DE4041965A1

DE4041965A1 - Packing fluid seal between high and low pressure zone in relatively moving components - has annular grooves and pressure reducing pipes

Info

Publication number: DE4041965A1
Application number: DE19904041965
Authority: DE
Inventors: Siegfried Stargard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-12-24
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1992-07-02

Abstract

The packing-fluid seal (1) for sealing a passage between a high and low pressure zone in a rotating or longitudinally to-and-fro moving component with a packing fluid of slightly higher pressure than the pressure in the high pressure zone has annular sealing grooves (8) in the tread surface (7). Between the annular grooves (8) are pressure-reducing pipes of small diameter. The annular grooves (8) and pressure-reducing pipes are continually joined. A pressure-device (9) is positioned in front of the first annular groove (8) behind the high pressure zone, a collector for the packing fluid is connected to the annular groove (8) and is positioned in front of the low pressure zone. ADVANTAGE - The seal allows for high pressures between relatively moving components.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrflüssigkeitsdichtung zum Abdichten einer zwischen einem Hochdruckbereich vorzugsweise von 1000 bis 10 000 bar und einem Niederdruckbereich liegenden Durchführung eines sich in einer Lauffläche in der Dichtnuten angeordnet sind berührungsfrei drehenden und/oder in Längsrichtung sich hin- und herbewegenden Bauelementes, mit einer unter einem geringfügig höheren Druck stehenden Sperrflüssigkeit als der Druck im Hochdruckbereich ist, so daß ein Trennspiegel zwischen dem abzudichtenden Medium und der Sperrflüssigkeit gebildet ist, wobei die Sperrflüssigkeit in Richtung des Niederdruckbereiches abgeführt und ihr Druck bis annähernd auf die Höhe des Niederdruckbereiches abgetrennt wird.The invention relates to a sealing liquid seal Sealing one between a high pressure area, preferably from 1000 to 10,000 bar and a low pressure range Carrying out a run in the sealing grooves are arranged contact-free rotating and / or in Longitudinal reciprocating component, with a barrier liquid under a slightly higher pressure than the pressure is in the high pressure area, so that a separating mirror between the medium to be sealed and the sealing liquid is formed, the barrier liquid in the direction of Low pressure range dissipated and their pressure up to approximately the height of the low pressure area is separated.

Es sind Sperrflüssigkeitsdichtungen zum Abdichten eines Hochdruckbereiches gegenüber einem Niederdruckbereich bekannt.There are barrier liquid seals to seal one High pressure area compared to a low pressure area known.

In der Europäischen Patentanmeldung 01 02 461 ist eine Sperrflüssigkeitsdichtung offenbart, bei der der Eintrittsdruck der Sperrflüssigkeit mittels einer von einem Schwimmringkörper beidseitig umschlossenen Fliehkraftdichtung, die beidseitig mit strömungsführenden Kanälen und auf einem größeren Durchmesser mit ringförmigen Verbreitungen ausgerüstet ist, deutlich über den hochdruckseitigen Gasdruck gesteigert und somit eine sichere Abdichtung erzielt. Bei einem bestimmten Zwischendruck sich öffnende Rückschlagventile bewirken eine Strömung der Sperrflüssigkeit, über den hochdruckseitigen Dichtspalt und Kanäle im Schwimmringkörper zur Vermischung mit dem zugeführten Sperrflüssigkeitsstrom, wobei die im Dichtspalt entstehende Reibungswärme weitgehend abgeführt wird. In European patent application 01 02 461 there is one Barrier fluid seal disclosed at which the inlet pressure the barrier liquid by means of a floating ring body centrifugal seal enclosed on both sides, with on both sides flow channels and on a larger diameter with ring-shaped spreads, well above the high-pressure gas pressure increased and thus a safe Sealing achieved. At a certain intermediate pressure opening check valves cause a flow of Barrier fluid, over the high pressure side sealing gap and Channels in the floating ring body for mixing with the supplied Barrier fluid flow, the resulting in the sealing gap Frictional heat is largely dissipated.

Diese Sperrflüssigkeitsdichtung ist speziell für rotierende Bauelemente geeignet. Dabei besitzt sie einen konstruktiv relativ komplizierten Aufbau.This sealing liquid seal is especially for rotating Components suitable. It has a constructive relative complicated structure.

