DE2818843B2 - Wellendichtung mit einer Dichtungspackung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit einer Dichtungspackung, die von einer ringförmigen Manschette aus elastischem Material umgeben ist, deren äußere Umfangsfläche mit einer Flüssigkeit druckbeaufschlagt ist.

Solche Wellendichtungen sind bekannt (DE-PS 8 99 438, FR-PS 6 09 606). Die ringförmige Manschette zum Zusammendrücken der Dichtungspackung wird von dem im Hubraum des abzudichtenden Zylinders herrschenden Gas- oder Flüssigkeitsdruck beaufschlagt. Es ist ferner bekannt (US-PS 12 84 341), bei einer ähnlichen Wellendichtung den Raum zwischen der Dichtungspackung und der vom Betriebsdruck beaufschlagten Ringmanschette zu entlüften. Hierzu ist eine seitlich neben der Wellendichtung verlaufende Entlüftungsleitung vorgesehen, die zum Wellenspalt hin durch einen Gewindeeinsatz verschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wellendichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß kein oder nur eine äußerst geringe Menge von Druckmittel aus dem abzudichtenden Raum durch die Dichtung leckt.

Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß eine Leitung vorgesehen ist, durch die die Flüssigkeit mit einem höheren Druck als dem abzudichtenden Druck auch dem Dichtspalt zwischen Welle und Dichtungspakkung zuführbar ist.

Damit erhält man einen Gegendruck in der Stopfbuchse gegenüber dem abzudichtenden Druck, der ein Auslecken aus dem Druckraum verhindert. Gleichzeitig wirkt der dem Dichtspalt /ugeführie Druck auch auf die Außenseite der ringförmigen Manschette, wodurch die Dichiungspackung auf die Welle gedrückt wird, weil der Druck auf eine größere Fläche der ringförmigen Manschette wirkt als der Gegendruck. Man erhält also mit der gleichen Druckhöhe eine einwärts aul den Dichispali wirkende Druckresultierende und die '/(Jin Druck herrührende Anpreßkraft ist größer als die im Dichlspalt wirksame Abhebkraft.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Flüssigkeitsdruck auch der dem abzudichtenden Druck zugekehrten Seite der Dichiungspackung ^uführbar. Auf diese Weise erhält man eine Sperrwirkung für das in den Dichtspalt eintretende Druckmittel auf der Betriebsdruckseitc.

Die l'.rlindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung in Längsschnitt dargestelltes Ausführungsbcispicl näher beschrieben werden.

In dieser Zeil linung ist mit 10 das Gehäuse oder die Wand in einem Mahlapparat für lignozelluloschaltigcs Fasergut bezeichnet in welchem eine Dampfatmosphäre unter den atmosphärischen Druck übersteigendem Druck und einer entsprechenden Temperatur herrscht. Ein solcher Apparat ist an sich bekannt Eine umlaufende Welle 12, die in dem Gehäuse 10 eine nicht gezeigte Mahlscheibe trägt geht durch eine öffnung 14 in dessen Seitenwand hindurch, und hier !st eine Abdichtungsvorrichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse vorgesehen. Die Abdichtungsvorrichtung

ίο enthält eine generell mit 16 bezeichnete Packbüchse, die eine ringförmige Kammer um die Welle 12 herum bildet und von zwei Endsclieiben 18, 20 und einem diese verbindenden Hülsenelement 22 begrenzt ist. In die Kammer ist eine Dichtungspackung 24 an sich bekannter Ausführung in Ringen in einer oder mehreren Schichten um die Welle herum eingelegt. Außerhalb dieser Dichtungsstreifen ist eine Hülse oder Manschette 26 aus Gummi oder ariderem nachgiebigen, elastischem Werkstoff angebracht. Diese Manschette füllt die Kammer in deren gesamter axialer Erstreckung aus und liegt dichtend an den ebenen Seitenflächen der Endwände 18, 20 an. Die Manschette weist hierbei Ausnehmungen auf, die ringförmige Lippen 28 bilden, die zum Anpressen an die Seitenwände bestimmt sind, so daß die Manschette 26 einen ringförmigen Raum 30 in radialer Richtung außerhalb der Manschette vollständig dem Abdichtungsmaterial gegenüber abdichtet.

