DE2844945A1

DE2844945A1 - Gas compressor shaft seal - has primary and downstream secondary seal with spring-loaded labyrinth slide ring engaging shaft ring

Info

Publication number: DE2844945A1
Application number: DE19782844945
Authority: DE
Inventors: Anton Hebenstreit; Michael Steigenberger
Original assignee: Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH and Co
Current assignee: Burgmann Grundstuecksverwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1980-04-30

Abstract

The shaft seal comprises a housing with primary seal and downstream of this, a secondary seal. The latter contains a ring on the shaft and a slide ring non-rotatably, axially slidably and sealingly held in the housing. During normal operation, the rings are not in contact. The slide ring leaves a throttle gap around the shaft and is spring-loaded away from the seal ring. The slide ring is retained and sealed in an annular groove in a carrier and slidable between the groove bottom and a stop. The carrier contains the throttle gap, seals to the housing, a spring loading the slide ring and a stop which limits further axial motion after the rings make contact.

Description

Wellendichtung. Shaft seal.

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung, bestehend aus einer im regulären Betrieb die Dichtungsfunktion übernehmenden, mindestens eine Dichtung zwischen dem Dichtungsgehäuse und der Welle enthaltenden ersten Dichtungsgruppe und einer bezüglich der Leckströmung damit in Reihe geschalteten zweiten Dichtungsgruppe mit einer im regulären Betrieb außer Gleitflächenkontakt gehaltenen Gleitringdichtung, welche enthält einen axial unbeweglich und drehfest an der Welle angeordneten Gegenring und einen am Dichtungsgehäuse axial verschieblich und drehfest gelagerten Gleitring, der die Welle mit einer berührungslosen Drossel strecke umgibt, an einer diesbezüglich größeren Durchmesser aufweisenden Umfangsfläche gegen das Dichtungsgehäuse abgedichtet ist, durch eine sich am Dichtungsgehäuse abstützende Rückzugfeder in der vom Gegenring wegweisenden Axialrichtung vorgespannt ist und von der Leckströmung an der von seiner Gleitfläche abgewandten Seite beaufschlagt ist.The invention relates to a shaft seal consisting of an im at least one seal that performs the sealing function during regular operation between the seal housing and the shaft containing the first seal group and a second group of seals connected in series therewith with respect to the leakage flow with a mechanical seal kept out of contact with the sliding surface during regular operation, which contains an axially immovable and non-rotatably arranged counter ring on the shaft and a sliding ring that is axially displaceable and non-rotatably mounted on the seal housing, which surrounds the shaft with a contactless throttle stretch, at one in this regard larger diameter having peripheral surface against the seal housing is sealed by a return spring supported on the seal housing in the axial direction pointing away from the mating ring is biased and by the leakage flow is acted upon on the side facing away from its sliding surface.

Bei derartigen bekannten Wellendichtungen kann beispielsweise beim Einsatz für Gaskompressoren die erwähnte erste Dichtungsgruppe aus einer oder mehreren Schwimmringdichtungen bestehen, die im regulären Betrieb praktisch verschleißfrei arbeiten. Die in der Stillstandsperiode oder der Auslaufphase auf unzulässig große Werte ansteigende Leckrate solcher Schwimmringdichtungen wird durch die in der zweiten Di chtungsgruppe enthaltene Gleitringdichtung vermieden. Da diese Gleitringdichtung nur während der relativ kurzen Auslaufphase in Gleitflächenkontakt steht, ist sie nur sehr geringer Abnutzung unterworfen, so daß die gesamte Wellendichtung als nahezu verschleißfrei anzusehen ist. In anderen Anwendungsfällen kann die zweite Dichtungsgruppe als Ausfall- oder Rückschlagdichtung eingesetzt werden. Gemeinsam ist allen Anwendungsfällen von Wellendichtungen der erläuterten Art, daß die in der zweiten Dichtungsgruppe enthaltene Gleitringdichtung eine zuverlässige Dichtungsfunktion dann ausüben soll, wenn die Leckrate der damit in Reihe geschalteten ersten Dichtungsgruppe über ein vorbestimmtes Maß ansteigt.In such known shaft seals, for example, when Use for gas compressors the mentioned first group of seals from one or more There are floating ring seals that are practically wear-free in regular operation work. During the standstill period or the run-out phase, the excessively large Values increasing leak rate of such floating ring seals is determined by the in the second Mechanical seal contained in the sealing group avoided. Because this mechanical seal is in sliding surface contact only during the relatively short run-out phase, it is subject to very little wear, so that the entire shaft seal as almost is to be seen wear-free. In other applications, the second group of seals can be used as a dropout or non-return seal. Common to all use cases of shaft seals of the type explained that those in the second seal group the mechanical seal contained is supposed to perform a reliable sealing function, if the leakage rate of the first group of seals connected in series is above a predetermined amount increases.