Es ist durch die AS 21 09 502 eine Dichtungsanordnung für einen Spalt zwischen zwei koaxialen hin- und hergehenden zylindrischen Elemente bekannt, bei der Ringnuten angeordnet sind, wobei diese zwischen ihren einander zugekehrten Flanken einen Abstand haben, der gleich bzw. größer als die Hublänge ist und daß die dem Bereich niedrigeren Druckes benachbarte Nut mit einer Quelle für das Sperrmedium unter Druck und die dem Bereich höheren Druckes benachbarte Nut mit einer Senke mit niedrigerem Druck als dem der Quelle verbunden sind. Eine derartige Anordnung ermöglicht in relativ enfacher Weise die Abdichtung eines hin- und hergehenden Pumpenkolbens. Mit dieser Anordnung ist es jedoch nicht möglich hohen Druck abzudichten. So ist diese Dichtungsanordnung speziell auch für eine Brennstoffpumpe vorgesehen.It is a sealing arrangement for the AS 21 09 502 a gap between two coaxial reciprocating cylindrical elements known, arranged in the ring grooves with their flanks facing each other have a distance that is equal to or greater than the stroke length and that the groove adjacent to the area of lower pressure with a source for the barrier medium under pressure and the area higher pressure adjacent groove with a depression with lower Pressure than that of the source. Such an arrangement enables the sealing of a and outgoing pump piston. With this arrangement, however, it is not possible to seal high pressure. So this is Sealing arrangement especially for a fuel pump intended.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Sperrflüssigkeitsdichtung zum Abdichten einer zwischen einem Hochdruckbereich vorzugsweise von 1000 bis 10 000 bar und einem Niederdruckbereich liegenden Durchführung eines sich in einer Lauffläche in der Dichtnuten angeordnet sind berührungsfrei drehenden und/oder in Längsrichtung sich hin- und herbewegenden Bauelementes, mit einer unter einem geringfügig höheren Druck stehenden Sperrflüssigkeit als der Druck im Hochdruckbereich ist, so daß ein Trennspiegel zwischen dem abzudichtenden Medium und der Sperrflüssigkeit gebildet ist, wobei die Sperrflüssigkeit in Richtung des Niederdruckbereiches abgeführt und ihr Druck bis annähernd auf die Höhe des Niederdruckbereiches abgebaut wird, zu schaffen, welche bei einem konstruktiv einfachen Aufbau die Abdichtung auch hoher Drücke von sich berührungsfrei bewegenden sowohl sich drehend als auch in Längsrichtung zwischen hin- und hergehenden Bauelementen ermöglicht.The invention is based on the object Barrier fluid seal to seal one between one High pressure range preferably from 1000 to 10,000 bar and one Low-pressure area performing an in one Tread arranged in the sealing grooves are non-contact rotating and / or reciprocating in the longitudinal direction Component, with a slightly higher pressure standing barrier liquid than the pressure in the high pressure area, so that a separating mirror between the medium to be sealed and the barrier liquid is formed, the barrier liquid in Direction of the low pressure area dissipated and their pressure up is reduced to approximately the level of the low-pressure area create which with a structurally simple structure Sealing even high pressures from moving without contact both rotating and lengthways between back and forth outgoing components allows.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtnuten in der Lauffläche als in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnete Ringnuten ausgebildet sind und zwischen diesen Druckreduzierrohre mit einem geringen Durchmesser und von großer Länge zum intervallmäßigen Druckabbau für die Sperrflüssigkeit angeordnet sind, wobei die Ringnuten und die Druckreduzierrohre fortlaufend miteinander verbunden sind und vor der ersten Ringnut hinter dem Hochdruckbereich eine mit dieser verbundene den vorbestimmten Druck der Sperrflüssigkeit aufbauende an sich bekannte Druckvorrichtung und hinter der letzten, vor dem Niederdruckbereich angeordneten Ringnut ein mit dieser verbundener Sammelbehälter für die Sperrflüssigkeit angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Lösung bietet damit eine Sperrflüssigkeitsdichtung speziell auch für die Abdichtung von Druckzylindern mit hohen Drücken wie sie insbesondere bei Kompressoren, Reaktoren und Autoklaven eingesetzt werden.According to the invention the object is achieved in that the Sealing grooves in the tread than at a predetermined distance ring grooves arranged to each other are formed and between these pressure reducing pipes with a small diameter and of great length for the intermittent pressure reduction for the Barrier liquid are arranged, the annular grooves and the Pressure reducing pipes are continuously connected to each other and before the first ring groove behind the high pressure area one with this connected the predetermined pressure of the barrier liquid constructive printing device known per se and behind the last one, arranged in front of the low-pressure area this connected collection container for the barrier liquid is arranged. The solution according to the invention thus offers a Barrier liquid seal especially for the sealing of Printing cylinders with high pressures like those in particular Compressors, reactors and autoclaves are used.

