DE2343724C3 - Flüssigkeitsabdichtung für rotierende Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsabdichtung für rotierende Wellen, mit einer Sperrflüssigkeil enthalienden Ringkammer im Wellengehäuse, in die eine auf der Welle befestigte Scheibe hineinragt und mit zu beiden Seiten der Scheibe an der Welle befestigten konischen Flanschen.

Eine derartige Flüssigkeitsabdichtung ist bekannt (US-PS 15 58 630). Bei ihr ist ein Sperrflüssigkeitssystern vorgesehen, das mit einem äußeren Zulauf, einem Ventil, einem Ablauf und einem Umwälzsystem versehen sein muß. Es ist nicht vermeidbar, daß die Sperrflüssigkeit aus der Ringkammer herausgelangt, so daß ein dauernder Ersatz frischer Sperrflüssigkeit notwendig ist. Es treten beidseitig der Ringkammer Leckverluste auf, die in Sekundärkammern aufgefangen werden, in denen die konischen Flansche rotieren. Diese konischen Flansche haben einander zugewandte konische Flächen, so daß die Leckflüssigkeit von ihnen aufgenommen und auf Grund der Zentrifugalkraft nach außen auf Schrägflächen des Gehäuses geworfen wird, die ebenfalls so geneigt sind, daß ein Transport in axialer Richtung, aber von der Ringkammer weg erfolgt. Diese Leckflüssigkeit wird dann durch Leitungen aus dem Gehäuse herausgeführt, gesammelt und über eine Druckerhöhungspumpe dem System wieder zugeführt. Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte beschriebene Flüssigkeitsabdichtung wesentlich zu vereinfachen und insbesondere so auszubilden, daß ein äußeres Versorgungssystem mit Druckerhöhungspumpe usw. entfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide konischen Flansche so angeordnet sind, daß sie die in den Bereich der axial gegenüberliegenden Öffnungen der Ringkammer gelangende Sperrflüssigkeit zurückfördern.

Dank der zum Stand der Technik entgegengesetzten Anordnung der konischen Flansche, nämlich derart, daß die konischen Flächen beider Flansche voneinander abgewandt liegen, wird der überraschende Vorteil erreicht, daß die Sperrflüssigkeit, die bei langsam laufender Welle nach beiden Richtungen sich in axialer Richtung von der Ringkammer zu entfernen sucht, in umgekehrter Richtung axial beeinflußt werden kann. wodurch es möglich ist, ohne jegliche weiteren Hilfsmittel die flüssigkeit in der Ringkammer zu halten. Während des Anlaufens und während des Abbremsens der Welle reicht die Zentrifugalkraft nicht mehr oder noch nicht aus, um aus der gesamten Flüssigkeit einen geschlossenen Flüssigkeitsring zu bilden, vielmehr erhält ein Teil der Flüssigkeit die Tendenz, sich in axialer Richtung nach beiden Seiten aus dem Ringspalt heraus-

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zubewegen. Dem wird nun durch die erfindungsgemäße Anordnung der konischen Flansche entgegengewirkt, denn diese nach beiden Seiten wegströmende Sperrflüssigkeit gelangt auf die konischen Flansche, und es wird ihr dort eine Bewegungskomponente in axialer Richtung mitgeteilt, die auf Grund der Neigung der Flansche zur Ringkammer hin gerichtet ist. Dies führt zu dem Ergebnis, daß bei Betriebsdrehzahl der Welle die gesamte Flüssigkeit den abdichtenden Flüssigkeitsring bildet, bei Stillstand der Welle Restflüssigkeit an den konischen Flanschen jeweils nach unten läuft und in deren unteren Hälften jeweils in die Ringkammer geleitet wird und auch in den Übergangsphasen mit geringer Drehzahl der Weile keine Leckverluste auftreten, vielmehr die Flüssigkeit an den konischen Flanschen wieder selbsttätig in die Ringkammer zurückgepumpt wird. Damit ist ein äußeres Versorgungssystem für Sperrflüssigkeit, das immer wieder regeneriert werden muß, unnötig, womit erhebliche HersteJJungs- und Wartungskosten gespart werden.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweise geschnittenen Aufriß einer Wellenabdichtung gemäß einer Aueführungsform der Erfindung,

F i £. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 1, F i g. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig.! bei mit Betriebsdrehzahl rotierender Welle und

F i g. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, jedoch von einer abgewandelten Ausführungsform.

