DE3008491A1

DE3008491A1 - Double-acting slip-ring seal - has elastic seal thrust axially against slip-ring stop by pressure difference

Info

Publication number: DE3008491A1
Application number: DE19803008491
Authority: DE
Inventors: Erkki Dipl Ing Etola
Original assignee: TIIVISTEKESKUS Oy
Current assignee: TIIVISTEKESKUS Oy
Priority date: 1979-03-06
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1980-09-18

Abstract

The double-acting slipring-type seal comprises a ring fixed to and rotating with a shaft and a slipring sliding axially but not turning in a housing enclosing and clear of the shaft. Its surface is thrust against that of the shaft ring both by the medium to be sealed off and the pressure of the barrier fluid. The housing has a face against which an elastic seal for the gap between it and the slipring in the radial direction is thrust axially and the slipring has a stop opposite this housing face. The elastic seal is thrust axially by the resultant of the pressure difference between the barrier fluid and the medium to be sealed off against the stop on the slipring and in the direction of the shaft ring.

Description

Gleitringdichtung. Mechanical seal.

Die Erfindung betrifft eine doppelt wirkende Gleitringdichtung mit einem an einer rotierenden Welle fest angeordneten und mit dieser umlaufenden Gegenring und einem, die Welle mit Abstand umgebenden, in einem Gehäuse drehfest gelagerten, in axialer Richtung beweglichen Gleitring, dessen Gleitfläche sowohl aufgrund der Kraftw.irkung des durch das abzudichtende Medium verursachten Druckes als auch aufgrund der Kraftwirkung des durch die Sperrflüssigkeit verursachten Druckes dichtend gegen die Gleitfläche des Gegenringes drückbar ist, wobei das Gehäuse eine Anschlagfläche aufweist, gegen welche ein, den Spalt zwischen dem Gleitring und dem Gehäuse in radialer Richtung abdichtendes, elastisches Dichtelement axial drückbar ist und der Gleitring einen, der Anschlagfläche des Gehäuses gegenüber liegenden Anschlag aufweist.The invention relates to a double-acting mechanical seal a counter ring which is fixedly arranged on a rotating shaft and revolving with it and one that surrounds the shaft at a distance and is rotatably mounted in a housing, axially movable sliding ring, the sliding surface of which both due to the Force effect of the pressure caused by the medium to be sealed as well as due to against the force of the pressure caused by the barrier fluid the sliding surface of the mating ring can be pressed, the housing has a stop surface against which a, the gap between the sliding ring and the housing in the radial direction sealing, elastic sealing element axially can be pressed and the sliding ring is opposite to the stop surface of the housing has lying stop.

Gleitringdichtungen mit Sperrflüssigkeitssystemen werden zur Abdichtung von Gehäuse-Durchführungen von umlaufenden Wellen etc.Mechanical seals with barrier fluid systems are used for sealing of housing feedthroughs of rotating shafts etc.

bei Pumpen, Rührwerken, Turbinen, Defibratoren verschiedenster Bauarten angewendet.in pumps, agitators, turbines, defibrators of various types applied.

Der Druck der Sperrflüssigkeit liegt in der Regel um ca. 1,5 bis 2 bar über dem Druck des abzudichtenden Mediums. Der Druck der Sperrflüssigkeit kann jedoch aus verschiedenen Gründen sinken oder der Druck des abzudichtenden Mediums kann höher als der Druck der Sperrflüssigkeit werden. Auch in solchen Fällen muß ein Herausdrängen (Lecken) des Mediums verhindert werden und eine einwandfreie Funktion der Dichtung gewährleistet sein.The pressure of the barrier fluid is usually around 1.5 to 2 bar above the pressure of the medium to be sealed. The pressure of the barrier fluid can however, for various reasons, the pressure of the medium to be sealed decreases can be higher than the pressure of the barrier fluid. Even in such cases it prevents the medium from being forced out (leaking) and functions properly the seal can be guaranteed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppelt wirkende Gleitringdichtung so auszubilden, daß sie einfach und preisgünstig herstellbar ist und zufriedenstellend abdichtet, unabhängig davon, ob der Druck der Sperrflüssigkeit höher oder niedriger als der Druck des abzudichtenden Mediums ist.The present invention is based on the task of providing a double to train acting mechanical seal so that they can be produced easily and inexpensively is and seals satisfactorily, regardless of whether the pressure of the barrier fluid is higher or lower than the pressure of the medium to be sealed.

Diese Aufgabe wird bei einer Gleitrinqdichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das elastische Dichtelement in axialer Richtung aufgrund der Kraftwirkung aus der Druckdifferenz zwischen der Sperrflüssigkeit und dem abzudichtenden Medium gegen den Anschlag des Gleitringes in Richtung des Gegenringes drückbar ist.In the case of a sliding ring seal, this task becomes the one mentioned at the beginning Art solved in that the elastic sealing element due in the axial direction the force effect from the pressure difference between the barrier fluid and the one to be sealed Medium can be pressed against the stop of the sliding ring in the direction of the counter ring.

Diese Anordnung des elastischen Dichtelements gewährleistet sowohl gegenüber dem Gehäuse als auch gegenüber dem Gleitring stets eine ausreichende Dichtwirkung, unabhängig ob das elastische Dichtelement von dem abzudichtenden Medium oder von der Sperrflüssigkeit beaufschlagt wird.This arrangement of the elastic sealing element ensures both always a sufficient sealing effect against the housing and against the sliding ring, regardless of whether the elastic sealing element is from the medium to be sealed or from the barrier fluid is applied.