Hierbei besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, daß die erste Ringnut hinter dem Hochdruckbereich über eine in ihrem vorderen Bereich mündenden Druckleitung mit der Druckvorrichtung und über eine in ihrem hinteren Bereich angeordneten Druckleitung mit dem ersten Druckreduzierrohr verbunden ist und dieses Druck reduzierrohr über eine Druckleitung mit der nachfolgenden Ringnut in Verbindung steht, wobei die Druckleitung im vorderen Teil der Ringnut angeordnet ist sowie bei dieser und den nachfolgenden Ringnuten mit der jeweils im hinteren Teil angeordneten Drucklei tung mit dem folgenden Druckreduzierrohr und mit der in ihrem vorderen Teil mündenden Druckleitung mit dem vorhergehenden Druckreduzierrohr verbunden ist, wobei im hinteren Teil der letzten Ringnut vor dem Niederdruckbereich eine Leitung, welche diese mit dem Sammelbehälter für die Sperrflüssigkeit verbindet, angeordnet ist. Here, a preferred embodiment is that the first ring groove behind the high pressure area over one in your front area opening pressure line with the pressure device and via a pressure line arranged in its rear area is connected to the first pressure reducing tube and this pressure reducing pipe via a pressure line with the subsequent ring groove is connected, the pressure line in the front part of the Ring groove is arranged as well as this and the following Ring grooves with the Drucklei arranged in the rear part tion with the following pressure reducing tube and with the one in your front part of the discharge line with the previous one Pressure reducing pipe is connected, the rear part of the last ring groove before the low pressure area, a pipe which connects it to the collection container for the sealing liquid, is arranged.

Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß ein Druckreduzierrohr mit mehr als einer Ringnut verbunden ist, wobei diese Ringnuten in der Lauffläche hintereinander angeordnet sind. Eine derartige Ausbildung ist speziell im vorderen Bereich der Sperrflüssigkeitsdichtung vorteilhaft, um eine sichere Abdichtung zu gewährleisten.An expedient embodiment is that a Pressure reducing pipe is connected to more than one ring groove, these annular grooves arranged one behind the other in the tread are. Such training is especially in the front area the sealing liquid seal advantageous to ensure a safe To ensure sealing.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringnuten mindestens zwei untereinander verbundene Druckreduzierrohre angeordnet sind. Diese Ausbildung ist im hinteren Bereich der Sperr flüssigkeitsdichtung vorteilhaft, um den notwendigen Druckabbau zu erzielen.Another useful embodiment is that at least two between two successive ring grooves interconnected pressure reducing pipes are arranged. This training is in the back of the barrier liquid seal advantageous to the necessary pressure reduction to achieve.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß das Druckreduzierrohr in einem Druckreduzierbehälter angeordnet ist, der einen Grundkörper mit einem Innenraum, welcher an seinem oberen Ende durch ein Verschlußteil verschlossen ist aufweist, und in dem Verschlußteil eine Bohrung vorgesehen ist, an die das obere Ende des Druckreduzierrohres angeschlossen ist, wobei das Druckreduzierrohr in dem Innenraum in mehreren übereinander liegenden Spiralen, die wendelförmig miteinander verbunden sind, angeordnet ist und sein unteres Ende offen in den Innenraum mündet, der über eine Bohrung im Boden des Druck reduzierbehälters nach unten mit einer Öffnung versehen ist.A preferred embodiment is that Pressure reducing tube is arranged in a pressure reducing container, one body with an interior, which on its has the upper end closed by a closure part, and a bore is provided in the closure part to which the upper end of the pressure reducing tube is connected, the Pressure reducing pipe in the interior in several one above the other lying spirals, which are helically connected to each other, is arranged and its lower end open into the interior that flows through a hole in the bottom of the pressure reducing container is provided with an opening at the bottom.

