DE3304097A1

DE3304097A1 - Einfachwirkende gleitringdichtung

Info

Publication number: DE3304097A1
Application number: DE19833304097
Authority: DE
Inventors: Antti Jussi 40950 Muurame Heilala
Original assignee: Safematic Ltd Oy
Current assignee: John Crane Safematic Oy
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1983-08-18
Also published as: SE8300648L; NO830411L; DE3304097C2; GB2115504A; FI64448C; GB8302966D0; US4424973A; NO157989C; FI64448B; GB2115504B; SE8300648D0; SE443213B; NO157989B

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTAN.WALTSBÜHÖ SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSS KLPOKF 1

Teielcn (02)1)083346 Tclc«:08i>«i>513 ropei

PATENTANWALT
Dipl-Ing W COHAUSZ ■ O-pL-lng R KNAUF ■ D<pi-Ing. H B COHAUSZ ■ Oipl-ln'| 0. H. WEWNCR

Einfachwirkende Gleitringdichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einfachwirkende Gleitringdichtung, welche - einen, an einen rotierenden Maschinenteil befestigten Anschlagsring mit einer ersten ringförmigen Gleitfläche, und

- einen, an einen stationären Maschinenteil gestützten nicht rotierenden Dichtungsring mit einer zweiten ringförmigen Gleitfläche, welche im Betrieb ah der Gleitfläche des Anschlagsringens anliegt, umfasst.

Gleitringdichtungen werden in Pumpen o.dgl. verwendet um eine Aus sicherung von einer zu pümpMiclen Flüssigkeit zwischen einen rotierenden Maschinenteil, z.B. eine Pumpenwelle, und einen stationären Maschinenteil, 2.B« ein Pumpengehäuse, zu verhindern.

Es gibt zwei Typen von abdichtenden Gleitringdichtungen:

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Die einfachwirkenden Dichtungen weisen zwei, einander gegenüber rotierende Ringe auf, von denen einer an einen rotierende] Maschinenteil befestigt und gegen diesen abgedichtet wird und der andere an einen stationären Maschinenteil befestigt und gegen diesen abgedichtet wird. Die Ringe liegen mit den auf diesen ausgeführten Gleitflächen abdichtend aneinander an. In der einfachsten Form bestehen die doppeltwirkenden Dichtunge aus zwei einfachwirkenden Dichtungen, wobei in den zwischenliegenden Raum eine separate Sperrflüssigkeit, womit die Gleitflächen der einander gegenüber rotierenden Ringe hauptsächlich geschmiert werden, eingeleitet wird.

In einer einfachwirkenden Gleitringdichtung geschieht die Schmierung dagegen nur mittels der zu pumpenden Flüssigkeit weshalb aus dem Benutzungsbereich der einfachwirkenden Dichtungen u.a. reichlich mechanisch verschleissende Partikel enthaltende Flüssigkeiten, 2.B. Massen und Schlamm und kristallisierende Lösungen verschiedener Art ausgelassen worden sind. Die Benutzung einer einfachwirkenden Dichtung ist ja durch die Eigenschaft der Dichtung, dass sie wegen des Verschleisses

der Gleitflächen ohne Vorwarnung, eventuell sogar reichlich zu lecken anfängt, begrenzt. Ein reichlicher Leck verursacht einen gezwungenen Abbruch des Prozesses und die Benutzer haben oft, um die Kosten dieses Abbruches zu vermeiden, für für den Prozess wichtige Dichtungsstellen doppeltwirkende Gleitringdichtungen gewählt, welche oft bis zum nächsten programmgemässen Abbruch in Betrieb gehalten werden können.

Man hat danach gestrebt, die einfachwirkende Gleitringdichtung, durch Anordnung auf der Atmosphärenseite der Dichtung einer drucklosen Flüssigkeitsspülung, zu verbessern, welche Spülung radial mit Hilfe einer elastischen Sekundärdichtung

auf die Welle verdichtet wird. Mit einer Sekundärdichtung kann auch die Lebensdauer einer leckenden Dichtungsringe verlängert werden, aber das System fordert ein separates Abspülsystem und dieses liegt, was den Aufbau und den Preis betrifft, fast in Klasse einer doppeltwirkenden Dichtung.

