DE3319041A1 - Method for exchanging a seal ring and a sealing arrangement provided for this purpose - Google Patents
Method for exchanging a seal ring and a sealing arrangement provided for this purposeInfo
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Abstract
Description
Verfahren zum Auswechseln eines DichtungsringsProcedure for replacing a sealing ring
und hierfür vorgesehene Abdichtungsanordnung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswechseln eines harten Dichtungsrings bei einer eingebauten Abdichtungsanordnung und die hierfür geeignete, eine Gleitringdichtung enthaltende Abdichtungsanordnung.and sealing arrangement provided therefor. The invention relates refers to a method of replacing a hard sealing ring on a built-in one Sealing arrangement and the one suitable for this, containing a mechanical seal Sealing arrangement.
Obwohl Gleitringdichtungen eine lange Lebensdauer und nur geringen Verschleiß zeigen, kann es notwendig werden, einen Dichtungsring auszuwechseln. Üblicherweise wird die Abdichtungsanordnung hierfür zerlegt. Das ist jedoch schwierig und zeitaufwendig, wenn es sich um lange Wellen handelt, auf denen beiderseits der Gleitringdichtung mehrere Lager oder sonstige Elemente sitzen. Ein solches Problem tritt beispielsweise auch bei Abdichtungsanordnungen von Stevenrohrlagern auf Schiffen auf, insbesondere wenn hinter der Abdichtung noch ein wassergeschmiertes Stevenrohr angeordnet ist und die notwendige Reparatur zu erfolgen hat, während das Schiff im Wasser schwimmt.Although mechanical seals have a long service life and only minimal Show wear, it may be necessary to replace a sealing ring. The sealing arrangement is usually dismantled for this purpose. However, this is difficult and time consuming when it comes to long waves on both sides of the Mechanical seal seat several bearings or other elements. Such a problem also occurs, for example, in sealing arrangements for stern tube bearings on ships especially if there is a water-lubricated stern tube behind the seal and the necessary repairs must be made while the ship is in operation swims in the water.
Es ist allgemein bekannt, ringförmige Teile dadurch miteinander zu verbinden, daß der äußere Teil erwärmt wird und nach dem Einsetzen des inneren Teils auf diesen aufschrumpft.It is generally known that ring-shaped parts can thereby be connected to one another connect so that the outer part is heated and after inserting the inner part shrunk onto this.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ring einer Gleitringpaarung, bei dem nach längerer Betriebszeit Verschleim oder Beschädigung nicht auszuschließen sind, ohne weitgehende Zerlegung der Abdichtungsanordnung und während wesentliche Teile desselben auf der Welle verbleiben, auszuwechseln.The invention is based on the object of a ring of a sliding ring pairing, in which, after a long period of operation, slime or damage cannot be ruled out are without extensive dismantling of the sealing arrangement and while essential Parts of the same remain on the shaft, to be replaced.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und mit der gemäß Anspruch..2 ausgebildeten Abdichtungsanordnung gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausbildungen der Vorrichtung.This object is achieved by the method specified in claim 1 and solved with the sealing arrangement formed according to Claim..2. The subclaims relate to preferred designs of the device.
Die Gestaltung des vorzugsweise einteiligen Halterungsrings für den auszuwechselnden Dichtungsring sowie des den Halterungsring abstützenden Gehäuses gestattet es, den Halterungsring soweit axial auf der Welle zu verschieben, daß ein Entfernen des verbrauchten Dichtungsrings und das Einsetzen eines neuen möglich sind, wobei die Erwärmung wenigstens des den Dichtungsring umgebenden Teiles des Halterungsrings auf der Welle erfolgt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die vorgesehene Heizungseinrichtung für das Dehnen des Halterungsrings bei Auswahl geeigneter Werkstoffe ausreicht, um einen neuen, harten, zweiteiligen Dichtungsring ohne großen Kraftaufwand in den Rezess einzuschieben und durch Abkühlung einwandfrei zusammenzupressen und drehfest zu halten.Infolge der bevorzugten schwimmenden Anordnung des Halterungsrings sind die Wärmeverluste bei der Beheizung verhältnismäßig gering und benachbarte Teile werden nicht beschädigt.The design of the preferably one-piece retaining ring for the to be replaced sealing ring and the housing supporting the retaining ring allows the retaining ring to be axially displaced on the shaft to such an extent that it is possible to remove the used sealing ring and insert a new one are, the heating of at least the part of the sealing ring surrounding the Retaining ring takes place on the shaft. Surprisingly, it was found that the Provided heating device for stretching the retaining ring if suitable ones are selected Sufficient materials to make a new, hard, two-piece sealing ring without a large Force to push into the recess and to compress properly by cooling Due to the preferred floating arrangement of the retaining ring the heat losses during heating are relatively low and neighboring Parts are not damaged.