Eine weitere mögliche Ausführungsform besteht darin, daß in einem Druckreduzierbehälter wenigstens zwei Druckreduzierohre nach- oder nebeneinandergeschaltet, angeordnet sind.Another possible embodiment is that in a pressure reducing tank at least two pressure reducing tubes connected in series or side by side.

Es ist vorteilhaft, wenn der Druckreduzierbehälter an seinem oberen Ende einen Rohrstutzen in dem die Bohrung verläuft, aufweist und an der die von der Ringnut zum Druckreduzierrohr führende Druckleitung angeschlossen ist und an seinem Boden einen Rohrstutzen in dem die Bohrung verläuft aufweist und an der das von dem Druckreduzierrohr zur folgenden Ringnut führende Druckrohr angeschlossen ist.It is advantageous if the pressure reducing tank on his upper end a pipe socket in which the bore runs, has and on which from the annular groove to the pressure reducing tube leading pressure line is connected and one at its bottom Pipe socket in which the bore runs and on which leading from the pressure reducing pipe to the following annular groove Pressure pipe is connected.

Das berührungsfrei sich in der abzudichtenden Durchführung sich bewegende Bauelement kann ein hin- und hergehender Kolben sein, dessen Oberfläche geschliffen und gehohnt ist, wobei die Lauffläche die gleiche Oberflächengüte aufweist.The contact-free itself in the implementation to be sealed moving component can be a reciprocating piston be, the surface is honed and honed, the Tread has the same surface quality.

Es ist weiterhin möglich eine sich drehende Welle abzudichten, deren Oberfläche ebenfalls geschliffen und gehohnt ist, wobei die Lauffläche die gleiche Oberflächengüte aufweist. Zur Sicherung ausreichender Abdichtung können in der Lauffläche zwischen den Ringnuten zusätzliche Dichtelemente angeordnet sein.A rotating shaft is still possible seal, the surface of which is also ground and honed is, the tread has the same surface quality. To ensure adequate sealing can be in the tread additional sealing elements can be arranged between the ring grooves.

Um eine ausreichende Druckreduzierung zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn das Druckreduzierrohr das Verhältnis des Innendurchmessers zur Länge des Druckreduzierrohres wenigstens 1 : 1000 und vorzugsweise 1 : 2500 bis 1 : 3000 beträgt.To achieve sufficient pressure reduction, it is useful if the pressure reducing tube the ratio of Inner diameter to the length of the pressure reducing tube at least 1: 1000 and preferably 1: 2500 to 1: 3000.

Die erfindungsgemäße Lösung wird an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe solution according to the invention is based on exemplary embodiments explained in more detail. In the accompanying drawing shows

Fig. 1 die Vorderansicht einer Sperrflüssigkeitsdichtung mit einem hin- und hergehenden Kolben im Schnitt; Figure 1 is a front view of a sealing liquid seal with a reciprocating piston in section.

Fig. 2 die Vorderansicht einer Sperrflüssigkeitsdichtung mit einer Welle im Schnitt; Figure 2 is a front view of a barrier fluid seal with a shaft in section.

Fig. 3 die Vorderansicht eines Druckreduzierbehälters im Schnitt. Fig. 3 is a front view of a pressure reducing vessel in section.

Eine Sperrflüssigkeitsdichtung 1 ist an einem Druckzylinder 2 mit hohem Innendruck vorzugsweise von 1000 bis 10 000 bar angeordnet. Sie dient zur Abdichtung einer Durchführung für ein sich bewegendes Bauelement. Der Druckzylinder 2 kann beispielsweise zu einem Kompressor, Reaktor, Autoklaven gehören. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein hin- und hergehender Kolben 3, der aus dem Druckzylinder 2 austritt durch die Sperrflüssigkeitsdichtung 1 abgedichtet. Der Antrieb des Kolbens 3 erfolgt dabei durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung. In dem Druckzylinder 2 befindet sich als abzudichtendes Medium vorzugsweise ein Gas, das so abzudichten ist, daß sich zwischen diesem und der Sperrflüssigkeit ein Trennspiegel bildet und beide sich nicht mischen. Die Sperrflüssigkeit ist zweckmäßigerweise ein an sich bekanntes Drucköl. Dabei kann sie nach Einsatzzweck auch aus einem anderen Medium, insbesonders auch aus einer Mischung bestehen.A sealing liquid seal 1 is arranged on a pressure cylinder 2 with a high internal pressure, preferably from 1000 to 10,000 bar. It is used to seal a bushing for a moving component. The pressure cylinder 2 can, for example, belong to a compressor, reactor, autoclave. In the embodiment shown in FIG. 1, a reciprocating piston 3 , which emerges from the pressure cylinder 2, is sealed by the sealing liquid seal 1 . The piston 3 is driven by a drive device, not shown. In the pressure cylinder 2 there is preferably a gas to be sealed, which is to be sealed in such a way that a separating mirror is formed between the latter and the barrier liquid and the two do not mix. The sealing liquid is expediently a pressure oil known per se. Depending on the application, it can also consist of another medium, in particular also of a mixture.