In erfindungsgemäßer Weiterbildung ist der am Gleitring befindliche Anschlag an der äußeren Umfangsfläche des Gleitringes angeordnet und ist das den Spalt zwischen dem Gleitring und dem Gehäuse in radialer Richtung abdichtende Dichtelement an der äußeren Umfangsfläche des Gleitringes angeordnet, wobei das Dichtelement aufgrund der Kraftwirkung des durch die SperrflUssigkeit oder ein entsprechendes Medium verursachten Druckes gegen den Anschlag des Gleitringes in Richtung des Gegenringes und aufgrund der Kraftwirkung des durch das abzudichtende Medium verursachten Druckes gegen die Anschlagfläche des Gehäuses in entgegengesetzter Richtung von dem Gegenring weg drückbar ist.In a further development according to the invention, the one located on the sliding ring is Stop arranged on the outer peripheral surface of the slip ring and is the Gap between the sliding ring and the housing in the radial direction sealing sealing element arranged on the outer peripheral surface of the sliding ring, the sealing element due to the force of the barrier fluid or a corresponding one Medium caused pressure against the stop of the sliding ring in the direction of the counter ring and due to the force of the pressure caused by the medium to be sealed against the stop surface of the housing in the opposite direction from the counter ring can be pushed away.

Diese Ausbildung gewährleistet, daß das elastische Dichtelement durch die aus den unterschiedlichen Drücken resultierende Kraftwirkung sich zwar innerhalb des Dichtungsspaltes zwischen Gehäuse und Gleitring in axialer Richtung bewegen, aber nicht wirkungslos werden kann. Durch Anlage an eine der beiden Anschlagflächen wird noch eine zusätzliche axiale Dichtung neben der radialen Dichtwirkung erreicht.This training ensures that the elastic sealing element through the force effect resulting from the different pressures is within move the sealing gap between the housing and sliding ring in the axial direction, but cannot become ineffective. By contacting one of the two stop surfaces an additional axial seal is achieved in addition to the radial sealing effect.

In vorteilhafter Weiterbildunq der Erfindung ist der am Gleitring befindliche Anschlag an der inneren Umfangsfläche des Gleitringes angeordnet und ist das den Spalt zwischen dem Gleitring und dem Gehäuse in radialer Richtung abdichtende Dichtelement in den Gleitring hinein angepaßt und weist das Gehäuse eine die Welle umgebende, in den Gleitring hineinragende Auskragung auf, auf welcher das Dichtelement angeordnet ist und wobei das Dichtelement aufgrund der Kraftwirkung des durch die Sperrflüssigkeit oder ein entsprechendes Medium verursachten Druckes gegen die Anschlagfläche des Gehäuses weg von dem Gegenring und aufgrund der Kraftwirkung des durch das abzudichtende Medium verursachten Druckes gegen den Anschlag des Gleitringes in Richtung des Gegenringes drückbar ist, wobei die Anschlagfläche des Gehäuses ein Herausschieben des Dichtelements aus dem Raum zwischen dem Gleitring und der Auskragung des Gehäuses verhindert.In an advantageous further development of the invention, the one on the sliding ring located stop on the inner circumferential surface of the sliding ring and arranged is that which seals the gap between the sliding ring and the housing in the radial direction Sealing element adapted into the sliding ring and the housing has a shaft surrounding, protruding into the sliding ring projection on which the sealing element is arranged and wherein the sealing element due to the force of the by Barrier fluid or a corresponding medium caused pressure against the stop surface of the housing away from the counter ring and due to the force of the to be sealed Medium caused pressure against the stop of the sliding ring in the direction of the counter ring can be pressed, the stop surface of the housing pushing out the sealing element prevented from the space between the sliding ring and the projection of the housing.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist das Gehäuse einen mit einer Ablaufleitung der Sperrflüssigkeit in Verbindung stehenden achsparallelen Kanal auf, welcher sich im oben gelegenen Teil der in einen zweiten Gleitring hineinragenden Auskragung des Gehäuses zum Gegenring hin erstreckt und weist einen mit der Zulaufleitung der Sperrflüssigkeit in Verbindung stehenden, ebenfalls achsparallelen Kanal auf, welcher sich im unten gelegenen Teil einer weiteren, in den ersten Gleitring hineinragenden Auskragung des Gehäuses zum Gegenring hin erstreckt.In a further advantageous embodiment of the invention, the housing an axially parallel communicating with a discharge line of the sealing liquid Channel on, which is located in the upper part of the protruding into a second sliding ring The projection of the housing extends towards the counter ring and has one with the inlet line also axially parallel channel connected to the barrier fluid, which is located in the lower part of another, protruding into the first sliding ring Projection of the housing extends towards the counter ring.

Vorteilhaft ist das elastische Dichtelement ein 0-Ring, ein Balg oder ein X-Ring.The elastic sealing element is advantageously an O-ring, a bellows or an X ring.

Vorteilhaft ist bei einer mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen ausgebildeten Gleitringdichtung, daß bei Anwendung nur eines elastischen Dichtungselementes, z.B. eines 0-Ringes, zwischen dem abzudichtenden Medium und der Sperrflüssigkeit die Funktion der Dichtung sichergestellt werden kann, unabhängig davon, welcher der Drücke, also entweder der Druck des abzudichtenden Mediums oder der Druck der Sperrflüssigkeit, höher ist.It is advantageous in one with the features described above trained mechanical seal that when using only one elastic sealing element, e.g. an O-ring between the medium to be sealed and the sealing liquid the function of the seal can be ensured, regardless of which the pressures, i.e. either the pressure of the medium to be sealed or the pressure of the Barrier fluid, is higher.

Eine Befestigung mittels eines 0-Ringes ermöglicht auch eine elastische Lagerung des Gleitringes und zeigt gegenüber auftretenden Schwingungen ein sehr gutes Verhalten.Fastening by means of an O-ring also enables elastic Storage of the sliding ring and shows against vibrations occurring a very good behaviour.

