DE2659880A1

DE2659880A1 - Two stage shaft seal - has secondary seal controlled via hydraulic piston supplied with throttled seepage from first seal

Info

Publication number: DE2659880A1
Application number: DE19762659880
Authority: DE
Inventors: Horst Ing Grad Nothacker
Original assignee: FLEXIBOX GmbH
Current assignee: FLEXIBOX GmbH
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1978-02-23
Also published as: DE2659880B2; DE2659880C3

Abstract

The shaft seal assembly comprises a primary face seal whose low pressured side is connected by a duct to the one end of a hydraulic piston coaxial with the shaft. The other end of the piston confronts a collar mounted on the shaft. If the pressure of seepage from the primary seal rises the piston is moved into engagement with the collar to form a secondary seal. The duct is bypassed by a restricted passage between the low pressure side of the primary seal and the other end of the piston. The restricted passage improves control over the action of the piston.

Description

"Doppeltwirkende Gleitringdichtung lit "Double-acting mechanical seal lit

Haupt- und Reservedichtung" Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung gemäß des Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine Gleitringdichtung, welche di. Main and reserve seals "The invention relates to a mechanical seal according to the preamble of claim 1. A mechanical seal, which di.

Merkmale nach diesem Oberbegriff aufweist, ist in einer gleichaltrigen deutschen Patentanmeldung (P 26 37 247.4i2) bereits vorgeschlagen worden. Wenn bei der dort beschriebenen Gleitring.Features according to this generic term is in a peer group German patent application (P 26 37 247.4i2) has already been proposed. If at the sliding ring described there.

dichtung die Hauptdichtung leck wird, dann gelangt ein Teil des Leckmediums über die Verbindungsleitung hinter den axialverstellbaren Gleitring der Reservedichtung und bewirkt dessen Verschiben in die Dicht stellung. Ein Teil des druckbehafteten Leckmediums gelangt aber auch an die Gleitfläche der Gleitringe der Reservedichtung. Dies wirkt sich dahingehend aus, daß das Verstellen des axialverschieblichen Gleitringes der Reservedichtung in di. Dichtstellung verzögert wird und daß ein relativ starker Abfluß von Leckaediui durch die geöffnete Reservedichtung erfolgen kann.seal If the main seal leaks, then part of the leak medium will leak via the connecting line behind the axially adjustable slide ring of the reserve seal and causes it to move into the sealing position. Part of the pressurized However, the leakage medium also reaches the sliding surface of the sliding rings of the reserve seal. This has the effect that the adjustment of the axially displaceable slide ring the reserve seal in di. Sealing position is delayed and that a relatively strong Drainage of Leckaediui can take place through the open reserve seal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppeltwirkende Gleitrinvdichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart auszubilden, daß der für die Beaufschlagung des zu verstellenden Hydraulikkolbens erforderliche Druck relativ schnell aufgebaut wird und daß ein starker Ausfluß von Leckmedium durch di. geöffnete Reservedichtung beim Leckwerden der llauptdichtung vermieden wird.The invention is based on the object of a double-acting Mechanical seal according to the preamble of claim 1 in such a way that the for the Acting on the hydraulic piston to be adjusted relative pressure required is built up quickly and that a strong outflow of leakage medium through di. opened Reserve seal in the event of a leak in the main seal is avoided.

Die Erfindungsaufgabe wird in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß im Raum zwischen der Hauptdichtung und der Reservedichtung eine Drossel angeordnet ist.The object of the invention is achieved in an advantageous manner by that a throttle is arranged in the space between the main seal and the reserve seal is.

Zwar ist die Anordnung einer Drossel im Raum zwischen zwei Gleitringdichtungen durch die DL-PS 56 415 bereits bekannt, doch dient hier die Drossel nicht dazu, beim Lecken der Hauptdichtung den für die Beaufschlagung eines Hydraulikkolbens einer Reservedichtung nötigen Druck schneller aufzubauen, als es der geöffnete Spalt der Reservedichtung zuläßt.It is true that a throttle is arranged in the space between two mechanical seals already known from DL-PS 56 415, but here the throttle is not used to if the main seal leaks, that for the application of a hydraulic piston a reserve seal to build up the pressure required faster than the open gap the reserve seal allows.

