DE2714284B2 - Shaft seal arrangement with two mechanical seals connected axially one behind the other in the leakage path - Google Patents
Shaft seal arrangement with two mechanical seals connected axially one behind the other in the leakage pathInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtungsanordnung mit zwei im Leckweg axial hintereinandergeschalteten GleitringdicntMigen zwischen welchen eine Drossel vorgesehen ist welche die Bildung zweier voneinander getrennter Sperräume bewirkt deren jeder einer der beiden Gleitringdichtungen zugeordnet ist, wobei eine Sperr- und Kühlflüssigkeitszu- und -ableitung für den der nachgeschalteten Gleitringdichtung zugeordneten Sperraum vorgesehen ist Eine Wellendichtungsanordnung dieser Art ist aus der DD-PS 56 415 bekanntThe invention relates to a shaft seal arrangement with two axially one behind the other in the leakage path Mechanical seal between which a throttle is provided which creates two separated from each other locking spaces causes each one of the two mechanical seals assigned is, with a barrier and cooling liquid supply and discharge for that of the downstream mechanical seal assigned locking space is provided. A shaft seal arrangement of this type is from the DD-PS 56 415 known
Bei der bekannten Ausbildung wird auch im der produktseitigen Gleitringdichtung zugeordneten Sperrraum die Sperr- und Kühlflüssigkeit zum Zirkulieren gebracht wobei ständig ein etwas über dem Produktdruck liegender Druck aufrechterhalten wird. In der Zu- und Ableitung zum der almosphärenseitigen Gleitringdichtung zugeordneten Sperraum ist je ein Ventil angeordnet wobei diese so gesteuert werden, daß der Druck unter Berücksichtigung des über den Drosselspalt noch überströmenden Sperr- und Kühlmittels nur wenig über dem Atmosphärendruck liegtIn the known design, there is also a blocking space associated with the product-side mechanical seal the sealing and cooling liquid circulated, with a constant slightly above the product pressure lying pressure is maintained. In the inlet and outlet to the mechanical seal on the atmosphere side assigned locking space is each arranged a valve which are controlled so that the Pressure taking into account the barrier and coolant still overflowing through the throttle gap is little above atmospheric pressure
Die bekannte Ausbildung ist deshalb sehr aufwendig, weil eine Pumpe vorhanden sein muß, die das Sperr- und Kühlmittel unter einem hohen, den Produktdruck sogar noch übersteigenden Druck zuführt, und weil Regeleinrichtungen vorhanden sein müssen, die die Zu- bzw. Abströmung über die Ventile in Abhängigkeit von den Leckverhältnissen und Durchsatzmengen gerade in einem solchen Gleichgewicht halten, daß sich die gewünschten Drücke einstellen. Mit dieser Kcmpliziertheit der Hilfsaggregate ist eine entsprechend niedrige Zuverlässigkeit der Dichtungsanordnung und damit eine niedrige Sicherheit verbunden.The known training is therefore very expensive because a pump must be available that the locking and Supplying coolant under a high pressure that even exceeds the product pressure, and because control devices must be available, which the inflow and outflow via the valves depending on the Keep leakage ratios and throughput rates in such a balance that the set the desired pressures. This complexity of the auxiliary units is correspondingly low Reliability of the sealing arrangement and thus a low security associated.
Hinzu kommt, daß in jedem der Sperräume der Sperr und Kühiriiissigkeitsdrack etwas höher aufrechterhalten werden muß als der jeweilige Gegendruck. Dies bedeutet, daß es schon im Normalbetrieb und erst recht bei einem Versagen einer der Dichtungen zu einem Obertreten der Sperr- und Kühlflüssigkeit kommen wird. Wenn z, B. das abzudichtende Produkt Äthylen ist das in hochreiner Form zur Verfügung stehen muß, wäre ein Obertreten der Sperr- und Kühlflüssigkeit ganz unzulässig.In addition, in each of the locking spaces, the blocking and cooling dump must be maintained at a somewhat higher level than the respective counter pressure. This means that even during normal operation and even more so if one of the seals fails, the barrier and cooling liquid will overflow. If, for example, the product to be sealed is ethylene, which must be available in a highly pure form, stepping over the barrier and cooling liquid would be completely inadmissible.