Durch die Anordnung des elastischen Dichtelementes innerhalb eines relativ freien Raumes, kann die Montage bzw. der Einbau der Dichtung in einfacher Weise erfolgen. Dabei können evtl. einzubauende Federn, welche unabhängig von den anstehenden Drücken des abzudichtenden Mediums oder der Sperrflüssigkeit ein dichtendes Aufeinanderliegen der Gegen- und Gleitringe gewährleisten, ohne weiteres innerhalb der nicht rotierenden Bauteile angeordnet werden, so daß diese nicht den durch die Rotation entstehenden Schwingungen ausgesetzt sind.By arranging the elastic sealing element within a relatively free space, the assembly or installation of the seal can be done in a simple manner Way. Any springs to be installed, which are independent of the pending pressures of the medium to be sealed or the sealing liquid a sealing Ensure that the counter and sliding rings lie on top of one another, easily within the non-rotating components are arranged so that they are not the by the Rotation are exposed to vibrations.

Vorteilhaft ist zwischen der Anschlagfläche des Gleitringes und dem Dichtelement ein Zusatzring angeordnet, welcher sich in axialer Richtung bewegen kann. Weiterhin kann zwischen der Anschlagfläche des Gehäuses und dem Dichtelement ein Zusatzring angeordnet sein, welcher sich ebenfalls in axialer Richtung bewegen kann.It is advantageous between the stop surface of the sliding ring and the Sealing element arranged an additional ring, which move in the axial direction can. Furthermore, between the stop surface of the housing and the sealing element an additional ring can be arranged, which also move in the axial direction can.

Vorteilhaft weist das in die Gleitfläche des Gleitringes führende Ende des in der Auskragung des Gehäuses befindlichen Kanals einen Einschnitt auf, welcher den Umlauf der Sperrflüssigkeit in der Nähe der Gleitfläche ermöglicht. Hierdurch wird insbesondere eine wirksame Kühlung der Gleitflächen sichergestellt.The leading into the sliding surface of the sliding ring advantageously has The end of the channel located in the projection of the housing has an incision, which allows the barrier fluid to circulate in the vicinity of the sliding surface. In particular, this ensures effective cooling of the sliding surfaces.

Bei der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung kann der Belastungsfaktor derselben dadurch leicht geändert werden, daß die Innen- und Außendurchmesser der Aussparung des Dichtungselementes geändert werden. In der Regel führt eine Verminderung des Belastungsfaktors bei den bekannten Gleitringdichtungen zu höheren Kosten. Bei der erfindungsgemäßen Lösung fällt jedoch eine solche Konstruktion billiger aus.In the case of the mechanical seal according to the invention, the load factor can easily be changed by the fact that the interior and outside diameter the recess of the sealing element can be changed. Usually leads to a decrease the load factor in the known mechanical seals at higher costs. at the solution according to the invention, however, such a construction turns out to be cheaper.

Die Erfindung nicht beschränkende Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Es zeigen Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch eine doppeltwirkende Gleitringdichtung gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform, Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, Fig. 3 einen teilweisen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform, Fig. 4 einen teilweisen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform, Fig. 5 einen teilweisen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform, Fig. 6 einen teilweisen Schnitt durch eine siebte Ausführungsform und Fig. 7 einen Schnitt gemäß Linie VII-VII in Fig. 6.Non-limiting exemplary embodiments are shown in FIGS Drawings shown and are described in more detail below: There are shown Fig. 1 shows a partial section through a double-acting mechanical seal according to a first and a second embodiment, Fig. 2 is a partial section through a third embodiment, FIG. 3 a partial section through a fourth embodiment, 4 shows a partial section through a fifth embodiment, Fig. 5 shows a partial section through a sixth embodiment, FIG. 6 shows a partial Section through a seventh embodiment and FIG. 7 a section along line VII-VII in Fig. 6.

Auf einer rotierenden Welle 1 ist ein mit dieser umlaufender Gegenring 2 fest angeordnet. Ein die Welle 1 umgebender, in einem radialen Abstand von dieser angeordneter und nicht mit umlaufender Gleitring 3 ist axial beweglich in einem Gehäuse 4 befestigt. Der Gleitring 3 ist als die Welle 1 umgebende Hülse, welche unmittelbar dichtend am Gegenring 2 anliegt oder mit einem an dieser Hülse befestigten Ring 20 ausgebildet.On a rotating shaft 1 is a counter ring rotating with it 2 fixed. One surrounding the shaft 1 at a radial distance therefrom arranged and not with a rotating sliding ring 3 is axially movable in one Housing 4 attached. The sliding ring 3 is as the shaft 1 surrounding sleeve, which directly sealing against the mating ring 2 or with one attached to this sleeve Ring 20 formed.

Der Gleitring 3 ist mittels einer Zapfenbefestigung 5 gegen Rotieren gesichert.The sliding ring 3 is prevented from rotating by means of a pin fastening 5 secured.

Eine die Welle 1 umgebende, aber nicht mit dieser umlaufende Feder 6 drückt den Gleitring 3 in Richtung des Gegenringes 2 so, daß die Gleitflächen 7 dieser Ringe aneinander liegen. In dem die Gleitflächen 7 radial außen umgebenden Raum 8 steht das abzudichtende Medium an.A spring surrounding the shaft 1, but not rotating with it 6 pushes the sliding ring 3 in the direction of the counter ring 2 so that the sliding surfaces 7 of these rings lie against each other. In the one surrounding the sliding surfaces 7 radially on the outside Room 8 is the medium to be sealed.