Bei den bekannten Wellendichtungen wurde die in der zweiten Dichtungsgruppe enthaltene Gleitringdichtung dadurch in Funktion gesetzt, daß die den Gleitring bzw. einen damit fest verbundenen ringförmigen Träger an der von der Gleitfläche abgewandten Seite beaufschlagenden Leckströmung einen Axialschub in Richtung auf den rotierenden Gegenring bewirkte und gegen die Aktion der Rückzugfeder einen Gleitflächenkontakt herstellt. Um ein schnelles Ansprechen bzw. ein Ansprechen bei bereits geringen Leckraten, auch in Hinblick auf die Strömung durch die berührungslose Drossel strecke zu gewährleisten, mußte die hydraulisch wirksame Fläche des nach Art eines Ringkolben wirkenden Gleitringes groß gewählt werden, insbesondere die äußere Dichtungsbahn radial weit außen angeordnet werden.In the case of the known shaft seals, the one in the second seal group The mechanical seal contained in the function that the sliding ring or an annular carrier firmly connected to it on that of the sliding surface remote side acting on leakage flow an axial thrust in the direction of the rotating counter ring caused a sliding surface contact against the action of the return spring manufactures. A quick response or a response to already minor ones Leak rates, also with regard to the flow through the non-contact throttle section To ensure that the hydraulically effective surface of the had to be like an annular piston acting slip ring are chosen large, in particular the outer sealing membrane be arranged radially far outwards.

Hierdurch war aber andererseits der Nachteil verbunden, daß die Gleitflächenpressung abhängig von der durch die erste Dichtungsgruppe bedingten Leckrate wurde und nach Eintritt des Gleitflächenkontakts unzulässig hohe Belastungen der Gleitfläche entsprechend dem Druck des abzudichtenden Mediums auftraten.On the other hand, this had the disadvantage that the sliding surface pressure became dependent on the leak rate caused by the first seal group and after Occurrence of the sliding surface contact inadmissibly high loads corresponding to the sliding surface the pressure of the medium to be sealed occurred.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wellendichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die in der zweiten Dichtunqsgruppe enthaltene Gleitringdichtung schon bei niedriger Leckrate bzw. geringen Drücken in Funktion setzbar ist und die Einhaltung eines praktisch konstanten vorherbestimmbaren Wertes für die Gleitflächenpressung gestattet.The object of the invention is to provide a shaft seal of the type mentioned at the beginning Art to be developed in such a way that the mechanical seal contained in the second group of seals can be set to function even at low leak rates or low pressures and the Maintaining a practically constant, predictable value for the sliding surface pressure allowed.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der in der zweiten Dichtungsgruppe enthaltene Gleitring in einem ringförmigen Träger sitzt, der an einem Trägergehäuse drehfest gehalten ist, gegen dieses abgedichtet ist und relativ zu diesem Trägergehäuse axial verschieblich zwischen einer frontseitigen Begrenzung und einer rückseitigen, vom Gegenring abgekehrten Begrenzung ist, daß an dem verschieblich und verdrehungssicher im Dichtungsgehäuse geführten Trägergehäuse die berührungslose Drossel strecke und die Abdichtung zum Dichtungsgehäuse vorgesehen ist, daß die dem Gleitring in die vom Gegenring wegweisende Axialrichtung vorspannende Rückzugfeder zwischen dem Dichtungsgehäuse und dem Trägergehäuse eingespannt ist, daß eine weitere den Gleitring in Richtung auf seine frontseitige Begrenzung vorspannende Anpressfeder zwischen dem Trägergehäuse und dem ringförmigen Träger eingespannt ist und daß das Trägergehäuse einen Anschlag aufweist, der mit zunehmender Annäherung des Trägergehäuses an den Gegenring nach Berührung von Gleitring und Gegenring und vor Anlage des ringförmigen Trägers an seiner rückwärtigen Begrenzung zur Anlage kommt.This object is achieved in that according to the invention in the the sliding ring contained in the second seal group is seated in an annular carrier, which is held non-rotatably on a carrier housing, is sealed against it and relative to this support housing axially displaceable between a front Limitation and a rear limitation facing away from the counter ring is that on the support housing, which is guided in the seal housing so that it is movable and non-twistable the non-contact throttle section and the seal to the seal housing provided is that the biasing of the sliding ring in the axial direction pointing away from the mating ring The return spring is clamped between the seal housing and the carrier housing, that another biasing the sliding ring in the direction of its front boundary Pressure spring clamped between the carrier housing and the annular carrier is and that the carrier housing has a stop that with increasing approach of the carrier housing to the mating ring after contact of the sliding ring and mating ring and before the ring-shaped support rests against its rear limit to rest comes.