Wenn bei der vorstehend betrachteten Ausbildung die Druckbeaufschlagung der Sperräume und derIf in the training considered above, the pressurization of the locking spaces and the
ίο Drosselspalt zwischen diesen weggelassen wird, so handelt es sich um eine übliche Doppelgleitringdichtung aus vorgeschalteter Hauptdichtung mit nachgeschalteter Reservedichtung, bei der im Normalbetrieb die vorgeschaltete Dichtung das gesamte Druckgefälle aufnimmt während die nachgeschaltete Dichtung in einer Schmiermittelumgebung läuft ohne einer wesentlichen Druckdifferenz unterworfen zu sein. Bei einer solchen Ausbildung, bei der das bei Ausfallen der vorgeschalteten Dichtung austretende Produkt direkt zur nachgeschalteten Dichtung gelangt besteht die Gefahr, daß das Produkt hierbei das Schmiermitte! von der nachgeschalteten Dichtung wegschleudert Diese Gefahr ist insbesondere dann gegeben, wenn das Produkt leicht siedet und im abgedichteten Raum in flüssiger Phase vorliegt Durch den Druckabfall beim Austreten aus der lecken vorgeschalteten Hauptdichtung kommt es zu einer plötzlichen Verdampfung, wobei die Gase verpuffungsartig die nachgeschaltete Reservedichtung erreichen und deren Schmiermittelίο the throttle gap between these is omitted, so it is a common double mechanical seal consisting of an upstream main seal with a downstream one Reserve seal, in which, in normal operation, the upstream seal covers the entire pressure gradient picks up while the downstream seal is running in a lubricating environment without a substantial amount To be subject to pressure difference. In such a training, in which the failure of the The product leaking upstream of the seal is passed directly to the downstream seal Risk of the product becoming the lubricant! throws it away from the downstream seal There is a particular danger if the product boils slightly and is in the sealed room liquid phase is present Due to the pressure drop when leaking from the main seal upstream of the leak there is a sudden evaporation, with the gases deflagrating the downstream Reach reserve seal and its lubricant
jo wegschleudern. Die Reservedichtung gerät dadurch in den Zustand der Trockenreibung oder Mischreibung und fällt selbst in kürzester Zeit aus.throw away jo. This puts the reserve seal in a state of dry friction or mixed friction and even fails in a very short time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellendichtungsanordnung mit den Merkmalen nachThe invention is based on the object of a shaft seal arrangement having the features according to
<5 dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszubilden, daß der hohe Aufwand für die Zusatzeinrichtungen weitgehend in Fortfall kommt und dennoch die Funktionsfähigkeit auch dann gewährleistet ist, wenn die vorgeschaltete Gleitringdichving ausfällt und die nachgeschaltete Gleitringdichtung die volle Abdichtung des abzudichtenden Produkts mit seinem vollen Druck übernehmen muß. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn das abzudichtende Medium ein leicht siedendes Produkt ist.<5 to train the preamble of claim 1 in such a way that that the high expense for the additional equipment is largely eliminated and yet the Functionality is guaranteed even if the upstream mechanical seal fails and the downstream mechanical seal the full sealing of the product to be sealed with its full pressure must take over. This is of particular importance if the medium to be sealed is a low-boiling one Product is.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der der vorgeschalteten Gleitringdichtung zugeordnete Sperraum über eine Leitung an den Gasraum eines Vorlagebehälters angeschlossen ist dessen Flüssigkeitsraum einerseits mitTo solve the problem, it is proposed according to the invention that the upstream Locking space assigned to the mechanical seal via a line to the gas space of a storage container its liquid space is connected on the one hand
'<" der Sperr- und Kühlflüssigkeitszuleitung, andererseits mit der Sperr- und Kühlflüssigkeitsableitung für den der r.achgeschalteten Gleitringdichtung zugeordneten '<"of the barrier and cooling liquid supply line, on the other hand with the barrier and cooling liquid discharge line for the mechanical seal associated with the downstream mechanical seal
r>5 anordnung ist relativ einfach im Aufbau. Im Normalbetrieb werden die Gleitringe der nachgeschalteten Gleitringdichtung nur mit geringem Druck belastet. Außerdem werden sie dauernd von Sperrflüssigkeit umgeben, und zwar auch dann, wenn die vorgeschaltete r > 5 arrangement is relatively simple in structure. In normal operation, the sliding rings of the downstream mechanical seal are only subjected to low pressure. In addition, they are constantly surrounded by sealing liquid, even if the upstream