In dem von den Gleitflächen 7 nach außen abgeschlossenen, radial innen liegenden Raum 9, welcher sich zwischen Welle und z.B. als Hülse ausgebildeten Gleitring 3 in axialer Ausdehnung in das Innere der Dichtungsvorrichtung erstreckt, steht eine Sperrflüssigkeit an, welche durch eine Zulaufleitung A zu- und durch eine Ablaufleitung B abgeführt werden kann.In the one closed off to the outside by the sliding surfaces 7, radially on the inside lying space 9, which is between the wave and e.g. as Sleeve trained sliding ring 3 in axial expansion into the interior of the sealing device extends, a barrier fluid is available, which is supplied through an inlet line A and can be discharged through a drain line B.

Zwischen dem Gleitring 3 und dem Gehäuse 4 ist ein elastisches Dichtelement 11, beispielsweise ein 0- oder X-Rinq angeordnet, welcher die Räume 8 und 9 dichtend voneinander trennt. Der Gleitring 3 weist eine radiale Anschlagfläche 10 auf, gegen welche sich das elastische Dichtelement 11 anlegen kann.An elastic sealing element is located between the sliding ring 3 and the housing 4 11, for example a 0 or X ring, which seals the spaces 8 and 9 separates from each other. The sliding ring 3 has a radial stop surface 10, against which the elastic sealing element 11 can apply.

Zwischen dieser Anschlagfläche 10 und dem elastischen Dichtelement 11 kann beispielsweise ein Stützring 17 aus Polytetrafluoräthylen angeordnet sein, welcher jedoch nicht dichtend wirksam ist. Das elastische Dichtelement 11 dichtet den Spalt zwischen dem Gleitring 3 und dem Gehäuse 4 in radialer Richtung ab und kann sich in axialer Richtung relativ zum Gleitring 3 wie auch zum Gehäuse 4 bewegen.Between this stop surface 10 and the elastic sealing element 11, for example, a support ring 17 made of polytetrafluoroethylene can be arranged, which, however, does not have a sealing effect. The elastic sealing element 11 seals the gap between the sliding ring 3 and the housing 4 in the radial direction and can move in the axial direction relative to the sliding ring 3 as well as to the housing 4.

Das Gehäuse 4 weist ebenfalls eine, in einem Abstand zur Anschlagfläche 10 angeordnete und parallel zur Anschlagfläche 10 ausgebildete Anschlagfläche 13 auf.The housing 4 also has a, at a distance from the stop surface 10 arranged and parallel to the stop surface 10 formed stop surface 13 on.

Ist bei den in den Fig.1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen der Druck P2 der Sperrflüssigkeit größer als der Druck P1 des abzudichtenden Mediums, wirt auf das elastische Dichtelement 11 als abdichtende Kraft zusätzlich zu der Kraft der Feder 6 ein durch die Druckdifferenz zwischen dem abzudichtenden Medium und der Sperrflüssigkeit entstandener hydraulischer Druck und das elastische Dichtelement 11 wird gegen die Anschlagfläche 10 des Gleitringes 3 gedrückt.Is in the embodiments shown in FIGS Pressure P2 of the barrier fluid is greater than the pressure P1 of the medium to be sealed, host on the elastic sealing element 11 as an additional sealing force to the force of the spring 6 by the pressure difference between the to be sealed The hydraulic pressure generated by the medium and the barrier fluid and the elastic pressure Sealing element 11 is pressed against stop surface 10 of sliding ring 3.

Die Größe dieser Kraft ist u.a. von der Größe der ringförmigen Fläche abhängig, welche sich aus der Differenz zwischen dem Außendurchmesser a und dem Innendurchmesser b der Aussparung zwischen Gehäuse 4 und Gleitring 3 ergibt. Anders formuliert ist die Kraft, mit welcher die Gleitflächen 7 des Gleitringes 3 und des Gegenringes 2 gegeneinander drücken, direkt proportional der Differenz aus den Druck-Kräften der Sperrflüssigkeit einerseits und des abzudichtenden Mediums andererseits. Die durch die Druckdifferenz verursachte hydraulische Belastung ist folglich F = k (P2 - P1), wobei k der Belastungsfaktor aus der hydraulisch belasteten Fläche, dividiert durch die Gleitfläche ist.The size of this force depends, among other things, on the size of the annular surface depends on the difference between the outer diameter a and the Inside diameter b of the recess between housing 4 and sliding ring 3 results. Different formulated is the force with which the sliding surfaces 7 of the sliding ring 3 and the Press the counter ring 2 against each other, directly proportional to the difference between the pressure forces the barrier liquid on the one hand and the medium to be sealed on the other. the The hydraulic load caused by the pressure difference is therefore F = k (P2 - P1), where k divides the load factor from the hydraulically loaded area is through the sliding surface.

Ist dagegen bei den in den Fig.1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der Druck P2 der Sperrflüssigkeit kleiner als der Druck P1 des abzudichtenden Mediums, drückt das abzudichtende Medium den Gleitring 3 in Richtung des Gegenringes 2 mit einer Kraft, deren Größe unter anderem von der ringförmigen Fläche abhängig ist, welche durch die Differenz zwischen dem Außendurchmesser c der Gleitfläche 7 und dem Innendurchmesser b der Aussparung zwischen dem Gleitring 3 und dem Gehäuse 4 bestimmt ist, wobei der Außendurchmesser c der Gleitfläche 7 größer als der Innendurchmesser b der Aussparung ist. Das elastische Dichtelement 11 wird dabei gleichzeitig durch die Wirkung der Druckdifferenz zwischen den Flüssigkeiten gegen die Anschlagfläche 13 des Gehäuses 4 gedrückt.In contrast, it is in the exemplary embodiments shown in FIGS the pressure P2 of the sealing liquid is less than the pressure P1 of the medium to be sealed, presses the medium to be sealed Sliding ring 3 in the direction of the Counter ring 2 with a force, the size of which depends, among other things, on the annular surface which depends on the difference between the outer diameter c of the sliding surface 7 and the inner diameter b of the recess between the sliding ring 3 and the housing 4 is determined, the outer diameter c of the sliding surface 7 being greater than the inner diameter b is the recess. The elastic sealing element 11 is at the same time by the effect of the pressure difference between the liquids against the stop surface 13 of the housing 4 pressed.