Aufgrund der vorgenannten Ausbildung kann dem Trägergehäuse eine große hydraulisch wirksame Fläche erteilt werden, so daß sich dieses bereits bei einer relativ geringen Leckrate in Bewegung in Richtung auf den rotierenden Gegenring setzt, selbst wenn bei größeren Fertigungstoleranzen der berührungslosen Drossel strecke erhebliche Mengen des Leckfluids zwischen dem Trägergehäuse und der Welle hindurchtreten können. Während dieser axialen Bewegung trifft der Gleitring auf den rotierenden Gegenring auf und stellt einen Gleitflächenkontakt her. Im Zuge der weiter fortschreitenden Axialbewegung des Trägergehäuses bewegt sich der Gleitring zusammen mit seinem ringförmigen Träger, welcher ursprünglich von der Anpressfeder an der frontseitigen Begrenzung des Trägeroehäuses gehalten worden war, unter Spannung dieser Anpressfeder relativ zum Trägergehäuse, bis letzteres durch Anlage seines Anschlages am Dichtungsgehäuse in seiner Axialbewegung gehemmt wird. Ist diese Position erreicht, wird die Gleitflächenpressung nur mehr von der nunmehr konstanten Kraft der Anpressfeder bestimmt, sowie von der hydraulisch wirksamen Fläche, die einerseits durch den Durchmesser der Fläche des Trägergehäuses bestimmt ist, gegenüber der der ringförmige Träger abgedichtet ist und andererseits durch den wirksamen Dichtspaltdurchmesser. Der Durchmesser der Fläche des Trägergehäuses, an dem der ringförmiqe Träger abgedichtet ist, ist praktisch frei wählbar, so daß auch der hydraulisch bedingte Anteil der Gleitflächenpressung beliebig wählbar und beispielsweise so bestimmbar ist, daß eine praktisch hydraulisch entlastete Gleitringdichtung vorliegt.Due to the aforementioned design, the carrier housing can have a large hydraulically effective area are given, so that this is already at a relatively low leakage rate when moving in the direction of the rotating counter ring sets, even if the non-contact throttle has larger manufacturing tolerances stretch significant amounts of the leakage fluid between the carrier housing and the shaft step through can. During this axial movement, the Slip ring on the rotating counter ring and provides a sliding surface contact here. Moved in the course of the continuing axial movement of the carrier housing the sliding ring together with its annular carrier, which originally held by the pressure spring on the front boundary of the carrier housing had been under tension of this pressure spring relative to the carrier housing until the latter is inhibited in its axial movement by the abutment of its stop on the seal housing will. Once this position has been reached, the sliding surface pressure is only relieved by the now constant force of the pressure spring is determined, as well as by the hydraulically effective Area, which is determined on the one hand by the diameter of the surface of the carrier housing against which the annular carrier is sealed and on the other hand by the effective sealing gap diameter. The diameter of the surface of the carrier housing, on which the annular support is sealed is practically freely selectable, so that also the hydraulically conditioned portion of the sliding surface pressure can be selected as desired and for example, can be determined so that a practically hydraulically relieved mechanical seal is present.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung weist das Trägergehäuse an seiner dem Gegenring zugekehrten Seite eine Ringnut auf, in der der ringförmige Träger mit seinem rückseitigen, im wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Teil verschieblich geführt ist und es ist die frontseitige Begrenzung des rinqförmiqen Trägers durch eine in eine Schulter dieses rohrförmigen Teils radial vorstehende Ringscheibe gebildet. Vorzugsweise ist der ringförmige Träger gegen die radial innenliegende zylindrische Begrenzungswand der Ringnut abgedichtet und es weist diese Begrenzungswand mindestens näherungsweise einen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Kontaktfläche von Gleitring und Gegenring auf.In an expedient development of the invention, the carrier housing on its side facing the counter ring an annular groove in which the annular Carrier with its rear, essentially tubular part is displaceable is performed and it is the front boundary of the rinqförmiqen carrier one in one shoulder this one tubular part protruding radially Ring washer formed. Preferably, the annular carrier is against the radially inner one cylindrical boundary wall of the annular groove sealed and it has this boundary wall at least approximately a diameter equal to the outer diameter of the contact surface of sliding ring and mating ring.

Eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit wird erzielt, wenn an der den größten Außendurchmesser aufweisenden Umfangsfläche des Trägergehäuses die Dichtung zum Dichtungsgehäuse angeordnet ist.A very high sensitivity is achieved when the Largest outer diameter having circumferential surface of the carrier housing the seal is arranged to the seal housing.

Vorzugsweise ist der Anschlag des Trägergehäuses durch achsparallel angeordnete, von seiner Frontseite vorstehende Anschlagstifte gebildet und es ist die Rückzugfeder durch eine Mehrzahl von Schraubenfedern gebildet, von denen jede durch einen Anschlagstift geführt ist.The stop of the support housing is preferably axially parallel arranged, formed from its front protruding stop pins and it is the return spring is formed by a plurality of coil springs, each of which is guided by a stop pin.

Als Verdrehungssicherung des Trägergehäuses dienen vorteilhaft von seiner.Rückseite achsparallel vorstehende Führungsstifte, die in Bohrungen einer am Dichtungsgehäuse festen Scheibe einoreifen. Sind diese Bohrungen als Sacklochbohrungen ausgebildet, können die Führungsstifte gleichzeitig auch die Aufgabe übernehmen, das Trägergehäuse in einem vorbestimmten Abstand zu der festen Scheibe des Dichtungsgehäuses zu halten.As a rotation lock of the carrier housing are advantageously used by seine.Rückseite axially parallel protruding guide pins that are inserted into holes in a tire on the solid washer on the seal housing. Are these holes called blind holes trained, the guide pins can also take on the task of the carrier housing at a predetermined distance from the fixed disk of the seal housing to keep.

Ein Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die obere Hälfte einer erfindungsgemäß ausgebildeten zweiten Dichtungsgruppe mit in Betriebsstellung befindlicher Gleitringdichtung und Fig. 2 einen axialen Schnitt durch die untere Hälfte der gleichen Dichtungsgruppe, wobei die Gleitringdichtung in Ruhestellung außer Gleitflächenkontakt ist.They show: FIG. 1 an axial section through the upper half of a according to the invention designed second seal group with located in the operating position Mechanical seal and FIG. 2 shows an axial section through the lower half of the same Seal group, with the mechanical seal in the rest position out of contact with the sliding surface is.

Die nicht veranschaulichte konventionell ausgebildete erste Dichtungsgruppe ist mit der in der Zeichnung dargestellten zweiten Dichtungsgruppe bezüglich der Leckströmung A', A" in Reihe geschaltet. In jedem Fall ist die Anordnung so getroffen, daß die Leckströmung A', welche die Funktion der zweiten Dichtungsgruppe auslösen soll, von einem Raum H' in einen Raum H eintritt. Der Raum H' wird im allgemeinen ein Innenraum einer vorgeschalteten ersten Dichtungsgruppe oder im Sonderfall auch der abzudichtende Raum, beispielsweise das Innere einer Pumpe sein, wobei dann N' der Innenraum der nachgeschalteten ersten Dichtungsgruppe wäre.The conventionally formed first seal group, not illustrated is with the second seal group shown in the drawing with respect to Leakage flow A ', A "connected in series. In each case, the arrangement is made so that that the leakage flow A ', which trigger the function of the second seal group shall enter a room H from a room H '. The space H 'becomes in general an interior of an upstream first seal group or in special cases as well the space to be sealed, for example the inside of a pump, where N ' the interior of the downstream first seal group would be.