Dieser Erfindung liegt di,« Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung zu erzielen, welche &i$ vorerwähnten Nachteile beseitigt und zeitig genug autorttatieeh indikiert, dass die Dichtung abgenutzt ist und dass die Dichtung wahrscheinlich in

^⁰ der nächsten Zukunft zu lecken anfängt. Dieses Ziel wird mit einer erfindungsgemässen Dichtung erreicht, welche dadurch gekennzeichnet ist, .-

- dass die Gleitfläche de$;©l;_ej;tringes wenigstens einen schwächeren Abschnitt als der übrige Teil der Fläche aufweist, und

- dass im Dichtungsring ein geschlossener Kanal vorliegt, welcher durch den erwähnten Schwächungsabschnitt von der Gleitfläche separiert ist und welcher mit einem, durch die Wirkung der zu verdichtenden Flüssigkeit reagierenden Leckdetektor in Verbindung steht.

Die Erfindung basiert auf den Gedanken, dass auf die Gleitringdichtung ein Schwächungsabschnitt ausgeformt wird, welcher durchverschlissen wird, bevor die Gleitflächen der Ringe so viel abgenutzt werden, dass die Dichtung störend zu

^³ lecken anfängt. Durch den erwähnten Schwächungsabschnitt kann Flüssigkeit durch den Kanal iri den Leckdetektor so sickern, dass ausserhalb der Dichtung eine auffassbare Indikation über den Abnutzungszustand der Dichtung erhalten wird, dank welcher Indikation ein Wechsel der Dichtung während des nächsten zeittabellengemässen Abbruches durchgeführt werden kann. Es ist

selbstverständlich, dass wenn der Schwächungsabschnitt durchverschlissen ist, der Gleitring noch verwendbar ist, aber fängt nach einer erfahrungsgemäss auszurechnenden Zeit zu lecken an. Der Schwächungsabschnitt setzt den totalen Verschleiss des Gleitringes und dessen totale Lebenszeit nicht ab. Die Erfindung ermöglicht die Verwendung eines vollständig geschlossenen Detektorsystems, dank dessen keine zu verdichtende Flüssigkeit in die Umgebung verbreitet werden kann, auch wenn es gestattet wird, dass etwas Flüssigkeit durch den Schwächungsabschnitt durch die Dichtung sickern darf. Die durchgesickerte Flüssigkeit wird für die Aktivierung des Leckdetektors benutzt, wobei von der Wirkungsweise des Detektors abhängig, für die Aktivierung sogar eine so kleine durchgesickerte Flüssigkeitsmenge ausreichend sein kann, welche vielleicht mit blossem Auge überhaupt gar nicht ausserhalb der Dichtung zu sehen wäre. Als Leckdetektor kann, ausser elektriscl oder mechanisch durch die Wirkung derrFlüssigkeit aktivierten Anordnungen, auch ein einfaches passives Auffanggefäss benutzt werden, wo die Leckage mit blossem Auge beobachtet werden kann.

Die Erfindung wird unten mehr im Einzelnen unter Hinweis auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben, in denen

Figur 1 als Achsenschnitt eine, mit einer erfindungsgemässen einfachwirkenden Gleitringdichtung versehene Flüssigkeitspumpe zeigt,

5 Figur 2 in grösserem Format eine Pumpendichtung bei Benutzung eines elektrischen Detektors zeigt, Figur 3 in grösserem Format eine Pumpendichtung bei

Benutzung eines mechanischen Detektors zeigt, und

Figur 4 in grösserem Format eine Pumpendichtung bei ^O Benutzung eines Auffanggefässes als Detektor zeigt.