In einer rotierenden Antikathoden-Röntgenröhre ist beispielsweise eine Welle 3 einer Antikathode in einem zylindrischen Stutzen 2 gelagert, der mit einem luftdichten Vakuumgehäuse 1 verbunden ist, welches die darin enthaltene Antikathode aufweist. Die Welle 3 isi mittels Kugellagern od. dgl., die nicht dargestellt sind, in dem zylindrischen Stutzen 2 gelagert und über eine Antriebsscheibe am Ende der Welle 3 mit einem Elektromotor verbunden. Der Zylinderstutzen 2 weist eine nach außen erweiterte Ringkammer 4 auf. Ein Kühlmantel 5 umgibt die Ringkammer 4. Die Welle 3 hat eine Scheibe 6, deren Umfangsteil in die Ringkammer 4 hineinragt und am Umfang mit Flügeln 7 versehen ist. An jeder Seite der Scheibe 6 sind an der Welle konische Flansche 8 ausgebildet. Die Ringkammer 4 ist mit einer Flüssigkeit 9, wie Quecksilber oder Vakuumpumpenöl mit niedrigem Dampfdruck und geringer Viskosität gefüllt.

Während des Stillstandes der Welle 3 ruht die Flüssigkeit im unteren Teil der Ringkammer 4 (F i g. 1 und

In Betrieb dreht sich die Welle 3 mit hoher Drehzahl, und die Flüssigkeit 9 wird in der Ringkammer 4 von der Scheibe 6 und den Flügeln 7 in Form eines geschlossenen Flüssigkeitsringes auf Grund der in radialer Richtung wirkenden Zentrifugalkraft in Umlauf gehalten (F ig. 3).

Wenn das Gehäuse 1 evakuiert ist, entsteht eine Differenz a im Flüssigkeitsspiegel an der Innenseite und der Außenseite des Flansches 6, wie in Fig.4 dargestellt ist.

Während der Übergangsphasen, beim Anlaufen und Abstoppen der Welle 3, fließt Flüssigkeit 9 in der Ringkammer 4 in den Bereich der konischen Flansche 8 und dort, wie durch die Pfeile in F i g. 3 gezeigt ist, wieder zurück in die Ringkammer hinein zur Welle 3. Auf diese Weife bleibt die Flüssigkeit 9 immer in der Ringkammer 4, ohne axial an den zylindrischen Stutzen 2 nach

außen oder in das Gehäuse 1 hineingelangen zu kön

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführung, gemäß welcher die Scheibe 6 keine Flügel 7 trägt. Die Ringkammer 4 kann dadurch schmaler gehalte.: werden. Auf Grund der hohen Drehzahl der Welle 3 zirkuliert die Flüssig-

keil 9 mit der Scheibe 6 und bildet einen abdichtenden Flüssigkeitsring. Auch hier sorgen die konischen Flansche 8 für eine selbsttätige Rückführung von Flüssigkeit aui dem Bereich der konischen Flanschflächcn in die Ringkammer 4 während der Übergangsphasen, in denen die Welle 3 langsam rotiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

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   Flüssigkeitsabdichtung für rotierende Wellen, mit einer Sperrflüssigkeit enthaltenden Ringkammer im Wellengehäuse, in die eine auf der Welle befestigte Scheibe hineinragt und mit zu beiden Seiten der Scheibe an der Welle befestigten konischen Flanschen, dadurch gekennzeichnet, daß beide konischen Flansche (8) so angeordnet sind, daß sie die in den Bereich der axial gegenüberliegenden Öffnungen der Ringkammer (4) gelangende Sperrflüssigkeit (9) zurückfördern.