DE3304097C2 - Einfachwirkende Gleitringdichtung - Google Patents

Abstract

Einfachwirkende Gleitdichtung für eine Flüssigkeitspumpe od.dgl. Die Dichtung umfaßt einen auf einen rotierenden Maschinenteil (2) befestigten rotierenden Anschlagsring (8) und einen auf einen stationären Maschinenteil (1) gestützten, nicht rotierenden Dichtungsring (1). Eine auf dem Anschlagsring befindliche Gleitfläche liegt an eine im Dichtungsring befindlichen Gleitfläche abdichtend an. Die Gleitfläche des Dichtungsringes (9) weist einen Schwächungsabschnitt (15) auf, welche durch einen im Dichtungsring befindlichen geschlossenen Kanal (14) in Strömungsverbindung mit einem Leckdetektor (17), z.B. einem elektrischen oder mechanischen Indikationsapparat (21) steht, welcher durch die Wirkung der, wegen Durchverschleißen des Schwächungsabschnittes in den Kanal eingekommenen Flüssigkeit aktiviert wird und im voraus den Verschleiß und den Wechselbedarf des Dichtungsringes indikiert.

Description

2. Dichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dichtungsring (9) ein Kanal (14) von der, relativ der Gleitfläche (9a) entgegengesetzten Seite, gebohrt ist, welcher Kanal in der Nähe der Gleitfläche so endet, daß die Enge zwischen der Gleitfläche und dem Kanalboden den erwähnten Schwächungsabschnitt (15) bildet.

3. Dichtung gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckdetektor (17) aus einem elektrischen Indikator, einem Lärmapparat o. dgl. (21) besteht, welchem ein in Strömungsverbindung mit dem erwähnten 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 Flüssigkcilsdruck eine Änderung der Druckmesserangabe verursacht.

5. Dichtung gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch 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.

b. Dichtung gemäß einem der Palentansprüche 3 bis 5. wobei der Dichtungsring (9) in einer axialen Stüi/.hülse (12) montiert ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülse (12) eine axiale durchgehende Bohrung (16) aufweist, welche an einem F.nde an den Kanal (14) des Dichtungsringes angeschlossen und exi am anderen linde mit einem Mittel (18; 28; 40) für die Anschaltung des Leckdetektor (17; 27: 37) versehen ist.

fachwirkende 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 Beirieb an der Gleitfläche des Anschlagsringes anliegt, umfaßt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ein-Gleitringdichtungen werden in Pumpen o. dgl. verwendet um eine Aussicherung von einer zu pumpenden Flüssigkeit zwischen einen rotierenden Maschinenteil, z. B. eine Pumpenwelle, und einen stationären Maschinenteil, z. B. ein Pumpengehäuse, zu verhindern.

Es gibt zwei Typen von abdichtenden Gleitringdichtungen:

Die einfachwirkenden Dichtungen weisen zwei, einander gegenüber rotierende Ringe auf, von denen einer an einen rotierenden 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 Dichtungen aus zwei einfachwirkenden Dicht'ingen. wobei in den zwischenliegenden Raum eine stparate 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 Benutzungsbere . 1 der einfachwirkenden Dichtungen u. a. reichlich mechanisch verschleißende Partikel enthaltende Flüssigkeiten, z. 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, begrenz;. Ein reichliches Leck verursacht einen erzwungenen Abbruch des Prozesses und die Benutzer haben oft. um die Kosten dieses Abbruches zu vermeiden, für für den Prozeß wichtige Dichtungsstellcn doppeltwirkende Gleitringdichtungcn gewählt, welche oft bis zum nächsten programmgemäßen Abbruch in Betrieb gehalten werden können.

Man hat danach gestrebt, die cinfachwirkende Gleitringdichtung durch Anordnung auf der Atmosphärenseite der Dichtung einer drucklosen Flüssigkeitsspülung zu verbessern, wobei radial mit Hilfe einer elastischen Sekundärdichtung an der Welle abgedichtet wird. Mit einer Sekundärdichtung kann auch die Lebensdauer eines leckenden Dichtungsringes verlangen werden, aber das System fordert ein separates Spülsystem und dieses liegt, was den Aufbau und den Preis betrifft, fast in Klasse einer doppeltwirkenden Dichtung.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung zu erzielen, welche die vorerwähnten Nachteile beseitigt und zeitig genug automatisch indiziert, daß die Dichtung abgenutzt ist und daß die Dichtung wahrscheinlich in der nächsten Zukunft /u lecken anlangt. Dieses Ziel wird mit einer crlindungsgemäßcn Dichtung erreicht, welche dadurch gekennzeichnet ist.
— daß die Gleitfläche des Gleitringes 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 Jie Gleitflächen der Ringe so weit abgenutzt werden, daß die Dichtung störend zu lecken anfängt. Durch den erwähnien Schwächungsabschnitt kann Flüssigkeit durch den Kanal in 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 211 lecken an. Dei Schwächungsabschnitt setzt den totalen Verschleiß des Gleitringes und dessen totale Lebenszeit nicht herab.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung eines vollständig geschlossenen Detektorsystems, dank dessen keine abzudichtende 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, welc.ie vielleicht mit bloßem Auge überhaupt gar nicht außerhalb der Dichtung zu sehen wäre. Als Leckdetektor kann außer elektrisch oder mechanisch durch die Wirkung der Flüssigkeit aktivierten Anordnungen auch ein einfaches passives Auffanggefäß benutzt werden, wo die Leckage mit bloßem Auge beobachtet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unten mehr im Einzelnen unter Hinweis auf die 2!eichnungen beschrieben, in denen