In Figur 1 der Zeichnung sind eine rotierende Welle 1 und ein stationäres Gehäuse 2 einer Flüssigkeitspumpe gezeigt, in dem die Welle mit nicht gezeigten Lagern angelagert ist. Die Hinweisnummer 3 zeigt eine mit der 2u pumpenden Flüssigkeit gefüllte Pumpenkammer und die Hinweisnünmier 4 den Raum ausserhalb der Pumpe. Ein im Gehäuse ausgeformter Verdichtungsraum ist vom äusseren Raum durch eine eiiifachwirkende Achsialgleitringdichtung 7 separiert, welcher hauptsächlich ein Anschlagsring 8 und ein Dichtungsring 9 angehören. Der Anschlagsring 8 ist an einer Traghülse 10, montiert, welche mit einem Befestigungsorgan 11 an die Welle 1 damit rotierend befestigt ist, während der Dichtungsring an einer Stützhülse 12 montiert ist, welche nicht rotierend auf das Gehäuse 2 gestützt ist. Der Anschlagsring und der Dichtungsring weisen Gleitflächen 8a und 9a auf (Figur 2), welche durch die Wirkung einer in der Traghülse befindlichen Druckfeder 13 aneinander anliegen.

Figur 2 weist mehr im Einzelnen den eigendlichen Dichtungsstelle auf. In den nicht rotierenden Dichtungsring 9 ist ein Kanal 14, von der relativ der Gleitfläche 9a entgegengesetzten Seite so gebohrt, dass der Kanal in der Nähe der Gleitfläche endet und zwischen der Gleitfläche und dem Kanalboden ein Schwächungsabschnitt 15 entsteht. In der Stützhülse 12 ist eine durchgehende achsiale Bohrung 16 ausgeführt, welche an einem Ende an den Kanal und am anderen Ende an einen Leckdetektor 17 angeschlossen ist.

Der Leckdetektor umfasst einen auf das Ende der Bohrung der Stützhülse gedrehten Zapfen 18, in welchem ein Geber 19 montiert ist, welcher mittels elektrischer Leitungen 20 an einen elektrisch getriebenen Indikationsapparat 21 ange-

schlossen ist. · -

Die Gleitringdichtung arbeitet in folgender Weise:

Wenn die Pumpe in Betrieb ist, rotiert der Stützring 8 mit seiner Gleitfläche 8a gegen die Gleitfläche 9a des Dichtungsringes 9. Von der zu pumpenden Flüssigkeit dringt so viel zwischen die Gleitflächen ein, dass die Flüssigkeit eine Schmierschicht zwischen die Gleitflächen bildet. Wenn die Gleitfläche des Dichtungsringes so viel abgenutzt ist, dass der Schwächungsabschnitt 16 durchverschlissen ist, kann etwas von der zu pumpenden Flüssigkeit durch den Schwächungsabschnitt in den Kanal 14 des Dichtungsringes aussickern. Die Flüssigkeit fliesst aus dem Kanal in die Bohrung 16 der Stützhülse und weiter in den Zapfen 18. Wenn die Flüssigkeit den im Zapfen befindlichen Geber 19 berührt, gibt dieser durch die Leitungen einen elektrischen Impuls an den Indikatorapparat 21, welcher einen sichtbaren oder hörbaren Lärm oder eine Inkikation anderer Art über den stattgefundenen Leck gibt. Die Gleitringdichtung ist in dieser Phase noch nic,ht betriebsunfähig, sondern kann gut bis zum nächsten zeittabellengemässen Abbruch der Pumpe arbeiten. Das erfindungsgemässe Detektorsystem gibt jedoch eine Voranmeldung über den Verschleiss der Dichtung so weit, dass es begründet ist, diese beim nächsten Abbruch zu wechseln.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, welche benutzt werden kann, wenn die Dichtung nicht an eine elektrische Kontrolle angeschlossen werden kann. Als Detektor 27 fungiert hierbei ein an den Zapfen 28 befestigter Druckmesser 29. Wenn durch den Schwächungsabschnitt 15, den Kanal 14 und die Bohrung 16 Flüssigkeit in den Zapfen 28 hereinkommt, wird die Druckmesserangabe geändert. Dieses gibt unmittelbar Information darüber, dass der Schwächungsabschnitt durchverschlissen worden ist und die Dichtung beim nächsten Abbruch gewechselt werden muss.