<* Gleitringdichtung Hindicht wird. Es wird somit die Schmierung der Gleitringe der nachgeschalteten Gleitringdichtung auch dann gewährleistet, wenn die vorgeschaltete Gleitringdichtung übermäßig leckt. Selbst wenn ein leicht siedendes Produkt durch die<* Mechanical seal will seal. It becomes the Lubrication of the sliding rings of the downstream mechanical seal is guaranteed even if the upstream mechanical seal leaks excessively. Even if a low-boiling product passes through the
M vorgeschaltete Gleitringdichtung abzudichten ist, wird bei Leckage dieser Gleitringdichtung die Ftinktionsfähigkeit der nachgeschalteten Gleitringdichtung nicht beeinträchtigt. Zwar wird das durch die undichteIs to be sealed M upstream of the mechanical seal, will not affect the Ftinktionsfähigkeit the downstream mechanical seal with leakage of this mechanical seal. Admittedly this is caused by the leaking
vorgeschaltete Gleitringdichtung tretende Produkt in dem dieser Gleitringdichtung zugeordneten Sperraum bei großer Volumenänderung in die Gasphase übergehen, doch gelangt dieses Gas nicht unmittelbar an die nachgeschaltete Gleitringdichtung, so daß es hier auch nicht die Sperrflüssigkeit verdrängen kann. Das Gas wird vielmehr über die weite Leitung von dem der vorgeschalteten Gleitringdichtung zugeordneten Sperrraum zum V&ilagebehälter geleitet und drückt nun mit seinem eigenen Druck auf die Sperrflüssigkeit im Vorlagebehälter. Somit wird die Sperrflüssigkeit unter den gleichen Druck wie die Leckage gesetzt und kann nicht durch diese von der nachgeschalteten Gleitringdichtung verdrängt werden. Daher bleibt die Schmierung der nachgeschalteten Gleitringdichtung auch dann erhalten, wenn die vorgeschaltete Gleitringdichtung undicht wird.upstream mechanical seal entering product the blocking space assigned to this mechanical seal pass into the gas phase in the event of a large change in volume, but this gas does not get directly to the downstream mechanical seal, so that it is here too cannot displace the sealing liquid. Rather, the gas is supplied via the wide line from that of the upstream mechanical seal is directed to the V & ilage container and now presses with it its own pressure on the sealing liquid in the storage tank. Thus, the barrier fluid is under set the same pressure as the leakage and cannot pass through this from the downstream mechanical seal be displaced. Therefore, the downstream mechanical seal remains lubricated if the upstream mechanical seal is leaking.
Wenn dafür gesorgt wird, daß im Vorlagebehälter das Leckmedium nur in Gasform vorhanden ist, dann kann sich dieses Gas allenfalls bis zur Sättigung mit der Sperrflüssigkeit mischen und es wird vor der nachgeschalteten Gleitringdichtung immer eine Flüssigkeit anstehen, die sehr viel leichter abzudichten ist als das Leckagemedium. Damit die in den Vorlagebehälter gelangende Leckage hier nur in Gasform vorhanden sein kann, empfiehlt es sich noch, im Vorlagebehälter eine Heizung einzubauen, welche die nach dort gelangende Leckage entsprechend erwärmtIf it is ensured that the Leak medium is only present in gaseous form, then this gas can at most up to saturation with the Mix the sealing liquid and there is always a liquid in front of the downstream mechanical seal that is much easier to seal than that Leakage medium. So that the leakage reaching the storage tank is only present here in gaseous form can be, it is still advisable to install a heater in the storage tank, which the after there any leakage is heated accordingly
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung weiter erläutert, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulichtThe invention is explained further below with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment illustrated
Die dargestellte Wellendichtungsanordnung dient dazu, das Produkt, beispielsweise einen leichten Kohlenwasserstoff, im Innenraum 1 der nicht näher gezeigten Pumpe mit der rotierenden Welle 2 gegenüber der Atmosphäre 3 abzudichten. Die Wellendichtungsanordnung weist eine vorgeschaltete Gleitringdichtung mit dem umlaufenden Gleitring 4 und dem mit diesem paarenden gehäusefesten Gegenring 5 und eine nachgeschaltete Gleitringdichtung mit dem umlaufenden GleUring 6 und dem mit diesem paarenden gehäusefesten Gegenring 7 auf. Sowohl die Gleitringe der vorgeschalteten Gleitringdichtung als auch die Gleitringe der nachgeschalteten Gleitringdichtung liegen stets mit ihren Gleitflächen aneinander; ihre Dichtspähe sind also immer geschlossen.The illustrated shaft seal arrangement is used to protect the product, for example a light one Hydrocarbon, in the interior 1 of the pump (not shown in detail) with the rotating shaft 2 to seal against the atmosphere 3. The shaft seal assembly has an upstream mechanical seal with the rotating seal ring 4 and the with this paired counter ring 5 fixed to the housing and a downstream mechanical seal with the circumferential GleUring 6 and the counter ring 7 fixed to the housing with this pairing. Both the slip rings the upstream mechanical seal as well as the sliding rings of the downstream mechanical seal always lie against one another with their sliding surfaces; their dense spikes are therefore always closed.