Wesentlich ist, daß die Kraft, welche die Gleitflächen 7 gegen einander drückt, bei allen möglichen Druckverhältnissen stets größer ist als diejenige Kraft, welche auf die Gleitflächen 7 öffnend wirkt.It is essential that the force which the sliding surfaces 7 against each other presses, is always greater than the force under all possible pressure conditions which has an opening effect on the sliding surfaces 7.

Damit die Luft, welche mit der Sperrflüssigkeit in die Nähe der Gleitflächen gelangt sein kann, ohne weiteres durch die Ablaufleitung B entweichen kann, kann im Gleitring 3 eine axiale Bohrung 18 vorgesehen sein.So that the air, which with the barrier liquid is in the vicinity of the sliding surfaces can have reached, can easily escape through the drain line B, can an axial bore 18 may be provided in the sliding ring 3.

Im rechten Bildteil der Fig. 1 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, bei welcher anstelle der Anschlagfläche 10 des mit Strömungskanälen (Bohrungen 18) versehenen Gleitringes 3 ein auf einem Gleitring 3' angeordneter und getrennt beweglicher Rinq 14' vorgesehen ist, welcher gegen eine Anschlagfläche 10' des Gleitringes 3' gedrückt wird. Die Anschlagfläche 10' kann entweder ein auf dem Außenumfang des Gleitringes 3' gesondert ausgebildeter Anschlag sein oder kann auch als unmittelbar hinter der Stirnfläche des Gleitringes 3 in Richtung zum Raum der Sperrflüssigkeit angeordnete radiale Anschlagfläche 10 ausgebildet sein (vergl.Fig.3).In the right part of Fig. 1, a second embodiment is shown, in which instead of the stop surface 10 the with flow channels (bores 18) provided sliding ring 3 is arranged on a sliding ring 3 'and separately movable Rinq 14 'is provided, which against a stop surface 10' of the sliding ring 3 ' is pressed. The stop surface 10 'can either be on the Outer circumference of the sliding ring 3 'be a separately designed stop or can also be used as a direct behind the face of the sliding ring 3 in the direction of the space of the barrier fluid arranged radial stop surface 10 be formed (see Fig. 3).

Ist der Druck der Sperrflüssigkeit größer als der Druck des abzudichtenden Mediums, wird das elastische Dichtelement 11 bzw.11' den Zusatzring 14 bzw. 14' gegen den Anschlag 10 bzw. 10' drücken.If the pressure of the barrier fluid is greater than the pressure of the one to be sealed Medium, the elastic sealing element 11 or 11 'is the additional ring 14 or 14' press against the stop 10 or 10 '.

In entsprechender Weise kann auch ein Zusatzring 21 zwischen dem elastischen Dichtelement 11 und der Sperrflüssigkeit angeordnet werden (vergl.Fig. 4). Für den Zusatzring 21 ist am Gehäuse 4 eine Anschlagfläche 13' vorgesehen.In a corresponding manner, an additional ring 21 between the elastic Sealing element 11 and the barrier liquid are arranged (see Fig. 4). For the Additional ring 21, a stop surface 13 'is provided on the housing 4.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Anschlagfläche 10 auf der inneren Umfangsfläche des Gleitringes 3 ausgebildet ist und das elastische Dichtelement 11 ebenfalls an der inneren Umfangsfläche des Gleitringes 3 zur Anlage kommt. Das Gehäuse 4 weist hierbei eine die Welle 1 mit Abstand umgebende, in den Gleitring 3 hineinstehende Auskragung 22 auf, auf welcher das elastische Dichtelement 11 angeordnet ist und welche eine der Anschlagfläche 10 des Gleitringes 3 gegenüberliegende, ebenfalls radial ausgebildete Anschlagfläche 13 aufweist.Fig. 5 shows a further embodiment in which the stop surface 10 is formed on the inner peripheral surface of the slip ring 3 and the elastic Sealing element 11 also on the inner circumferential surface of the sliding ring 3 to rest comes. The housing 4 here has a spaced surrounding the shaft 1, in the Sliding ring 3 protruding projection 22 on which the elastic sealing element 11 is arranged and which is one of the stop surface 10 of the sliding ring 3 opposite, also has a radial stop surface 13.

Dabei kann die Anschlagfläche 13 des Gehäuses 4 auch an einer anderen Stelle als in Fig. 5 dargestellt angeordnet sein, beispiels- weise kann sie in axialer Richtung auch außerhalb des Gleitringes 3 und in radialer Richtung weiter nach außen angeordnet sein, wobei das elastische Dichtelement 11 mittels eines zusätzlichen, gesondert ausgebildeten Zusatzringes gegen die Anschlagfläche 13 abgestützt wird.The stop surface 13 of the housing 4 can also be on another Place as shown in Fig. 5, for example way can it in the axial direction outside of the sliding ring 3 and in the radial direction be arranged further to the outside, the elastic sealing element 11 by means of an additional, separately designed additional ring against the stop surface 13 is supported.