Die Verbindung des harten Dichtungsrings mit dem Halterungsring läßt auch die Übertragung eines großen Drehmomentes zu, das bei einem Trockenlaufen der Gleitringpaarung auftreten kann. Sie ergibt eine sichere Abdichtung zwischen Halterungsring und Dichtungsring. Im Betrieb ist ein guter Wärmeübergang von dem Dichtungsring auf den leicht zu kühlenden Halterungsring möglich. Der Dichtungsring besteht aus einem nichtmetallischen Material von hoher Verschleißfestigkeit wie z. B;.Graphit oder Siliziumkarbid, welches im Verhältnis zu Metallen nur eine geringe Wärmedehnung besitzt. Der Halterungsring besteht dagegen aus Metall, vorzugsweise aus Aluminiumbronze, deren Wärmedehnung noch größer ist als bei Stahl und die eine hohe mechanische Festigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit besitzt. Die Verwendung von Stahl und anderen metallischen Legierungen ist jedoch möglich.The connection of the hard sealing ring with the retaining ring leaves also the transmission of a large torque, which if the Slip ring pairing can occur. It results in a secure seal between the retaining ring and sealing ring. There is good heat transfer from the sealing ring during operation on the easy-to-cool retaining ring. The sealing ring consists of a non-metallic material of high wear resistance such as e.g. B;. Graphite or silicon carbide, which has only a low thermal expansion in relation to metals owns. The retaining ring, on the other hand, is made of metal, preferably aluminum bronze, whose thermal expansion is even greater than that of steel and which have high mechanical strength and has good corrosion resistance. The use of steel and others however, metallic alloys are possible.
Die Verbindung zwischen Dichtungsring und Halterungsring durch Schrumpfen führt nicht zu einer Verformung des Dich-Bungsringes. Nach der Herstellung der Verbindung ist eine Bearbeitung der Dichtfläche des Dichtungsrings nicht mehr notwendig. Das Verfahren eignet sich daher für alle Abdichtungen, bei denen eine einfache Montage und eine Dichtigkeit sofort nach dem Zusammenbau gefordert werden, also ein Einschleifen des eingebauten Dichtungsrings nicht abgewartet werden kann. Die Abdichtungsanordnung ist auch für große Durchmesser von z. B. 300 bis 600 mm geeignet.The connection between the sealing ring and the retaining ring by shrinking does not lead to a deformation of the you exercise ring. After the connection is established is a Machining of the sealing surface of the sealing ring no longer necessary. The method is therefore suitable for all seals where a simple assembly and tightness are required immediately after assembly, So it is not possible to wait for the built-in sealing ring to be ground in. The sealing arrangement is also suitable for large diameters of e.g. B. 300 to 600 mm suitable.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand des auf den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben, welches die Anwendung der Erfindung bei einer Stevenrohrabdichtung zeigt.Further details of the invention are based on the drawings schematically illustrated embodiment described which the application shows the invention in a stern tube seal.
Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer Abdichtungsanordnung im Betriebszustand, Figur 2 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer Abdichtungsanordnung in zum Auswechseln eines Dichtungsringes auseinandergezogenen Stellung mit eingesetzten Heizpatronen, Figur 3 einen Halterungsring in einer Ausführung mit eingelegten Heizbändern.It shows Figure 1 a longitudinal section through the upper half of a Sealing arrangement in the operating state, Figure 2 is a longitudinal section through the upper Half of a sealing assembly in expanded for replacing a sealing ring Position with inserted heating cartridges, Figure 3 shows a retaining ring in one embodiment with inserted heating strips.