In Weiterentwicklung der Erfindung empfiehlt es sich noch, die Drossel aus flexiblem Graphit zu erstellen. Dabei kann es besondors günstig sein, wenn die Lauffläche für den den rotierenden Gleitring der Reservedichtung aufnehmenden Gieitringkörper zugleich die Drossel bildet. Welche Ausbildung die Drossel hat, ist filr die Erfindung unwichtig. Wichtig ist allein, daß zwischen Hauptdichtung und Reservedichtung eine Drossel vorgese.In a further development of the invention, it is also recommended to use the throttle to create from flexible graphite. It can be particularly favorable if the Running surface for the sliding ring body that accommodates the rotating sliding ring of the reserve seal at the same time forms the throttle. The design of the throttle is important for the invention unimportant. The only important thing is that there is one between the main seal and the reserve seal Throttle provided.

hen ist.hen is.

Durch die Erfindung wird bei Ausfall der Hauptdichtung mit Si cherheit der für die Beaufschlagung des Hydraulikkolbens nötige Druck schneller aufgebaut, als es der geöffnete Spalt der Reservedichtung zuläßt. Auch wird ein starker Ausfluß von Leckmedium durch die geöffnete Reservedichtung beim L.ckwerden der Hauptdiehtung termied-n.With the invention, in the event of failure of the main seal with Si security the pressure required to pressurize the hydraulic piston is built up faster, than the open gap in the reserve seal allows. There is also a strong discharge of leakage medium through the opened reserve seal when the main seal leaks termied-n.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erlEutert, die eine doppeltwirkende Gleitringdichtung ja Längs schnitt veranschaulicht.The invention is explained below with reference to the drawing, which a double-acting mechanical seal yes longitudinal section illustrated.

Mit der dargestellten doppeltwirkenen Gleitringdichtung wird das Produkt 1 innerhalb des Gehäuses 2 einer nicht naher gezeig ten Pumpe gegenüber der Ungobungsluft, also der Atmosphäre 3 abgedichtet. Hierzu dienen zwei hintereinander auf der Welle 4 der Pumpe angeordnete axiale Gleitringdichtungen.With the double-acting mechanical seal shown, the product 1 inside the housing 2 of a pump not shown near the Ungobungsluft, so the atmosphere 3 sealed. This is done by two in a row on the shaft 4 axial mechanical seals arranged on the pump.

Jeder Gleitringdichtung gehören zwei Gleitringe an. Bei der produktseitigen Hauptdichtung ist der Gleitring 3 stationär im Gehause 2 eingesetzt und diesem gegenüber durch den O-Ring 6 abgedichtet. Der mit dem Gleitring 5 paarende Gleitring 7 ist zest mit der Hülse 8 verbunden und dieser gegend her durch einen nichtgezeigten O-Ring abgedichtet. Die Hülse 8 ist dicht auf der Welle 4 befestigt.Each mechanical seal has two sliding rings. On the product side Main seal, the sliding ring 3 is used stationary in the housing 2 and opposite this sealed by the O-ring 6. The sliding ring 7 paired with the sliding ring 5 is zest connected to the sleeve 8 and this against her by a not shown O-ring sealed. The sleeve 8 is tightly attached to the shaft 4.

Von der hinter der produktseitigen Hauptdichtung angeordneten atmosphärenseitigen Reservedichtung ist der rotierende Gleitring 9 axialverschieblich im Gleitringkörper 10 eingebaut und über den O-Ring 11 gegenüber der Ilülse 12 abgedichtet. Diese llulse 12 kann von der Welle 4 axial abgezogen werden Im eingebauten Zustand ist sio über die Schraube 13 an der Welle 4 festgelegt und über den O-Ring 14 dieser gegenüber abgedichtet. Auf den Gleitring 9 drücken unter Zwischenschaltung einer Ringscheibo 15 Federn 16, die entlang des Umfanges in den Gleitringkörper 10 von der Stirnseite her eingesetzt sind. Infolgedessen wird der Gleitring 9 gegen den in den Gleltringkörper 10 eingesetzten Dichtring 17 gedrückt. Seine Verschiebebewegung in Richtung des Pfeiles P ist somit begrenzt.From the atmospheric side, which is arranged behind the main seal on the product side As a reserve seal, the rotating slide ring 9 is axially displaceable in the slide ring body 10 installed and sealed with respect to the I-sleeve 12 via the O-ring 11. This llulse 12 can be withdrawn axially from the shaft 4. In the installed state, it is over the screw 13 is fixed on the shaft 4 and over the O-ring 14 of this opposite sealed. Press on the sliding ring 9 with the interposition of a ring washer 15 springs 16, which along the circumference in the sliding ring body 10 from the end face are used ago. As a result, the sliding ring 9 is against the in the sliding ring body 10 inserted sealing ring 17 pressed. Its shifting movement in the direction of the Arrow P is thus limited.