In dem in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetem Dichtungsgehäuse ist eine Hülse 2 fest angeordnet, deren zylindrische Innenwand 3 eine Gleitfläche bildet. In dieser Gleitfläche ist ein als Ringkörper ausgebildetes Trägergehäuse 4 in Axialrichtung verschieblich gelagert.In the seal housing designated in its entirety by 1 a sleeve 2 is fixedly arranged, the cylindrical inner wall 3 of which forms a sliding surface. In this sliding surface is designed as an annular body Carrier housing 4 mounted displaceably in the axial direction.

Das Trägergehäuse ist durch zwei 0-Ringe 5 a, 5 b, welche in Ringnuten an seinem Außenumfang angeordnet sind, gegenüber der zylindrischen Innenwand 3 abgedichtet. In der einen zylindrischen Abschnitt 6 a der Welle 6 umgebenden Bohrung des Trägergehäuses 4 ist ein Labyrinth 7 ausgebildet. Dieses Labyrinth bildet zusammen mit dem zylindrischen Wellenabschnitt 6 a eine Drossel strecke 8, welche dem Durchtritt eines Fluids zwischen dem Trägergehäuse 4 und der Welle 6 einen hohen Strömungswiderstand entgegensetzt.The carrier housing is supported by two O-rings 5 a, 5 b, which are in annular grooves are arranged on its outer circumference, sealed with respect to the cylindrical inner wall 3. In a cylindrical section 6 a of the shaft 6 surrounding bore of the support housing 4 a labyrinth 7 is formed. This maze forms together with the cylindrical Shaft section 6 a a throttle stretch 8, which the passage of a fluid between the carrier housing 4 and the shaft 6 opposed a high flow resistance.

Aus einer axialen Stirnseite des Trägergehäuses 4 ist eine Ringnut 9 herausgearbeitet, in welcher ein rohrförmig ausgebildeter Teil 10 a eines ringförmigen Trägers 10 verschieblich gelagert ist, der an seiner von der Ringnut abgewandten Seite einen Gleitring 11 trägt. Der ringförmige Träger 10 ist relativ zum Trägergehäuse 4 zwischen einer durch den Boden der Ringnut 9 gebildeten rückwärtigen Begrenzung 9 a und einer frontseitigen Begrenzung 12 a in Axialrichtung verschieblich.An annular groove is formed from an axial end face of the carrier housing 4 9 worked out, in which a tubular part 10 a of an annular The carrier 10 is displaceably mounted on its remote from the annular groove Side carries a slip ring 11. The annular carrier 10 is relative to the carrier housing 4 between a rear boundary formed by the bottom of the annular groove 9 9 a and a front boundary 12 a displaceable in the axial direction.

Die frontseitige Begrenzung 12 a bildet eine am Trägergehäuse 4 feste Ringscheibe 12, welche radial nach innen über die Ringnut 9 vorsteht und eine Schulter des ringförmigen Trägers 10 übergreift.The front boundary 12 a forms a fixed on the carrier housing 4 Ring disk 12, which protrudes radially inward over the ring groove 9 and a shoulder of the annular carrier 10 overlaps.

Der ringförmige Träger 10 wird durch eine Mehrzahl von Anpressfedern 13, welche in achsparallelen Sacklochbohrungen im rohrförmig ausgebildeten Teil 10 a mit einem Abschnitt ihrer Länge angeordnet sind, in Richtung auf die frontseitige Begrenzung 12 a vorgespannt. Ferner ist der ringförmige Träger durch einen 0-Ring 14, der in einer Ringnut des rohrförmig ausgebildeten Teils 10 a gelagert ist, gegen die radial innenliegende zylindrische Begrenzungswand 9 b der Ringnut 9 abgedichtet.The annular carrier 10 is supported by a plurality of compression springs 13, which in axially parallel blind holes in the tubular part 10 a are arranged with a portion of their length, in the direction of the front Limitation 12 a preloaded. Furthermore, the ring-shaped carrier by an O-ring 14, which is in an annular groove of the tubular part 10 a is mounted against the radially inner cylindrical boundary wall 9 b the annular groove 9 sealed.

Mit der Welle 6 ist ein Trägerkörper 15 verbunden, der einen Gegenring 16 trägt.A carrier body 15 is connected to the shaft 6 and has a counter ring 16 carries.