F i g. 1 als Achsenschnitt eine, mit einer erfindungsgemäßen einfachwirkenden Gleitringdichtung versehene Flüssigkeitspumpe zeigt,

F i g. 2 in größerem Format eine Pumpendichtung bei Benutzung eines elektrischen Detektors zeigt,

F i g. 3 in größerem Format eine Pumpendichtung bei Benutzung eines mechanischen Detektors zeigt, und

F i g. 4 in größerem Format eine Pumpendichtung bei Benutzung eines Auffanggefäßes als Detektor zeigt.

In F i g. 1 der Zeichnung sind eine rotierende Vv'elle 1 und ein siationäres Gehäuse 2 einer Flüssigkeitspumpe gezeigt, in dem die Weile mit nicht gezeigten Lagern angelagert ist. Die Hinweisnummer 3 zeigt eine mit der /u pumpenden Flüssigkeit gefüllte Pumpenkammer und die Hinweisnummer 4 den Raum außerhalb der Pumpe. Ein im Gehäuse ausgeformter Verdichtungsraum ist vom äußeren Raum durch eine einfachwirkende Axiaiglcitringdichtung 7 separiert, welcher hauptsächlich ein AiT-chla^M-ing 8 und ein Dichtiiniisriiis: 9 angehören. Per Ansdiiagsrmg 8 ist .in einer Traghülse 10 montiert, weiche mil einem nefcMigiMigscirnnn Il an Jie WeMe 1 i!,ii;:il rotierend belestiin isi. wahrend der Dichuins-'s- :"! η υ an einer Niui/iiulse 12 montiert isi. weiche nicht p":ere:u! ,tul das (leliaiisL 2 uestui/t ist. Der Λ η sch la üsring und der Dichtungsring weisen Gleitflächen 8a und 9a auf (Fig. 2). welche durch die Wirkung einer in der Traghülse befindlichen Druckfeder 13 aneinander anliegen.

F if. 2 zeigt im Einzelnen die eigentliche Dichtungsstelle. In den nicht rotierenden Dichtungsring 9 ist ein Kanal 14. von der relativ der Gleitfläche 9a entgegengesetzten Seile 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 axiale 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 betriebenen Indikationsapparat 21 angeschlossen 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 weit zwischen die Gleitflächen ein, daß die Flüssigkeit eine Schmierschicht zwischen die Gleitflächen bildet. Wenn die Gleitfläche des Dichtungsringes so weit 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 Indikation anderer Art über den stattgefundenen Leck gibt. Die Gleitringdichtung ist in dieser Phase noch nicht 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.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsf->rm, 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.

">5 Fig. 4 weist eine einfache Ausführungsform auf. in der als Detektor 37 ein geschlossenes, druckfestes, durchsichtiges Gefäß 38 fungier!, welches mit einem Schlauch 39 an einen an die Bohrung 16 der Suitzhülse befestigten Zapfen 40 angeschlossen ist. Die durch den

M) Schwächungsabschnitt 15 in das Gefäß einfließende Flüssigkeit kann mit bloßem Auge beobachtet und somit Information über die Perforation des SchwächunjrsabsehpiiiL-v und über den Wechselbedarf der Dichtung eingeholl u erck 11.

Hier/11 2 Blatt /eieinuiiiijeii

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. Einfachwirkende Gleitringdichtung, welche

   — einen, an einen rotierenden 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 (9a), welche im Betrieb an der Gleitfläche des Anschlagsringes anliegt, umfaßt, dadurch gekennzeichnet,

   — daß die Gleitfläche (9a) des Dichtungsringes (9) wenigstens einen Schwächungsabschnitt (!5), welcher schwächer ist als die übrige Gleitfläche, aufweist,

   — daß im Dichtungsring (9) ein geschlossener Kanal (14) vorliegt, welcher durch den erwähnten :o Schwächungsabschnitt (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.