Zwischen der vorgeschalteten Gleitringdichtung 4, 5 und der nachgeschalteten Gleitringdichtung 6,7 ist eine Drossel 8 angeordnet, so daß ein Sperraum 9 und ein durch die Drossel 8 von diesem getrennter Sperraum 10 entsteht Der Sperraum 9 ist mittels einer Leitung 11 mit dem Gasraum 12 eines Vorlagebehälters 13 verbunden. Dieser ist außerdem Ober eine Leitung 14 mit eingebauter Blende 15 an eine nichtgezeigte Fackel angeschlossen. Der untere Teil des Vorlagebehälterj 13 nimmt eine Sperr- und Kühlflüssigkeit 16 auf, die sowohl gut schmierend, als auch gut verträglich gegenüber dem abzudichtenden Produkt sein soll.Between the upstream mechanical seal 4, 5 and the downstream mechanical seal 6,7 is a Throttle 8 arranged so that a blocking space 9 and a blocking space 10 separated therefrom by the throttle 8 The locking space 9 is created by means of a line 11 with the gas space 12 of a storage container 13 is connected. This is also over a line 14 with built-in aperture 15 connected to a torch, not shown. The lower part of the reservoir j 13 takes a barrier and cooling liquid 16, which is both good lubricating, and well tolerated compared to the should be the product to be sealed.
Vorlagebehälters 13 und dem Sperraum 10 besteht eine die Jiirkulation der Sperrflüssigkeit ermöglichende Verbindung durch zwei Leitungen 17 und 18. An dem Gleitringpaar 6, 7 steht somit immer gut schmierende ϊ Sperrflüssigkeit Aufgrund der Tbermosiphonwirkung ergibt sich ein dauernder Umlauf der Sperrflüssigkeit und damit eine wirksame Kühlung. Der SperrflQssigkeitsumlauf kann gegebenenfalls auch durch eine zusätzliche kleine Pumpe noch gesteigert werden.Template container 13 and the locking space 10 is a allowing the barrier fluid to circulate Connection through two lines 17 and 18. The pair of sliding rings 6, 7 is therefore always well-lubricated ϊ Sealing liquid due to the TB siphon effect the result is a continuous circulation of the barrier fluid and thus effective cooling. The barrier liquid circulation can, if necessary, be increased by an additional small pump.
lu Der Druck innerhalb des Vorlagebehälters 13 stimmt im Ncirmalbetrieb etwa mit dem Druck der Atmosphäre 3 überein oder liegt nur wenig darüber. Bei einem etwaigen Undichtwerden der vorgeschalteten Gleitringdichtung 4, 5 gelangt die Leckage in den Sperraumlu The pressure inside the reservoir 13 is correct in normal operation about the same as the pressure of atmosphere 3 or is only slightly above it. At a If the upstream mechanical seal 4, 5 becomes leaky, the leakage enters the blocking space
π 9. Ist das abzudichtende Medium eine leicht siedende Flüssigkeit, dann wird die Leckage beim Eintritt in den Sperraum 9 sofort in den Gaszustand übergehen und infolge der erheblichen Volumensvergrößerung einen beachtlich großen Raum beanspruchen. Deshalb sind der Sperraum 9 und die Leitung *} entsprechend groß bzw. weit bemessen. Der unmitteib ire Zutritt zum Gleitringpaar 6, 7 der nachgeschalteten Gleitringdichtung i:>t der Leckage durch die Drossel 8 versperrt Die Leckage wird daher in den Gasteil 12 des Vorlagebehälters Π eintreten und bewirken, daß auf der Sperrflüssigkeit ir dem Sperraum 10 der gleiche Druck lastet, mit dem sie selbst behaftet ist Auf keinen Fall wird sie aber die die: Gleitringe 6, 7 schmierende Sperrflüssigkeit von diesen Gleitringen verdrängen. Ό-us Verpuffen des Druckanstiegs zur Fackel hin ist durch die Blende 15 verhindertπ 9. If the medium to be sealed is a low-boiling liquid, the leakage will immediately change to the gas state when it enters the barrier space 9 and, due to the considerable increase in volume, will take up a considerably large space. Therefore, the blocking space 9 and the line *} are dimensioned correspondingly large or wide. The immediate access to the sliding ring pair 6, 7 of the downstream mechanical seal i:> t the leakage blocked by the throttle 8 The leakage will therefore enter the gas part 12 of the storage container Π and cause the same pressure to be applied to the barrier fluid in the barrier chamber 10 , with which it itself is afflicted, but in no case will it displace the sealing liquid that lubricates the sliding rings 6, 7 from these sliding rings. The diaphragm 15 prevents the pressure increase from blowing up towards the torch