Die Sperrflüssigkeitsdichtung 1 ist vorteilhafterweise durch eine Flanschverbindung an den Druckzylinder 2 lösbar befestigt und in an sich bekannter Weise abgedichtet. Der Kolben 3 bewegt sich in einer Laufbuchse 4, die in einem Stützkörper 5 der Sperrflüssigkeitsdichtung 1 eingeschrumpft ist. Auf der dem Druckzylinder 2 gegenüberliegenden Seite der Sperr flüssigkeitsdichtung 1 kann ebenfalls ein Flansch 6 ange ordnet sein, mit dem diese mit der Antriebsvorrichtung oder einem anderen Bauteil verbunden ist. Die Laufbuchse 4 weist eine Lauffläche 7 mit einer glatten Oberfläche, beispielsweise geschliffen und gehohnt auf. In dieser Lauffläche 7 gleitet der Kolben 3, dessen Oberfläche die gleiche Güte besitzt be berührungsfrei. In der Lauffläche 7 sind in vorbestimmten, vorzugsweise gleichen Abständen Ringnuten 8 angeordnet.The sealing liquid seal 1 is advantageously releasably attached to the pressure cylinder 2 by a flange connection and sealed in a manner known per se. The piston 3 moves in a liner 4 , which is shrunk in a support body 5 of the sealing liquid seal 1 . On the opposite side of the pressure cylinder 2 of the locking liquid seal 1 , a flange 6 can also be arranged with which it is connected to the drive device or another component. The liner 4 has a tread 7 with a smooth surface, for example ground and honed. In this tread 7 , the piston 3 slides, the surface of which has the same quality be non-contact. Annular grooves 8 are arranged in the tread 7 at predetermined, preferably equal, intervals.

Außerhalb der Sperrflüssigkeit 1 befindet sich eine an sich bekannte, in Fig. 1 schematisch dargestellte Druckvorrichtung 9. Diese weist einen Vorratsbehälter für die Sperrflüssigkeit auf. Die Druckvorrichtung 9 ist mit der Sperrflüssigkeitsdichtung 1 über eine Druckleitung 10 verbunden, welche in dem vorderen Teil der ersten Ringnut 8 mündet. Sie ist als erste hinter dem Druckzylinder 2 in der Laufbuchse 4 angeordnet. Durch die Druckvorrichtung 9 wird die Sperrflüssigkeit unter einem Druck in die erste Ringnut 8 eingeleitet, der über dem Druck des abzudichtenden Mediums liegt, um ein Eindringen desselben in die Sperrflüssigkeitsdichtung 1 zu vermeiden. Dabei kann die notwendige Druckdifferenz relativ gering gehalten werden. Über die Druckvorrichtung 9 wird der Druck in der ersten Ringnut 8 konstant gehalten. Bei sich ändernden Drücken in dem Druckzylinder 2 kann der Druck in der Ringnut 8 über eine an sich bekannte, der Druckvorrichtung 9 zugeordnete Regelvorrichtung angepaßt werden.Outside the sealing liquid 1 there is a known printing device 9, shown schematically in FIG. 1. This has a storage container for the sealing liquid. The pressure device 9 is connected to the sealing liquid seal 1 via a pressure line 10 which opens into the front part of the first annular groove 8 . It is the first to be arranged behind the pressure cylinder 2 in the liner 4 . By means of the pressure device 9 , the barrier liquid is introduced into the first annular groove 8 at a pressure which is above the pressure of the medium to be sealed in order to prevent the latter from penetrating into the barrier liquid seal 1 . The necessary pressure difference can be kept relatively low. The pressure in the first annular groove 8 is kept constant via the pressure device 9 . If the pressures in the pressure cylinder 2 change , the pressure in the annular groove 8 can be adapted via a control device known per se and associated with the pressure device 9 .