An der auf den Zeichnungen dargestellten Abdichtungsanordnung schließen nach links das wassergeschmierte Stevenrohr und der Propeller an, und die Abdichtung ist von dem rechts befindlichen Inneraum des Schiffes zugänglich. Die Anordnung dichtet die Propellerwelle 100 ab. Sie ist mit einem Gehäuseflansch 1 innen an der nicht dargestellten Stevennuß befestigt. Mit dem Gehäuseflansch 1 ist der Cehäusering 49 beispielsweise mittels Schrauben 2 verbunden. Auf der Welle 100 ist ein breiter Flansch 48 durch eine Paßfeder 110 oder in anderer geeigneter Weise drehfest angeordnet. An dem Flansch 48 ist der mit der Welle 100 rotierende Dichtungsring 13 angebracht und gegen Verdrehen durch einen Stift 14 gesichert. Innerhalb des Gehäuserings 49 befindet sich der Halterungsring 22, welcher den nicht rotierenden Dichtungsring 19 in einem zylindrischen Rezess 21 enthält. Der Halterungsring 22 wird durch eine Druckfeder 23 in Richtung auf den rotierenden Dichtungsring 13 gedrückt, wobei sich die Druckfedern 23 an einem Stützring 25 abstützen. Der Halterungsring 22 ist gegen Verdrehen durch mehrer Sicherungsmittel, wie Sicherungsstifte 17, die in einem Flanschring 16 angeordnet sind, mit geringem radialem Spiel geführt und ist zum Ausgleich von Längenänderungen der Welle auch axial beweglich. Der Halterungsring 22 ist jedoch mit Abstand sowohl zu den übrigen Gehäuseteilen als auch zur. Welle angeordnet.Close the seal assembly shown in the drawings to the left the water-lubricated stern tube and the propeller, and the seal is accessible from the interior of the ship on the right. The order seals the propeller shaft 100. It is with a housing flange 1 on the inside not shown steved nut attached. With the housing flange 1 is the housing ring 49 connected by means of screws 2, for example. On the shaft 100 is a wider one Flange 48 by a key 110 or in in another suitable manner non-rotatably arranged. The sealing ring rotating with the shaft 100 is on the flange 48 13 attached and secured against rotation by a pin 14. Within the Housing ring 49 is the retaining ring 22, which is the non-rotating Sealing ring 19 in a cylindrical recess 21 contains. The retaining ring 22 is pressed by a compression spring 23 in the direction of the rotating sealing ring 13, the compression springs 23 being supported on a support ring 25. The retaining ring 22 is against rotation by several securing means, such as locking pins 17, the are arranged in a flange 16, guided with little radial play and can also be moved axially to compensate for changes in length of the shaft. The retaining ring However, 22 is at a distance both to the other housing parts as well as to. wave arranged.
Der dargestellte Halterungsring 22 besitzt außerhalb des Umfangs des Dichtungsrings 19 eine Anzahl von Durchgangsbohrungen 50 in seinem äußeren Teil 51. Anzahl und Durchmesser der Durchgangsbohrungen 50 sind so gewählt, daß die notwendige Zahl von Heizpatronen 55 (s.Fig.2) mit gutem Wärmeübergang in den Halterungsring 22 eingeschoben werden können,um den äußeren Teil 51 durch Erwärmung soweit auszudehnen, daß ein neuer Dichtungsring 19 mit Preßsitz in dem Rezess 21 befestigt werden kann. Die Durchgangsbohrungen 50 dienen ferner im Betrieb nach dem Entfernen der Heizpatronen 55 dazu, durch den Spülwasseranschluß 24 zugeleitetes Wasser zur Kühlung der Gleitringpaarung sowie auch der nach hinten anschließenden Stevenrohrlagerung hindurchzuleiten. Nach dem Herausnehmen der Heizpatronen und dem Zusammenbau der Abdichtungsanordnung kann daher auch der äußere Teil 51 durch diese Wasserspülung in einfacher und ausreichender Weise wieder abgekühlt werden, wodurch die Zeit für das Auswechseln des Dichtungsrings verkürzt wird. Zur Abdichtung gegen das Spülwasser ist eine auch für einen hohen Außenwasserdruck ausgelegte elastische Lippendichtung 28 vorgesehen, die auf einer nach vorn gerichteten rohrförmigen Verlängerung 27 des Halterungsrings 22 abdichtet.The support ring 22 shown has outside the circumference of the Sealing ring 19 has a number of through holes 50 in its outer part 51. The number and diameter of the through bores 50 are chosen so that the necessary Number of heating cartridges 55 (see Fig. 2) with good heat transfer into the retaining ring 22 can be inserted in order to expand the outer part 51 by heating to the extent that that a new sealing ring 19 can be fastened with a press fit in the recess 21. The through bores 50 are also used during operation after the heating cartridges have been removed 55 in addition, water supplied through the flushing water connection 24 for cooling the sliding ring pairing as well as the stern tube mounting to the rear. To removing the heating cartridges and assembling the sealing assembly therefore also the outer part 51 by this water rinse in a simple and sufficient Way to cool down again, reducing the time it takes to replace the sealing ring is shortened. To seal against the flushing water is also a high Outside water pressure designed elastic lip seal 28 provided, those on a forward tubular extension 27 of the retaining ring 22 seals.