Figur 4 weist eine einfache Ausführungsform auf, in der als Detektor 37 ein geschlossenes, druckfestes, durchsichtiges Gefäss 38 fungiert, welches mit einem Schlauch an einen an die Bohrung 16 der Stützhülse befestigten Zapfen 40 angeschlossen ist. Die durch den Schwächungsabschnitt in das Gefäss einfliessende Flüssigkeit kann mit blossem Auge beobachtet und somit Information über die Perforation des Schwächungsabschnittes und über den Wechselbedarf der Dichtung eingeholt werden.

Die Zeichnungen und die angeschlossenen Beschreibung sind nur vorgesehen, den Gedanken dor Erfindung zu veranschaulichen. Im Einzelnen kann eine erfindungsgemässe Dichtung sogar bedeutend im Rahmen der Patentansprüche variieren.

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Claims

Patentans

/ y. Einfachwirkende Gieitiringdlchtüng, welche

- einen, an einen rotierföftden Maschinenteil (2) befestigten Anschlagsring (8) mit einer ersten ringförmigen Gleitfläche (8a), und

- einen, an einen stationären Maschinenteil (1) gestützten nicht rotierenden Dichtungsring (9) mit einer zweiten ringförmigen Gleitfläche (9aH welche; im Betrieb an der Gleitfläche des Anschlagsringes anliegt,.umfasst, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Gleitfläche (9a) des Dichtungsringes (9) wenigstens einen Sqhwächungsabsehnitt (15), welcher schwächer ist als die übrige Gleitfläche aufweist, - dass im Dichtungsring (9) ein geschlossener Kanal

(14) vorliegt, welcher durch den/erwähnten Schwächungsabschnxtt

(15) von der Gleitfläche (9a) separiert wird und mit einem, durch die Wirkung der zu verdichtenden Flüssigkeit (6) reagierenden Leckdetektor (17; 27; 37} in Verbindung steht.
2. Dichtung gemäss Patentanspruch 1,dadurch gekennzeichnet ,' dä'ssf in den Dichtungsring (9) ein Kanal (14) von der, relativ der Gleitfläche (9a) entgegengesetzten Seite, gebohrt ist_r -Welohef Kanal in der Nähe der Gleitfläche so endet, dass die ßngö zwischen der Gleitfläche und dem Kanalboden den erwähnten SchwäGhungsabschnitt (15) bildet.
3. Dichtung gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadu rch gekennzeichnet , dass ei^r Leckdetektor (17) aus einem elektrischen Indikator,, eineni Wärmapparat o.dgl. (21) besteht, welchem ein in Strömungsver&iftdung mit dem erwähnten

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Kanal (14) angeordneter Geber (19) angehört und welcher durch die Wirkung der Flüssigkeit den Detektor einschaltet.
4. Dichtung gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Leckdetektor (27) aus einem mechanischen Druckmesser (29) besteht, welcher in Strömungsverbindung mit dem erwähnten Kanal (14) so angeordnet ist, dass der Flüssigkeitsdruck eine Änderung der Druckmesserangabe verursacht.
5. Dichtung gemäss Patentanspruch 1 oder 2, d a -

durch gekennzeichnet, dass der Leckdetektor (37) aus einem Auffanggefäss (38) besteht, welches in Strömungsverbindung mit dem erwähnten Kanal (14) so montiert ist, dass die Ansammelung der Flüssigkeit im Gefäss eine sichtbare Änderung im Gefäss verursacht.
6. Dichtung gemäss einem der Patentansprüche 3 bis 5, wobei der Dichtungsring (9) in einer achsialen Stützhülse (12) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (12) eine achsiale durchgehende Bohrung (16) aufweist, welche an einem Ende an den Kanal (14) des Dichtungsringes angeschlossen und am anderen Ende mit einem Mittel (18; 28; 40) für die Anschaltung des Leckdetektors (17; 27; 37) versehen ist.