Der mit dem rotierenden Gleitring 9 der Reservedichtung paarende Gleitring, der einen Hydrauiikkolben 18 bildet, ist in dem durch Schrauben 19 fest mit dem Gehäuse 2 verbundenen Deckel 20 angeordnet, an welchem das Deckeichen 21 mittels Schrauben 22 befestigt ist. Am Deckeichen 21 ist ein rohrzylindrischer Kragen 23 angebracht, der ein im Durchmesser reduziertes Teilstück 24 der Hülse 12 frel übergreift und zwischen seinem Außen@@ntel 25 und einer eigens hierzu im Deckel 20 vorgesehcncn Sitzfläche 26 den Hydraulikkolben 18 in Richtung und Gegenrichtung des Pfeiles S verschieblich aufnimmt.The sliding ring paired with the rotating sliding ring 9 of the reserve seal, which forms a hydraulic piston 18 is through Screws 19 fixedly connected to the housing 2 cover 20 arranged on which the ceiling oak 21 is fastened by means of screws 22. On the ceiling 21 is a tubular cylinder Collar 23 attached, which is a reduced diameter portion 24 of the sleeve 12 frel overlaps and between its outside @@ ntel 25 and a specially for this purpose im Cover 20 provides seat surface 26 for hydraulic piston 18 in the direction and in the opposite direction the arrow S slidably receives.

Am Verdrehen wird der Hydraulikkolben 18 durch wenigstens einen am Deckelchen 21 fest angebrachten, in ein Sackloch 26' des 2Rydraulikkolbens 18 ragenden Stift 27 gehinder-t.The hydraulic piston 18 is rotated by at least one on Cover 21 firmly attached, protruding into a blind hole 26 'of the 2 hydraulic piston 18 Pin 27 hindered-t.

Der Verschiebeweg des Hydraulikkolbens 18 in Richtung des Pfeiles S wird durch die Wand 28 im Deckel 20 und den Anschlag 29 als Hydraulikkolben 18 begrenzt. In Gegenrichtung des Pfeiles S wird der Verschiebeweg des Hydraulikkolbens 18 durch die Wand 30 im Deckeichen 21 und die Stirnwand 31 des Hydraulikkolbens 18 begrenzt.The displacement path of the hydraulic piston 18 in the direction of the arrow S is acted as hydraulic piston 18 through the wall 28 in the cover 20 and the stop 29 limited. In the opposite direction of arrow S, the displacement path of the hydraulic piston 18 through the wall 30 in the ceiling 21 and the end wall 31 of the hydraulic piston 18 limited.

GegenUber dem Deckel 20 ist der Hydraulikkolben 18 durch den 0-Ring 32 und gegenUber dem Deckelchen 21 durch den O-Ring 33 ab.Opposite the cover 20 is the hydraulic piston 18 through the O-ring 32 and opposite the cover 21 through the O-ring 33.

gedichtet.sealed.

Hinter dem Gleitring 5 der Hauptdichtung ist im Gehäuse 2 eine erweiterte Ausnehmung vorgesehen, in welche der Bund 34 des Dekkels 20 sowie die Hülse 8 und die Hülse 12 eintragen. Konstrulc.Behind the sliding ring 5 of the main seal in the housing 2 is an extended one Recess provided in which the collar 34 of the cover 20 and the sleeve 8 and enter the sleeve 12. Konstrulc.

tiv wird darauf geachtet, daß zwischen Gleitring 5 und Gleitring körper 10 ein freier Ringraum 35 vorhanden ist. Auch wird darauf geachtet, daß zwischen dei Jlydraulikko'iben 18 der Reservedichtung und der Innenwand 36 des Deckelchens 21 ein freier Ringraum 37 entsteht. Die beiden Ringräume 35 und 37 sind durch eine Leitung 38, die ruder Zeichnung durch gestrichelte Linien angel deutet ist, uiteinender t-rbund-a.tive care is taken that between sliding ring 5 and sliding ring body 10 a free annular space 35 is present. Care is also taken that between the Jlydraulikko'iben 18 of the reserve seal and the inner wall 36 of the lid 21 a free annular space 37 is created. The two annular spaces 35 and 37 are through a Line 38, the ruder drawing is indicated by dashed lines, uiteinender t-rbund-a.

