-S-

30 98 49/Ί0 47

■ - 8 -

I stellung A umgestellt wird.

I Die radiale Verschiebung des Dichtungsringes 26 bei Betätii gung d'es Ventils 33 ermöglicht es, daß eine hilfsweise Druckfreigabe über das Kontrollventil 24B vorgegeben werden kann.

I- ·

: Darüber hinaus kann' ein nicht dargestelltes Druckfreigabeven-

i til vorgesehen werden, welches auf einen maximalen Arbeits-

! druck eingestellt werden kann und sich in die Kopplungskammer

; 21 einpassen läßt und hierbei auf das Fliehkraftventil 24A

-j und die Kontrollventile 24B abzustimmen ist. Das Druckfrei-

i gabeventil dient der Steuerung übermäßigen Druckanstieges, i ·

! welcher im Ergebnis von Temperaturänderungen in der Anlage

ι möglich ist.

309849/ 1047

Claims

-9-PATENTANSPRÜCHE

1.) Vorrichtung zum Abdichten von Fließmedien bei deren Über- ;

* i gang von einer feststehenden Leitung zu einer sich drehen- j

den Welle oder einem rotierenden Rohr, durch welches das Medium in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit unter ! Druck hindurchgegeben wird, dadurch gekenn-"zeichnet , daß der Bichtungsmechanismus aus einem ''' stationären Gehäuse (1O)₅ in welches das Fließmedium einströmt, einer drehbaren, mit der Welle (1.1) oder einem ent- ; sprechenden Rohr verbundenen Hülse bzw, einem Trägerelement • (16) innerhalb des Gehäuses und wenigstens einer in eine

Kammer zwischen Trägerelement (16) und Gehäuse (10) für die : Abdichtung der Spalte zwischen Gehäuse und Hülse eingei paßten federbeaufschlagten Dichtung mit radialer Dichtfläche bestehtj wobei die Hülse bzwo das Trägerelement (16) derart ausgebildet ist_s daß es wenigstens einen Durchlaß (22j 23) für das Fließmedium zu und von der drehbaren Welle ■ oder dem Rohr unter dem steuernden Einfluß von Ventilorga- ; nen (24A, 24B) freigibt und der Durchlaß (22) bei einer vor-I bestimmten Drehzahl der Welle oder des Rohres verhindert, ¹ daß der Druck in der Kammer abfällt«

t .

ι 2„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß : j eine ein Ventil (15) aufweisende Zuführungsleitung (14) für | ! das Druckmedium mit dem Gehäuse (10) in Verbindung steht, ,

30 9'8 49/1047

wobei das Druckmedium bei einer vorgebbaren Stellung des ' Ventils zu oder von der Kammer zwischen Gehäuse und Trägerelement strömen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (16) zwei ventilgesteuerte Durchlässe (22,23) zwischen Kammer und Welle besitzt, daß das eine Ventil (24A) ein normalerweise offenes Fliehkraftventil ist, welches bei einer bestimmten Drehzahl der Welle schließt, während das andere Ventil (24B) ein manuell betätigbares Kontrollventil ist, weiches in Offenstellung die Freigabe des Druckes aus der Kammer ermöglicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollventil (24B) über einen Betätigungsring (26)' verstellbar ist, welcher durch ein manuell zu bedienendes Hilfsventil (33) bewegbar ist, wobei in der Offenstellung

. die Kammer mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Not- oder Hilfsventil (33) eine drehbar axial aufgebohrte Welle (32) aufweist, welche in einer'Winkelstellung die Kammer mit der Atmosphäre verbindet, daß die Welle mit einem keilförmigen Kopf (35) versehen ist, der in einer entsprechend geformten Ausnehmung (30) in den Betätigungs-

-11-

309849/

ring (26) einzugreifen vermag, wobei der keilförmige Kopf , dann, wenn das Notventil sich in der Offenstellung befindet, ; den Betätigungsring radial verschiebt und hierdurch das Kontrollventil geöffnet wird.

' " 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, i da"ß der Abdichtungsmechanismus federbeaufschlagte, sich

;, drehende Abdichtungsringe aufweist, die auf der' Hülse oder dem Trägerelement angeordnet sind, und die in reibenden

j Kontakt mit stationären Abdichtungsringen,, die fest mit dem

Gehäuse verbunden sind, stehen.

3098A9/104