An der Frontseite des Trägergehäuses 4 ist ein in seiner Gesamtheit mit 17 bezeichneter Anschlag angeordnet, welcher die Axialbewegung des Trägergehäuses bezüglich des Dichtungsgehäuses 1 begrenzt. Der Anschlag 17 wird durch eine Mehrzahl einander gleicher Anschlagstifte 17 a gebildet, welche in das Trägergehäuse 4 einqeschraubt sind und dabei auch die Ringscheibe 12 halten. Die Anordnung ist so getroffen, daß der ringförmige Träger 10 eine mittlere Position zwischen seiner rückwärtigen Begrenzung 9 a und seiner frontseitigen Begrenzung 12 a einnimmt, wenn der Gleitring 11 mit seiner Gleitfläche 11 a an der Gleitfläche 16 a des Gegenringes 16 anliegt und die Anschlagstifte 17 a eine gehäusefeste Stirnplatte 1 a berühren (Fig. 1). Jeder Anschlagstift 17 a ist von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Rückzuqfeder 19 umgeben. Von der rückwärtigen Stirnseite des Trägergehäuses 4 steht eine Mehrzahl achsparalleler Führungsstifte 20 vor, welche jeweils in Sacklochbohrungen 21 eingreifen, die in einer am Dichtungsgehäuse 1 festen Scheibe 1 b ausqebildet sind. Die Länge der Führungsstifte 20 und die Tiefe der Sacklochbohrunqen 21 ist so gewählt, daß unabhängig von der axialen Lage des Trägergehäuses 4 immer ein Eingriff gewährleistet ist und daß andererseits zwischen der Scheibe 1 b und dem Trägergehäuse 4 ein Raum H freigehalten wird.On the front of the support housing 4 is a in its entirety with 17 designated stop arranged, which the axial movement of the support housing limited with respect to the seal housing 1. The stop 17 is made by a plurality identical stop pins 17 a formed, which screwed into the carrier housing 4 are and hold the washer 12 at the same time. The arrangement is such that the annular support 10 has an intermediate position between its rear limit 9 a and its front boundary 12 a assumes when the sliding ring 11 with its sliding surface 11 a rests against the sliding surface 16 a of the counter ring 16 and the Stop pins 17 a touch a housing-fixed end plate 1 a (Fig. 1). Any stop pin 17 a is surrounded by a return spring 19 designed as a helical spring. from the rear face of the support housing 4 is a plurality of axially parallel Guide pins 20, which each engage in blind holes 21 in a disk 1 b fixed on the seal housing 1 is formed. The length of the guide pins 20 and the depth of the blind holes 21 is chosen so that independent engagement is always guaranteed by the axial position of the support housing 4 and that on the other hand, a space H is kept free between the disk 1 b and the support housing 4 will.

Die Rückzugfeder 19 ist so dimensioniert, daß sie auf das Trägergehäuse 4 eine axiale Kraft auszuüben vermag, welche zumindestens die zwischen dem Trägeraehäuse 4 und der Hülse 2 vorhandene, insbesondere durch die 0-kiige 5 a und 5 b bestimmte Reibung zu überwinden vermag. Im übrigen bestimmt die Rückzugfeder 19 die Ansprechempfindlichkeit der zweiten Dichtungsgruppe, d.h. bei welcher Leckrate die Gleitringdichtung unter Anlage der beiden Gleitflächen 11 a und 16 a in Funktion tritt. Die Gleitflächenpressung wird, soweit sie vom Druck des Leckfluids unabhängig ist, durch die Dimensionierung der Anpressfedern 13 bestimmt. Die vom Druck des Leckfluids abhänginge Komponente der Gleitflächenpressung ist durch die Wahl des Durchmessers der radial innenlieqenden Begrenzungswand 9 a und dem vorgegebenen Durchmesser des Gleitringes 11 wählbar. In der Zeichnung ist eine praktisch druckentlastete Gleitringdichtung veranschaulicht, deren Gleitflächenpressung im wesentlichen nur durch die Dimensionierung der Anpressfedern 13 bestimmt ist.The return spring 19 is dimensioned so that it is on the carrier housing 4 is able to exert an axial force which is at least that between the support housing 4 and the sleeve 2 existing, in particular certain by the 0-kiige 5 a and 5 b Able to overcome friction. In addition, the return spring 19 determines the sensitivity of the second seal group, i.e. at what leak rate the mechanical seal is below Plant of the two sliding surfaces 11 a and 16 a comes into operation. The sliding surface pressure is, as far as it is independent of the pressure of the leakage fluid, through the dimensioning the compression springs 13 determined. The component that depends on the pressure of the leakage fluid the sliding surface pressure is determined by the choice of the diameter of the radially inner Boundary wall 9 a and the predetermined diameter of the sliding ring 11 can be selected. The drawing shows a practically pressure-relieved mechanical seal, their sliding surface pressure essentially only through the dimensioning of the pressure springs 13 is determined.