Durch einen Kanal 32 wird dem Raum 30 ein Druckmittel in der Form einer Flüssigkeit, im vorliegenden Beispiel Wasser, zugeführt. Das Mittel kann jedoch auch ein Gas, wie Luft, sein. Durch entsprechendes Einstellen des durch das Mittel ausgeübten Drucks in dem Raum 30 wird die Hülse oder Manschette 26 derart gegen die Dichtungspackung 24 gepreßt, daß diese sich

i^ri an die Welle mit genügend hohem Druck anlegen, um einem Auslecken an der Stopfbüchse vorbei wirksam entgegenzutreten.

Im Innern des Mahlapparats ist eine Dampfatmosphäre mit in dieser umherwirbelnden, durch die

4Ii Vermahlungsarbeit freigelegten Fasern vorhanden. Es gilt nun zu verhindern, daß diese Fasern mit ausleckendem Dampf in die Stopfbüchse eindringen, und zu ciiesem Zweck wird — wie bereits bekannt — Druck durch ein Mittel, in der Regel Wasser ein Druck

<r> erzeugt, der größer ist als der Dampfdruck. Es wird hierzu Wasser unter Druck durch eine Leitung 34 in der äußeren Stopfbuchsenwand 20 einer ringförmigen Rinne 36 um die Welle 12 herum zugeführt und dadurch ein Gegendruck in der Stopfbüchse gegen den im

■><> Gehäuse herrschenden Arbeitsdruck geschaffen, der ein Auslecken von mit Fasern bemengtem Dampf in die Stopfbüchse verhindert. Dieses als Druckmittel verwendete Wasser dient auch als Kühl- bzw. Schmiermittel, um zu verhindern, daß die Dichtungspackung 24 durch

Vi Reibung mit der schnellumlaufenden Welle überhitzt wird, insbesondere an Stellen, wo die Welle durch Wärmeübergang vom Gehäuse her ihrerseits warm ist Die Schmierwirkung läßt sich noch durch Einmischen bzw. Emulgieren von Paraffin, öl oder anderem

w> Schmiermittel in das Wasser verbessern.

Außerhalb der äußeren Endscheibe 20 der Stopfbüchse 16 ist eine weitere Stopfbüchse 38 vorgesehen, die in gleicher Wjisc ausgeführt ist, d. h. mit einer Abdichtungsschicht 40 in der Form von Dichtungisschnüren

f>^r> nächst der Welle, einer Hülse oder Manschette 42 aus Gummi oder anderem elastischem Werkstoff und mit Lippen 44 an dieser zur Schaffung einer dichten Anlage an den ebenen Endwänden der Stopfbüchse. Ein

Druckmittel, wie Wasser, wird durch eine Leitung 46 dem ringförmigen Raum 48 radial außerhalb der Hülse oder Manschette 42 zugeführt. Ein Teil des durch die Leitung 34 eingeführten Mittels strömt zwischen der Welle und der Abdichtungsschicht 40 hindurch und dient dann als Kühl- bzw. Schmiermitte!. Das ausleckende Mittel sammelt sich in einer Ringkammer 50 außerhalb der Stopfbüchse 38 und tritt aus dieser in der durch den Pfeil 52 angedeuteten Richtung aus.

Der in der Stopfbuchse 16 bzw. 38 erzeugte, einwärts gerichtete Druck ist höher als der von dem durch die Leitung 34 zugeführten Mittel auf die Dichtungspakkung 24 bzw. 38 ausgeübte, entgegengesetzt gerichtete Druck, da die zylindrische Oberfläche auf der Außenseite der Gummimanschette, auf die das Druckmittel wirkt, einen größeren Flächeninhalt hat als die zylindrische Oberfläche, mit der die Dichtungspackung 24 bzw. 40 an der Welle 12 anliegt. Mit demselben Druck auf beiden Seiten der Stopfbüchse erhält man also eine einwärts auf die Abdichtungsschichten wirkende, überwiegende Druckresultierende.