Ist der Druck P2 der Sperrflüssigkeit größer als der Druck P1 des abzudichtenden Mediums, drückt die Sperrflüssigkeit den Gleitring 3 gegen den Gegenring 2 mit einer Kraft, deren Größe direkt proportional zu derjenigen Fläche ist, welche durch die Differenz der Außendurchmesser a der inneren Umfangsfläche des Gleitringes 3, an welcher das elastische Dichtelement 11 anliegt und dem Innendurchmesser d der Gleitfläche 7 bestimmt ist. Hierbei ist der Innendurchmesser d der Gleitfläche 7 kleiner als der Außendurchmesser a der inneren Umfangsfläche des Gleitringes 3. Gleichzeitig wird das elastische Dichtelement 11 aufgrund der Wirkung der Druckdifferenz zwischen der Sperrflüssigkeit und dem abzudichtenden Medium gegen die Anschlagfläche 13 des Gehäuses 4 gedrückt.If the pressure P2 of the barrier fluid is greater than the pressure P1 of the medium to be sealed, the barrier liquid presses the sliding ring 3 against the counter ring 2 with a force, the size of which is directly proportional to the area which by the difference in the outer diameter a of the inner circumferential surface of the sliding ring 3, on which the elastic sealing element 11 rests and the inner diameter d the sliding surface 7 is determined. Here, the inner diameter d is the sliding surface 7 smaller than the outer diameter a of the inner circumferential surface of the sliding ring 3. At the same time, the elastic sealing element 11 due to the effect of the pressure difference between the barrier liquid and the medium to be sealed against the stop surface 13 of the housing 4 pressed.

Ist der Druck P2 der Sperrflüssigkeit kleiner als der Druck P1 des abzudichtenden Mediums, wirkt als abdichtende Kraft ein durch die Druckdifferenz zwischen den Flüssigkeiten verursachter Druck, welcher das elastische Dichtelement 11 gegen die Anschlagfläche 10 des Gleitringes 3 drückt. Diese Kraft ist direkt proportional der ringförmigen Fläche, welche durch die Differenz zwischen dem Außen- durchmesser a der inneren Umfangsfläche des Gleitringes 3, gegen welche das elastische Dichtelement 11 anliegt und dem Innendl!rchmesser b der äußeren Umfangsfläche der Auskragung 22 bestimmt ist.If the pressure P2 of the barrier fluid is less than the pressure P1 of the medium to be sealed acts as a sealing force due to the pressure difference Pressure caused between the liquids, which the elastic sealing element 11 presses against the stop surface 10 of the sliding ring 3. That power is direct proportional to the annular area, which is determined by the difference between the outer diameter a of the inner peripheral surface of the sliding ring 3, against which the elastic sealing element 11 and the inner diameter b of the outer circumferential surface of the projection 22 is determined.

Die durch die Druckdifferenz verursachte hydraulische Belastung folgt hierbei der Formel F = k (P1 - P2).The hydraulic load caused by the pressure difference follows here the formula F = k (P1 - P2).

Auch bei dieser, anhand der Fig. 5 beschriebenen Ausführungsform ist die, die Gleitflächen 7 aneinanderpressende Kraft bei allen Druckverhältnissen stets größer als die, die Gleitflächen 7 öffnende Kraft.Also in this embodiment described with reference to FIG. 5 the force pressing the sliding surfaces 7 against one another at all pressure conditions greater than the force that opens the sliding surfaces 7.

Außerdem wird bei dieser Ausführungsform der Umlauf der als Kühlflüssigkeit wirkenden Sperrflüssiqkeit innerhalb der doppelt wirkenden Gleitringdichtung gefördert. Die an den Gleitflächen 7 auftretende Reibung erwärmt die Sperrflüssigkeit, welche sich infolge dieser Erwärmung ausdehnt. Dadurch, daß die unmittelbar an den Gleitflächen anstehende Sperrflüssigkeit durch die Erwärmung gegenüber der nachfolgenden kühleren Sperrflüssigkeit leichter ist, sammelt sich diese in dem oberen Teil des unmittelbar unterhalb der Gleitflächen 7 befindlichen Raumes. Durch die Anordnung der Strömungskanäle 23, 23' bzw. 24 kann die erwärmte Sperrflüssigke.it ohne weiteres in die Ablaufleitung B geleitet werden. Auf diese Weise wird auch gleichzeitig Luft, welche sich möglicherweise innerhalb der Sperrflüssigkeit in dem oberen Teil des Ringraumes gesammelt hat, entfernt.In addition, in this embodiment, the circulation is used as the cooling liquid acting barrier fluid within the double-acting mechanical seal. The friction occurring on the sliding surfaces 7 heats the barrier fluid, which expands as a result of this warming. The fact that the directly on the sliding surfaces pending sealing liquid due to the heating compared to the subsequent cooler one Barrier fluid is lighter, it collects in the upper part of the immediately below the sliding surfaces 7 located space. Due to the arrangement of the flow channels 23, 23 'or 24, the heated barrier fluid can easily be fed into the drainage line B are directed. To this Wise becomes air at the same time, which may be within the barrier fluid in the upper part of the Annular space has collected, removed.

Eine der Fig. 5 entsprechende Ausführungsform, bei welcher die Anschlagfläche 10 ebenfalls auf der inneren Umfangsfläche des Gleitringes 3 angeordnet ist und bei welcher das Gehäuse 4 auch eine, um die Welle 1 in einem Abstand angeordnete und in den Gleitring 3 hineinragende Auskragung 22 mit einer Anschlagfläche 13 aufweist, ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt.An embodiment corresponding to FIG. 5, in which the stop surface 10 is also arranged on the inner peripheral surface of the sliding ring 3 and in which the housing 4 is also arranged around the shaft 1 at a distance and has a projection 22 with a stop surface 13 protruding into the sliding ring 3, is shown in FIGS. 6 and 7.