Der Deckel 20 ist gegenüber dem Gehäuse 2 durch den O-Ring 39 abgedichtet. Er nimmt im übrigen noch die Laufbüchse 40 für den Gleitringkörper 10 fest auf. Diese Laufbüchse 40 besteht aus flexiblem Graphit und ist als Drossel wirksam. Auf diese Weise wird der an die produktseitige llauptdichtung anschlie3cnde Ringraum 35 gegenüber der Atmosplläre durch eine Drosselstrecke mit geringstmöglichem Spalt getrennt Wenn an der produktseitigen Hauptdichtung eine Leckage eintreten sollte, dann baut sich im Ringraum 35 ein erhöhter Druck auf1 der huber die Leitung 38 in den Ringraum 37 gelangt. Infolgedessen wird der lIydraulikkolben 18 in Richtung des Pfeiles S verschoben. Bei solchem Verschieben gelangt die Stirnseite 42 des iiydraulikkolbens 18 an die Stirnseite 43 des Gleitringes 9. Dieser wird in Gegenrichtung des Pfeiles P gegen den Druck der Federn 16 so lange verschoben, bis der Anschlag 29 an der Wand 28 zur Anlage kommt. Bei rotierender Welle 4 gleiten die Stirnseiten 42 und 43 aneinander und dichten somit ab. Der Druck, mit wolchem die Stirnseiten 42, 43 aneinander zu liegen kommen, läßt sich durch entsprechende Wahl der Federn 16 und des Federweges für die jeweiligen Verhältnisse optimal bestimmen. Auf alle Fälle wird dafür gesorgt, daß bei nichtverstelitem Hydraulikkolben 18 zwischen diesem und dem Gleitring 9 ein freier Spalt 44 vorhanden ist.The cover 20 is sealed off from the housing 2 by the O-ring 39. It also takes the liner 40 for the sliding ring body 10 firmly on. This liner 40 is made of flexible graphite and acts as a throttle. on This is how the annular space adjoining the main seal on the product side becomes 35 compared to the atmosphere by a throttle section with the smallest possible gap separated If a leak should occur at the main seal on the product side, then an increased pressure builds up in the annular space 35 on the over the line 38 in the annular space 37 arrives. As a result, the hydraulic piston 18 is in the direction of the arrow S. With such a shift, the end face 42 of the iiydraulikkolbens 18 on the end face 43 of the sliding ring 9. This is in the opposite direction of the arrow P shifted against the pressure of the springs 16 until the stop 29 comes to rest on the wall 28. When the shaft 4 rotates, the end faces slide 42 and 43 to each other and thus seal. The pressure, with what the front sides 42, 43 come to rest against each other, can be done by appropriate choice of the springs 16 and the spring travel optimally for the respective conditions. To all Cases it is ensured that with nichtverstelitem hydraulic piston 18 between this and the sliding ring 9 has a free gap 44.

Dadurch, daß die Laufbüchse 40 als Drosseibtichse wirksam ist, kann der im Ringraum 35 bei einer Leckage entstehende ueberdruck sich nicht nachteilig auswirken. Die Drossel wird vielmehr den für die Beaufschlagung des Bydraulikkolbens nötigen Druck schneller aufbauen, als es der geöffnete Spalt der Reservedichtung ansonsten zulassen würde. Auch wird durch dio Drossel ein starker Ausfluß von Leckmedium über die geöffnete Reservedichtung beim Leckwerden der flauptdichtung vermieden.Because the liner 40 is effective as a throttle stick, can the overpressure arising in the annular space 35 in the event of a leak is not disadvantageous impact. Rather, the throttle is used to act on the hydraulic piston Build up the necessary pressure faster than the opened gap in the reserve seal otherwise would allow. The throttle also creates a strong outflow of leakage medium Avoided leakage of the main seal via the open reserve seal.

Claims

A n p r ü c h e 1. Double-acting joint ring seal with main and reserve seal, the axially displaceable sliding ring of which by means of a hydraulic piston from a space behind it by pressure.

Mittelbeaufschlagung is adjustable, this space to the the main seal adjoining the space for the leakage fluid of the main seal connected by a line.

stn is characterized in that in the space between the main seal (5,7) and the reserve seal (9,18) a throttle is arranged.

2. Double-acting mechanical seal according to claim 1, characterized in that that the throttle is made of flexible graphite.

3. Double-acting mechanical seal according to claims 1 and 2, characterized in that the bushing (40) for the rotating sliding ring (9) the reserve seal accommodating sliding ring body (10) at the same time forms the throttle.