Der Dichtungsring 19 besteht aus Kunstkohle, aus Siliziumkarbid oder einem anderen vorzugsweise nichtmetallischen Material, das einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Der Halterungsring 22 besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumbronze oder einem anderen Material, welches auch unter Einfluß von Seewasser keine Korrosion zeigt und eine deutlich größere Ausdehnung bei Erwärmung aufweist als der Dichtungsring 19. Der rotierende Dichtungsring 13 kann z. B.The sealing ring 19 is made of carbon, silicon carbide or another preferably non-metallic material that has a small coefficient of thermal expansion Has. The retaining ring 22 is preferably made of an aluminum bronze or a other material which shows no corrosion even under the influence of seawater and has a significantly greater expansion when heated than the sealing ring 19. The rotating sealing ring 13 can, for. B.
aus Chromguß, Siliziumkarbid, einem keramischen Material, gegebenenfalls auch aus Bronze bestehen, wobei dieses Material entsprechend dem anderen Dichtungsring 19 zu wählen ist.made of cast chrome, silicon carbide, a ceramic material, if necessary also consist of bronze, this material corresponding to the other sealing ring 19 is to be selected.
Bei einem Durchmesser der Welle 100 von etwa 320 mm werden beispielsweise 12 in Figur 2 dargestellte Heizpatronen 55 von 125 W in die Durchgangsbohrungen 50 eingesetzt und nach knapp 30 Min. ist wenigstens der äußere Teil 51 auf 150 OC erwärmt, wodurch er sich soweit dehnt, daß wenigstens ein kalter Dichtungsring 19 in den Rezess 21 eingeschoben werden kann. Ein verbrauchter Dichtungsring läßt sich ebenfalls herauslösen, wobei er gegebenenfalls auch zerstört werden kann.With a diameter of the shaft 100 of about 320 mm, for example 12 shown in Figure 2 heating cartridges 55 of 125 W in the through holes 50 and after just under 30 minutes at least the outer part 51 is at 150 ° C heated, whereby it expands so far that at least one cold sealing ring 19 can be inserted into the recess 21. A used sealing ring can also dissolve, whereby it can also be destroyed if necessary.
Der Dichtungsring 19 ist zweiteilig. Er kann aus zwei getrennt hergestellten, durch Stifte miteinander zu verbindenden Teilen gebildet sein. Bei der Verwendung von Kunstkohle ist es möglich, einen einteilig hergestellten Ring gezielt in der Mitte durchzubrechen, wobei die beiden rauhen Bruchflächen ein festes, genaues und dichtes Zusammenpassen der beiden Hälften vor dem Einschieben in den Rezess 21 ermöglichen.The sealing ring 19 is in two parts. It can be made from two separately manufactured be formed by pins to be connected to each other parts. When using of charcoal it is possible to target a one-piece ring in the Break through the middle, the two rough fracture surfaces forming a solid, precise and allow the two halves to fit tightly together before they are pushed into the recess 21.
Wie Figur 2 zeigt, sind zum Auswechseln des Dichtungsringes 19 nur Teile der Abdichtung axial zu verschieben. Nach dem Lösen der Schraubverbindung zwischen dem Gehäuseflansch 1 und dem Gehäusering 49 kann der Gehäusering 49 einschließlich aller in ihm enthaltenen Teile nach vorn verschoben werden, so daß die beiden Dichtungsringe 13 und 19 zugänglich sind und insbesondere die Heizpatronen 55 in dem Halterungsring 22 eingesetzt und angestellt werden können und danach der Dichtungsring 19 ausgewechselt werden kann.As FIG. 2 shows, the sealing ring 19 only needs to be replaced To move parts of the seal axially. After loosening the screw connection between the housing flange 1 and the housing ring 49, the housing ring 49 including all parts contained in it are moved forward so that the two sealing rings 13 and 19 are accessible and in particular the heating cartridges 55 in the retaining ring 22 can be used and employed and then the sealing ring 19 replaced can be.