Im regulären Betrieb der gesamten Wellendichtung nimmt die darin enthaltene zweite Dichtungsgruppe eine Lage ein, wie sie in Fig. 2 veranschaulicht ist. Von einem Raum H', vorzugsweise eine Innenraum der vorgeschalteten ersten Dichtungsgruppe,gelangt eine Leckströmung A' in den Raum H. Ein Teil dieser Leckströmung passiert die Drossel strecke 8 und entweicht zwischen den in Abstand voneinander befindlichen Gleitflächen 11 a, 16 a hindurch zum Raum N.In normal operation, the entire shaft seal contained therein decreases second group of seals a layer as illustrated in FIG. from a space H ', preferably an interior of the upstream first seal group, arrives one Leakage flow A 'into space H. Part of this leakage flow passes the throttle stretch 8 and escapes between the at a distance from each other located sliding surfaces 11 a, 16 a through to space N.

Das Leckfluid kann von hier aus über eine Abzugsbohrung 22 im Dichtungsgehäuse 1 abfließen oder gelangt entsprechend dem Strömungspfad A in den Raum N', beispielsweise in die freie Atmosphäre.The leakage fluid can from here via a drain hole 22 in the seal housing 1 flow off or reaches the space N ', for example, in accordance with the flow path A into the free atmosphere.

Der andere Teil des in den Raum H gelangenden Leckfluids baut an der rückwärtigen Stirnseite des Trägergehäuses 4, welches mit der berührungslosen Drossel strecke 8 und den 0-Ringen 5 a, 5 b eine Art Ringkolben bildet, einen Druck auf. Ist die Leckströmung hinreichend groß, beginnt sich das Trägergehäuse 4 zusammen mit dem ringförmigen Träger 10 in Richtung auf den Gegenring 16 zu verschieben, bis sich die beiden Gleitflächen 11 a, 16 a berühren.The other part of the leakage fluid reaching the space H builds on the rear face of the carrier housing 4, which with the contactless throttle stretch 8 and the 0-rings 5 a, 5 b forms a kind of ring piston, a pressure on. If the leakage flow is sufficiently large, the carrier housing 4 begins to come together to move with the annular carrier 10 in the direction of the counter ring 16, until the two sliding surfaces 11 a, 16 a touch.

Von diesem Augenblick an kann das Leckfluid nicht mehr durch den Dichtungspalt entweichen und es baut sich einerseits ein erhöhter Druck im Raum H auf, andererseits reduziert sich gleichzeitig die auf das Trägergehäuse 4 hydraulisch wirksame Fläche auf den Ring-3 bereich, welcher zwischen der zylindrischen Innenwand'nd der radial innenliegenden Beqrenzungswand 9 b der Ringnut 9 liegt.From this moment on, the leakage fluid can no longer pass through the sealing gap escape and on the one hand an increased pressure builds up in space H, on the other hand the hydraulically effective area on the carrier housing 4 is reduced at the same time on the ring 3 area, which between the cylindrical inner wall and the radial inner Beqrenzungswand 9 b of the annular groove 9 is located.

Die weiter fortschreitende Axialbewegung des Trägergehäuses 4 wird schlieblich durch den Anschlag 17 begrenzt, wobei während dieser Axialbewegung eine Relativbewegung zwischen den ringförmigen Träger 10 und den Trägergehäuse 4 unter Oberwindung der Kraft der Anpressfedern 13 erfolgt.(Fig. 1). In der nunmehr erreichten Betriebsstellung für die zweite Dichtungsgruppe ist die Gleitflächenpressung wegen der angenähert entlasteten Ausbildung praktisch unabhängig von dem Druck des Leckfluids im Raum H bzw. H' und durch die Kraft der Anpressfedern 13 bestimmt.The further progressive axial movement of the carrier housing 4 is finally limited by the stop 17, with one during this axial movement Relative movement between the annular carrier 10 and the carrier housing 4 below Overwinding of the force of the pressure springs 13 takes place (Fig. 1). In the now achieved Operating position for the second group of seals is the sliding surface pressure because of the approximately relieved training practically independent of the pressure of the Leak fluid in space H or H 'and determined by the force of the pressure springs 13.