Einige Einzelheiten weichen jedoch von der in Fig. 5 dargestellten Lösung ab. So ist auf der Welle 1 eine zusätzliche Hülse 25 angeordnet, welche mit der Welle 1 umläuft und auf welcher die Gegenringe 2 und 2' befestigt sind. Da in Fig. 6 nur die obere Hälfte der Gleitringdichtung abgebildet ist, ist die in der Ausführungsform in Fig. 5 dargestellte Feder 6 nicht abgebildet, aber auch bei dieser Ausführungsform in entsprechender Weise vorhanden.However, some details differ from that shown in FIG Solution. So an additional sleeve 25 is arranged on the shaft 1, which with the shaft 1 rotates and on which the counter rings 2 and 2 'are attached. There in Fig. 6 shows only the upper half of the mechanical seal is shown in the Embodiment shown in Fig. 5 spring 6 not shown, but also in this Embodiment available in a corresponding manner.

Ebenso ist von dem Kreislauf der Sperrflüssigkeit nur die obere Hälfte dargestellt, es sind aber in der unteren Hälfte entsprechende Bohrungen angeordnet, lediglich mit dem Unterschied, daß die Zulauföffnung A im linken Teil der Abbildung der Fig. 6 am anderen Ende der Gleitringdichtung, gegenüber der Ablaufleitung B angeordnet ist. Der Ablaufkanal der Sperrflüssigkeit besteht aus den Bohrungen 26, 27 und 28. Der waagerechte Kanal 26 erstreckt sich im oben gelegenen Teil der in den Gleitring 3' hineinragenden Auskragung 22' des Gehäuses 4 und das in die Gleitfläche des Gleitringes 3' führende Ende des in der Auskragung 22' des Gehäuses 4 befindlichen Kanals 26 weist einen Einschnitt 29 (vgl.Fig. 7) auf.Likewise, only the upper half is of the circuit of the barrier liquid shown, but there are corresponding holes arranged in the lower half, The only difference is that the inlet opening A is in the left part of the figure 6 at the other end of the mechanical seal, opposite the drain line B. is arranged. The drainage channel of the barrier liquid consists of the holes 26, 27 and 28. The horizontal channel 26 extends in the above Part of the projection 22 'of the housing 4 protruding into the sliding ring 3' and the in the sliding surface of the sliding ring 3 'leading end of the in the projection 22' of the Housing 4 located channel 26 has an incision 29 (see Fig. 7).

In entsprechender Weise weist der Gleitring 3 an seiner unteren Seite ebenfalls einen ähnlichen Einschnitt 29 an dem Ende des Zuführungskanals für die Sperrflüssigkeit auf. Auf diese Weise kann der Kreislauf der Sperrflüssigkeit möglichst nahe an die Gleitflächen 7 geleitet werden und eine wirksame Abkühlung der Gleitflächen ist sichergestellt.In a corresponding manner, the sliding ring 3 has on its lower side also a similar incision 29 at the end of the feed channel for the Barrier fluid on. In this way, the circuit of the barrier fluid can be as possible be guided close to the sliding surfaces 7 and effective cooling of the sliding surfaces is ensured.

Die Erfindung wird nicht durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sie kann vielmehr im Rahmen der Patentansprüche bedeutend variieren.The invention is not limited by the embodiments described above limited, it can rather vary significantly within the scope of the claims.

So kann anstelle einer Flüssigkeit auch ein Gas als abdichtendes Medium eingesetzt werden. Weiter muß die Sperrflüssigkeit nicht zwangsweise umlaufen, es kann vielmehr auch eine Konstruktion ohne Ablaufleitung B verwendet werden. Weiter kann anstelle der Sperrflüssigkeit auch ein Fett eingesetzt werden, da ein Durchlecken zur Seite des abzudichtenden Mediums hin bei dieser erfindungsgemäßen Konstruktion stets verhindert wird. Schließlich kann auch anstelle der Sperrflüssigkeit auch eine reine Spülflüssigkeit verwendet werden.Instead of a liquid, a gas can be used as the sealing medium can be used. Next, the barrier liquid does not necessarily have to circulate, it does Instead, a construction without a drain line B can also be used. Further A grease can also be used instead of the sealing liquid, as it will leak through towards the side of the medium to be sealed in this construction according to the invention is always prevented. Finally, instead of the sealing liquid, too a pure rinsing liquid can be used.

Als elastisches Dichtelement 11 kann jedes beliebige andere elastische Dichtelement wie z.B. ein O-Ring, ein X-Ring oder auch ein Balg verwendet werden. Das elastische Dichtelement kann dabei aus Kunststoff, z.B. aus Polytetrafluoräthylen hergestellt sein. Andererseits kann für das Dichtelement auch ein Metall verwendet werden, wobei ein solches Dichtelement so geformt ist, daß es seine Form je nach der Druckdifferenz federnd verändert und beispielsweise mit dichtenden Lippen versehen ist.Any other elastic sealing element can be used as the elastic sealing element 11 Sealing elements such as an O-ring, an X-ring or a bellows can be used. The elastic sealing element can be made from plastic, e.g. from polytetrafluoroethylene be made. On the other hand, a metal can also be used for the sealing element be, wherein such a sealing element is shaped so that it depends on its shape the pressure difference is resiliently changed and, for example, provided with sealing lips is.

Auch ist es möglich, einen Graphit-Ring als Dichtelement zu verwenden.It is also possible to use a graphite ring as a sealing element.

Der Stützring 17 kann lippenartig ausgebildet und so geformt sein, daß er in Richtung des Raumes des abzudichtenden Mediums konkav ausgebildet ist. Dabei kann der Stützring auch fest mit dem elastischen Dichtelement verbunden sein.The support ring 17 can be lip-like and shaped so that that it is concave in the direction of the space of the medium to be sealed. The support ring can also be firmly connected to the elastic sealing element.