Die Form des Halterungsrings und der Heizelemente kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So zeigt Figur 3 einen Halterungsring 80 mit einem Rezess 83; der einen Dichtungsring 19 umgibt und an seinem Umfang verdrehungsfest einspannt. Der den Rezess 83 radial umgebende Teil 82 des Halterungsrings 80 enthält in zwei Ringnuten 81 elektrische Heizbänder 84, die den Teil 82 bei Bedarf erwärmen können und ihn dadurch relativ zum Dichtungsring 19 im Umfang dehnen.The shape of the retaining ring and the heating elements can be in various Way to be modified. Thus, FIG. 3 shows a retaining ring 80 with a recess 83; which surrounds a sealing ring 19 and clamps on its periphery in a torsion-proof manner. The part 82 of the retaining ring 80 which radially surrounds the recess 83 contains two Annular grooves 81 electrical heating strips 84, which can heat the part 82 if necessary and thereby stretch it circumferentially relative to the sealing ring 19.
Der Teil 82 kann außerdem Kanäle 85 enthalten, durch die ein Kühlmittel fließt. Figur 3 zeigt außerdem einen Flanschring 86, der an einem Gehäusering 49 zu befestigen ist. Der Flanschring 86 greift mit mehreren über seinen inneren Umfang verteilten Zähnen 87 in axiale Nuten 88 am äußeren Umfang des Teiles 82 ein und sichert den Halterungsring 80 gegen Verdrehen, wenn an dem Dichtungsring 19 wegen großer Reibungskräfte ein starkes Drehmoment auftritt.The portion 82 may also include channels 85 through which a coolant flows. FIG. 3 also shows a flange ring 86 which is attached to a housing ring 49 is to be attached. The flange ring 86 engages with several over its inner circumference distributed teeth 87 in axial grooves 88 on the outer periphery of the part 82 and secures the retaining ring 80 against rotation when on the sealing ring 19 because of large frictional forces a strong torque occurs.
Für die axiale Verschiebung zum Auswechseln eines Dichtungsringes ist ein ausreichender Abstand weiterer, nicht dargestellter Teile, die die Welle umgeben, erforderlich oder es sind solche Teile so auzubilden, daß sie vorübergehend entfernt werden können.For the axial displacement to replace a sealing ring is a sufficient distance from other parts, not shown, that make up the shaft surround, necessary or such parts are to be designed so that they are temporary can be removed.
Wenn die Abdichtungsanordnung mit einer Hilfsdichtung versehen ist, die zwischen der Gleitringpaarung 13,19 und dem abzudichtenden Medium vorübergehend eingesetzt oder aktiviert werden kann, ist auch ein Auswechseln eines Dichtungsrings möglich, während der Druck im Medium unverändert bleibt. So kann bei Stevenrohrabdichtungen beispielsweise zwischen dem Gehäuseflansch 1 und dem Stevenrohr eine solche Hilfsdichtung in Form einer zusammendrückbaren Stopfbüchse oder eines aufblasbaren Schlauchringes angeordnet sein, so daß das Auswechseln auch möglich ist, während das Schiff im Wasser schwimmt.If the sealing arrangement is provided with an auxiliary seal, between the sliding ring pairing 13, 19 and the medium to be sealed temporarily inserted or activated is also a substitution a sealing ring possible while the pressure in the medium remains unchanged. So can with stern tube seals, for example, between the housing flange 1 and the stern tube such an auxiliary seal in the form of a compressible stuffing box or an inflatable tube ring, so that the replacement also possible while the ship is floating in the water.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Stevenrohrabdichtungen der dargestellten oder einer anderen Art beschränkt, sondern kann auch bei allen anderen axialen Gleitringdichtungen angewendet werden, wobei in jedem Fall die Arbeiten für das Auswechseln von Dichtungsringen vereinfacht und beschleunigt werden.The application of the invention is not to the stern tube seals shown or restricted to any other type, but can also apply to all others axial mechanical seals are used, in each case the work for replacing sealing rings can be simplified and accelerated.
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Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BLOHM + VOSS AG, 2000 HAMBURG, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BLOHM + VOSS GMBH, 20457 HAMBURG, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BLOHM + VOSS INDUSTRIE GMBH, 20457 HAMBURG, DE |