Dur:h den Einbau einer Heizung in den Vorlagebehälter, weiche die nach dort gelangende Leckage erwärmt, kann dafür gesorgt werden, daß im Gasteil 12Dur: h the installation of a heater in the storage tank, soft heats the leakage arriving there, it can be ensured that in the gas part 12
ii die Leckage immer nur in Gasform vorhanden ist Dieses Gas kann sich dann nur bis zur Sättigung mit der Flüssigkeit 16 vermischen. Infolgedessen wird am Gleitringpaar 6, 7 der nachgeschalteten Gleitiingdichtung immer nur eine Flüssigkeit anstehen, die leichter abzudichten ist als die Leckage.ii the leakage is only ever present in gaseous form This gas can then only mix with the liquid 16 until it is saturated. As a result, on Sliding ring pair 6, 7 of the downstream sliding seal only ever have a liquid that is lighter is to be sealed off than the leakage.
3ei der gezeigten Ausführungsform ist noch eine Ringscheibe 19 vor die Drossel 8 geschaltet. Diese Ringsclieibe weist gegenüber der einen Stirnseite der Drossel 8 einen ihr zugekehrten Vorsprung auf. mit demIn the embodiment shown, an annular disk 19 is also connected in front of the throttle 8. These Ringclieibe has opposite one end face of the throttle 8 a projection facing it. with the
41» sie fest an der Drossel anliegt Im übrigen ist sie schwächer gehalten, so daß eine ringförmige Dichtlippe 20 entsteht Zwischen dieser und der Drossel 8 ist ein Spalt :!1 vorhanden. Die Dichtlippe 20 besteht aus federnd elastischem Werkstoff. Die Ringscheibe kann4 1 »it rests firmly on the throttle. Otherwise, it is held weaker, so that an annular sealing lip 20 is created. Between this and the throttle 8 there is a gap:! 1. The sealing lip 20 consists of resilient elastic material. The washer can
w beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen. w consist for example of polytetrafluoroethylene.
Wenn die vorgeschaltete Gleitringdichtung undicht wird, dann bewirkt die Leckage die federnde Auslenkung der Dichtlippe 20 in Richtung des Pfeiles P, so daß die Dichtlippe sich unter Schließen des Spaltes 21 dichtIf the upstream mechanical seal becomes leaky, the leakage causes the resilient deflection of the sealing lip 20 in the direction of the arrow P, so that the sealing lip closes the gap 21 tightly
« an die Hülse 22 anlegt und die drosselnde Wirkung der Drossel 8 noch erhöht. Die Elemente der Drossel selbst bestehen vorteilhafterweise aus laminarem Graphit, weil mit einem solchen Material minimale Drosselspalte verwirklicht werden können.«To the sleeve 22 and the throttling effect of the Throttle 8 still increased. The elements of the throttle itself are advantageously made of laminar graphite, because minimal throttle gaps can be achieved with such a material.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772714284 DE2714284C3 (en) | 1977-03-31 | 1977-03-31 | Shaft seal arrangement with two mechanical seals connected axially one behind the other in the leakage path |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19772714284 DE2714284C3 (en) | 1977-03-31 | 1977-03-31 | Shaft seal arrangement with two mechanical seals connected axially one behind the other in the leakage path |
Publications (3)
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| DE2714284A1 DE2714284A1 (en) | 1978-10-05 |
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| DE2714284C3 DE2714284C3 (en) | 1981-02-26 |
Family
ID=6005192
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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-
1977
- 1977-03-31 DE DE19772714284 patent/DE2714284C3/en not_active Expired
Also Published As
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| DE2714284C3 (en) | 1981-02-26 |
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