Im hinteren Bereich der Ringnut 8 ist eine zweite Druckleitung 11 angeordnet. Durch diese tritt das Druckmedium aus der Ringnut 8 aus und fließt zu einem Druckreduzierrohr 13 in einen Druckreduzierbehälter 12. Dieser ist in Fig. 3 dargestellt und wird anhand dieser Figur später in Aufbau und Wirkungsweise beschrieben. In dem Druckreduzierbehälter 12 wird der Druck der Sperrflüssigkeit über ein Druckreduzierrohr 13 (Fig. 3) abgebaut. Dabei ist es natürlich möglich, das Druckreduzierrohr 13 auch ohne Druckreduzierbehälter 12 einzusetzen. Dieser bietet jedoch konstruktive Vorteile. Aus dem Druckreduzierbehälter 12 fließt dann die Sperrflüssigkeit, vorzugsweise ein Drucköl, über eine Druckleitung 14 in den vorderen Teil der zweiten Ringnut 8. Durch den Druckabbau weist die Sperrflüssigkeit in der zweiten Ringnut 8 einen geringeren Druck als in der ersten Ringnut 8 auf. In der Lauffläche 7 können weitere Ringnuten 8, wie in Fig. 1 dargestellt, beispielsweise vier Ringnuten 8 angeordnet sein.A second pressure line 11 is arranged in the rear region of the annular groove 8 . Through this, the pressure medium emerges from the annular groove 8 and flows to a pressure reducing tube 13 in a pressure reducing container 12 . This is shown in Fig. 3 and will be described later with reference to this figure in structure and mode of operation. In the pressure reducing container 12 , the pressure of the sealing liquid is reduced via a pressure reducing tube 13 ( FIG. 3). It is of course possible to use the pressure reducing tube 13 without a pressure reducing container 12 . However, this offers constructive advantages. The barrier liquid, preferably a pressure oil, then flows out of the pressure reducing container 12 via a pressure line 14 into the front part of the second annular groove 8 . Due to the pressure reduction, the barrier liquid in the second annular groove 8 has a lower pressure than in the first annular groove 8 . Further ring grooves 8 , as shown in FIG. 1, for example four ring grooves 8 can be arranged in the running surface 7 .

Jede dieser Ringnuten 8, außer der letzten, ist über die Druckleitung 11 in ihrem hinteren Bereich, durch die die Sperrflüssigkeit abfließt mit dem nächsten Druckreduzierbehälter 12 verbunden. Aus diesem Druckreduzierbehälter 12 fließt die Sperrflüssigkeit dann druckreduziert in den vorderen Bereich der folgenden Ringnut 8. Hierdurch wird der Druck intervallmäßig über die Druckreduzierbehälter 12 von einem Druck der über den Druck des abzudichtenden Mediums in dem Druckzylinder 2 liegt auf einen Druck annähernd oder entsprechend dem Niederdruckbereich reduziert. Dieser Druck entspricht vorzugsweise dem der Außenatmosphäre. Die letzte Ringnut 8 in der Lauffläche 7 liegt im hinteren Teil der Sperrflüssigkeitsdichtung 1. An ihrem hinteren Bereich ist eine Leitung 15 angeordnet. Durch diese fließt unter dem Restdruck oder durch Abpumpen die Sperrflüssigkeit in einen nicht dargestellten Sammelbehälter. Um bei einem eventuellen Druckaufbau das Entstehen eines höheren Druckes und damit ein Entlangfließen der Sperrflüssigkeit zwischen dem Kolben 3 und der Lauffläche 7 zu vermeiden, ist in der Leitung 15 ein Überströmventil 16 und ein Manometer 27 zur Kontrolle angeordnet. Aus dem Sammelbehälter wird die Sperrflüssigkeit in üblicher Weise der Druckvorrichtung 9 zugeführt, so daß ein kostengünstiger und umweltschonender Kreislauf entsteht.Each of these annular grooves 8 , except the last one, is connected to the next pressure reducing container 12 via the pressure line 11 in its rear region, through which the sealing liquid flows. The barrier liquid then flows from this pressure-reducing container 12 into the front area of the following annular groove 8 with reduced pressure. As a result, the pressure is reduced intermittently via the pressure reducing container 12 from a pressure which is above the pressure of the medium to be sealed in the pressure cylinder 2 to a pressure approximately or corresponding to the low pressure range. This pressure preferably corresponds to that of the outside atmosphere. The last annular groove 8 in the tread 7 lies in the rear part of the sealing liquid seal 1 . A line 15 is arranged at its rear area. Through this, the barrier liquid flows under residual pressure or by pumping into a collecting tank, not shown. In order to avoid the occurrence of a higher pressure in the event of a possible build-up of pressure and thus a flow of the sealing liquid between the piston 3 and the running surface 7 , an overflow valve 16 and a pressure gauge 27 are arranged in the line 15 for checking purposes. The sealing liquid is fed from the collecting container in the usual way to the pressure device 9 , so that an inexpensive and environmentally friendly circuit is created.