Sinkt der Druck im Raum H bzw. H' unter einem bestimmten Wert ab, führt die Rückzugsfeder 17 das Trägergehäuse 4 in der umgekehrten Axialrichtung zurück, bis die Führungsstifte 20 am Boden der Sacklochbohrungen 21 auftreffen, wobei die Gleitflächen 11 a, 16 a mit axialem Abstand voneinander liegen.If the pressure in space H or H 'falls below a certain value, the return spring 17 guides the carrier housing 4 in the opposite axial direction back until the guide pins 20 hit the bottom of the blind holes 21, wherein the sliding surfaces 11 a, 16 a are at an axial distance from each other.

Claims

PATEN TAN S P ROCH E.

0 shaft seal, consisting of a sealing function in regular operation accepting, at least one seal between the seal housing and the shaft containing first seal group and one with respect to the leakage flow with it in Second group of seals connected in series with one out of regular operation Sliding surface contact held mechanical seal, which contains an axially immovable and a counter-ring arranged in a rotationally fixed manner on the shaft and one axially on the sealing housing Slidably and non-rotatably mounted sliding ring that connects the shaft with a non-contact Throttle path surrounds, at a larger diameter in this regard The circumferential surface of the new seal housing is sealed by a stand on the seal housing supporting Rückzuqfeder biased in the axial direction pointing away from the mating ring is and acted upon by the leakage flow on the side facing away from its sliding surface is that it is not indicated that the one in the second seal group The sliding ring (11) contained in an annular carrier (10) sits on a Carrier housing (4) is held in a rotationally fixed manner, is sealed against this (14) and is relative to this carrier housing (4) axially displaceable between a front boundary (12 a) and a rear boundary (9 a) facing away from the counter ring (16), that on the slidable and torsion-proof in the seal housing (1) guided carrier housing (4), the throttle section (8) and the seal (5 a, 5 b) to the seal housing (1) is provided that the sliding ring (11) in the return spring (19) which is pretensioning in the axial direction pointing away from the counter ring (16) is clamped between the seal housing (1) and the carrier housing (4) that another the sliding ring (11) in the direction of its front boundary (12 a) biasing pressure spring (13) between the support housing (4) and the annular Carrier (10) is clamped and that the carrier housing (4) has a stop (17), with increasing approach of the carrier housing (4) to the counter ring (16) Contact between sliding ring and counter ring and before the ring-shaped carrier (10) is in contact comes to rest on its rear boundary (9 a).

2. Shaft seal according to claim 1, d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t that the carrier housing (4) on its side facing the counter ring (16) has an annular groove (9) in which the annular carrier (10) with its rear, essentially tubular part (10 a) is displaceably guided and that the front boundary (4ja)) of the annular carrier (10) by a formed in a shoulder of this tubular part radially projecting annular disc (12) is.

3. Shaft seal according to claim 2, d a d u r c gek e n n -z e i c h n e t that the annular carrier (10) against the radially inner cylindrical Boundary wall (9 b) of the annular groove (9) is sealed and that this boundary wall at least approximately a diameter equal to the outer diameter of the contact surface of sliding ring (11) and counter ring (16).

4. Shaft seal according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i h n e t that. on the circumferential surface with the largest outside diameter of the carrier housing (4), the seal (5 a, 5 b) is arranged for the sealing housing (1) is.

5. Shaft seal according to claim 1, d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t that the stop (17) of the carrier housing (4) by axially arranged, is formed from its front protruding stop pins (17 a).

6. Shaft seal according to claim 1 and 5, d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t that the return spring (19) is formed by a plurality of coil springs is, each of which is guided by a stop pin (17 a).

7. Shaft seal according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that as a rotation lock of the Träaergehäuses (4) from its back axially parallel protruding guide pins (20) in bores (21) on the seal housing (1) engage the fixed washer (16).