Durch die lippenartige Ausbildung des Stützringes wird eine, die Anschlagflächen sauber haltende, diese bestreichende Bewegung erreicht.The lip-like design of the support ring is one, the stop surfaces keeping this brushing movement clean.

Da der Raum, in welcher das elastische Dichtelement und die evtl.Since the space in which the elastic sealing element and any

vorhandenen Zusatzringe zwischen dem Gleitring und dem Gehäuse nahezu geschlossen ist, kann entweder der Spalt zwischen dem Stützring und dem elastischen Dichtelement oder aber der gesamte Raum zwischen Gleitring und Gehäuse bzw. den Anschlagflächen, zwischen denen sich das elastische Dichtelement bewegen kann, bei Bedarf z.B. mit Paraffin oder mit einer anderen geeigneten reinen Flüssigkeit ausgefüllt sein, welche die mit dem elastischen Dichtelement in Verbindung stehenden Flächen rein hält.existing additional rings between the sliding ring and the housing almost is closed, either the gap between the support ring and the elastic Sealing element or the entire Space between slip ring and Housing or the stop surfaces between which the elastic sealing element is located can move, if necessary e.g. with paraffin or with another suitable pure Be filled with liquid, which is associated with the elastic sealing element keeps standing surfaces clean.

Auch ist es möglich, diesen Raum der Dichtung und den Gleitring selbst mit einer dünnen Polytetrafluoräthylen-Schicht mit einer Dicke von 0,02 bis 0,03 mm zu belegen, welche das Anhaften des abzudichtenden Mediums an diesen Flächen verhindert.It is also possible to use this space of the seal and the sliding ring itself with a thin polytetrafluoroethylene layer with a thickness of 0.02 to 0.03 mm to prove the adhesion of the medium to be sealed to these surfaces prevented.

Claims

PATEN TA N 5 PRO C H E.

C) Double-acting mechanical seal with one on one rotating Fixed shaft and with this rotating counter ring and one, the shaft surrounding at a distance, rotatably mounted in a housing, in the axial direction movable sliding ring, the sliding surface of which both due to the force of the through the medium to be sealed caused pressure as well as due to the force effect of the pressure caused by the barrier fluid sealing against the sliding surface of the counter ring can be pressed, the housing having a stop surface, against which one, the gap between the sliding ring and the housing in the radial direction sealing, elastic sealing element can be pressed axially and the sliding ring has a, the stop surface of the housing opposite stop, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the elastic sealing element (11) in the axial Direction due to the effect of the force from the pressure difference between the barrier fluid and the medium to be sealed against the stop (10 or 10 ') of the sliding ring (3) can be pressed in the direction of the counter ring (2).

2.) Mechanical 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 the stop (10 or 10 ') located on the sliding ring (3) on the outer peripheral surface of the sliding ring (3) is arranged and that the gap between sealing element sealing the sliding ring (3) and the housing (4) in the radial direction (11) is arranged on the outer peripheral surface of the sliding ring (3), wherein the Sealing element (11) due to the force of the barrier fluid or a corresponding medium caused pressure against the stop (10 or 10 ') of the sliding ring (3) in the direction of the counter ring (2) and due to the force the pressure caused by the medium to be sealed against the stop surface (13 or 13 ') of the housing (4) in the opposite direction from the counter ring (2) can be pushed away.

3.) Mechanical 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 the stop (10) located on the sliding ring (3) on the inner Circumferential surface of the sliding ring (3) is arranged and that the gap between sealing element sealing the sliding ring (3) and the housing (4) in the radial direction (11) is adapted into the sliding ring (3) and that the housing (4) is a shaft (1) surrounding, in projection (22) protruding into the sliding ring (3) has, on which the sealing element (11) is arranged and wherein the sealing element (11) due to the force of the barrier fluid or a corresponding one Medium caused pressure against the stop surface (13) of the housing (4) away from the counter ring (2) and due to the force of the medium to be sealed caused pressure against the stop (10) of the sliding ring (3) in the direction of the Counter ring (2) can be pressed, wherein the stop surface (13) of the housing (4) Pushing the sealing element (11) out of the space between the sliding ring (3) and the projection (22) of the housing (4) prevents.

4.) Mechanical seal according to claim 3, d a d u r c h gek e n n z egg c h ne t that the housing (4) has a drain line (B) of the barrier liquid associated axially parallel channel (26), which is in the above located part of the projection (22 ') protruding into a second sliding ring (3') of the housing towards the counter ring (2 ') and one with the inlet line (A) also axially parallel channel (24) connected to the barrier fluid has, which is located in the lower part of a further, in the first sliding ring (3) protruding projection (22) of the housing (4) extends towards the counter ring (2).

5.) Mechanical seal according to claim 3, d a d u r c h gek e n n z egg c h ne t that the leading into the sliding surface (7 or 7 ') of the sliding ring (3 or 3') End of the channel (24) located in the projection (22 or 22 ') of the housing (4) or 26) has an incision (29) which allows the barrier fluid to circulate in the vicinity of the sliding surface (7 or 7 ').

6.) Mechanical seal according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the elastic sealing element (11 or 11 ') a 0-ring, bellows or an X-ring.

7.) Mechanical seal according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that between the stop surface (10 or 10 ') of the Sliding ring (3 or 3 ') and the sealing element (11 or 11') an additional ring (14 or

14 ') is arranged, which can move in the axial direction.

8.) Mechanical seal according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that between the stop surface (13 or 13 ') of the Housing (4) and the sealing element (11 or 11 ') an additional ring (21) is arranged, which can move in the axial direction.