Durch Kanäle 54,56 wird Druckmittel aus dem Kanal 34 auch der Innenwand 18 der Stopfbüchse 16 an deren mit einer ringförmigen Rinne 58 versehenen inneren Peripherie zugeführt. Auf diese Weise erhält man einen axial einwärts gerichteten Fluß von Druckmittel, hier Wasser, das also schon an der Innenwand der Stopfbüchse 16 eine Sperre gegen das Eindr igen von Dampf und Fasern in die Stopfbüchse bildet. üank des wirksamen Abdichtungsvermögens der Stopfbuchse 16 wird dieser Fluß durch Einsetzen einer Drosselung in die Leitung 54,56 begrenzt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung erhellt, können die beiden Mittel, die einesteils den einwärts gerichteten Druck in der Stopfbüchse erzeugen und iindernteils als Kühl- und Schmiermittel wirken bzw. ein Auslecken aus dem Gehäuse entlang der Welle verhindern, von derselben oder auch von verschiedener Art sein. Wenn das Mittel Wasser ist, kann es für seine beiden Funktionen entweder durch je eine gesonderte Pumpe oder durch eine gemeinsame Pumpe zugeführt werden. Wenn bei der letztgenannten Lösung die Drücke verschieden groß sein sollen, kann die gemeinsame Pumpe mit einem Druckreduzierventil ausgerüstet sein.

Dadurch, daß die mit der Welle zusammenarbeitende Dichtungspackung 24 bzw. 40 über ihre ganze axiale Länge unter demselben einwärts gerichteten Druck über die nachgebende Hülse oder Manschette 26 bzw. 42 steht, läßt sich das Abdichtungsmaterial ständig in einer solchen Lage gegenüber der Welle halten, daß das Auslecken an dieser entlang auf einen konstanten,

ίο niedrigen Wert herabgesetzt werden kann. Dies gilt trotz unvermeidbarer Abnützung des Abdichtungsmaterials, weil dieses sich mit einem Mindestmaß an Achsspiel selbsttätig nachstellt. Gleichzeitig mit wirksamer Bekämpfung des Ausleckens von Mittel aus dem

is Innern des Gehäuses in Richtung nach außen wird dank der Anwendung eines sekundären Drucksystems von Kühl- bzw. Schmiermittel der Fluß dieses Mittels in der Richtung in das Gehäuse hinein bzw. in die Umgebung erheblich vermindert. Dies ist insbesondere von Bedeutung bei einem Mahlapparat der oben beschriebenen Art, weil ein Einlecken von Wasser in den Faserstoff erhöhte Herstellungskosten bedeutet, z. B. bei sog. geschlossenen Rückwassersystemen, bei der Weiterverarbeitung des Faserstoffs zu Faserplatten und ähnlichen Erzeugnissen.

in Abänderung der beschriebenen Dichtungsausbildung kann die Hülse oder Manschette 26 bzw. 42 in axialer Richtung geteilt sein, so daß sie seitwärts ausgebaut werden kann, ohne daß die Welle entfernt zu

in werden braucht. Da die Kammer 30 seitlich geschlossen ist, während ein Durchgang einer kleineren Menge an Mittel zwischen den gemeinsamen Berührungsflächen der Dichtungspackung 24 und der Welle aufrecht erhalten werden soll, kann Mittel, wie Wasser, diesen

<"< Berührungsflächen von derselben Druckquelle wie der Kammer zugeführt werden, wobei man jedoch darauf achten muß, daß ein radial nach innen gerichteter resultierender Dichtungsdruck auf das Dichtungselement ausgeübt bleibt.

■"· Falls im Innern des Gehäuses ein Unterdruck herrscht, kann die Stopfbüchse mit der nach der Erfindung ausgeformten Abdichtungseinrichtung ebenfalls zur Anwendung kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wellendichtung mit einer Dichtungspackung, die von einer ringförmigen Manschette aus elastischem Material umgeben ist, deren äußere Umfangsfläche mit einer Flüssigkeit druckbeaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (20, 34) vorgesehen ist, durch die die Flüssigkeit mit einem höheren Druck als dem abzudichtenden Druck auch dem Dichtspalt zwischen Welle (12) und Dichtungspackung (24) zuführbar ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdruck auch der dem abzudichtenden Druck zugekehrten Seite der Dichtungspackung zuführbar ist.