Die Anzahl der Druckreduzierbehälter 12 entspricht wie in Fig. 1 dargestellt vorzugsweise der Anzahl der Ringnuten 8, so daß in jeder ein spezifischer Druckabbau erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, eine unterschiedliche Anzahl vorzusehen. Es ist dabei möglich, insbesondere im Bereich der ersten Ringnuten 8, beispielsweise zwei Stück einem Druckreduzierbehälter 12 zuzuordnen. Dadurch wird eine doppelte Sicherung erreicht. Eine andere Möglichkeit besteht darin einer Ringnut 8 mehrere hintereinander geschaltete Druckreduzierbehälter zuzuordnen, um einen größeren Druckabbau zu erzielen.As shown in FIG. 1, the number of pressure reducing vessels 12 preferably corresponds to the number of ring grooves 8 , so that a specific pressure reduction can take place in each. However, it is also possible to provide a different number. It is possible, in particular in the area of the first annular grooves 8 , for example to assign two pieces to a pressure reducing container 12 . This ensures a double backup. Another possibility is to assign an annular groove 8 to a plurality of pressure reducing vessels connected in series in order to achieve a greater pressure reduction.

In Fig. 2 ist eine Sperrflüssigkeitsdichtung 1 für eine Welle 17 gezeigt. Die Abdichtung der sich drehenden Welle 17 erfolgt prinzipiell in gleicher Weise, wie sie anhand dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 beschrieben wurde. Die Sperrflüssigkeitsdichtung 1 ist an dem Druckzylinder 2 angeordnet, wobei die Welle 17 in der Lauffläche 7 einer Lagerschale 18, welche der Laufbuchse 4 entspricht, rotiert. In Fig. 2 is a blocking fluid seal 1 is shown for a shaft 17. In principle, the rotating shaft 17 is sealed in the same way as was described using the exemplary embodiment corresponding to FIG. 1. The sealing liquid seal 1 is arranged on the pressure cylinder 2 , the shaft 17 rotating in the running surface 7 of a bearing shell 18 , which corresponds to the liner 4 .

Dabei weisen die Oberflächen von Welle 17 und Lauffläche 7 die gleiche Oberflächengüte vorzugsweise geschliffen und gehohnt wie bei Fig. 1 auf. In der Lauffläche 7 sind ebenfalls Ringnuten 8, die über Druckleitungen 11; 14 mit den ihnen zugeordneten Druckreduzierbehältern 12 in Verbindung stehen, angeordnet. Dabei ist den den Druckabbau dienenden Druckreduzierbehältern 12 eine Druckvorrichtung 9 vorgeschaltet. Dabei ist der Druck der Sperrflüssigkeit in der ersten Ringnut 8 ebenfalls höher, wie der des abzudichtenden Mediums. Die Welle 17 in den Lagern 19 gelagert, die unterschiedlich ausgebildet sein können. In Fig. 2 sind die Lager 19 als Kegel- bzw. Kugellager gezeigt. Im Bereich der Lauffläche 7 dreht sich die Welle 17 berührungsfrei. Am Ende der Sperrflüssigkeitsdichtung 1 ist eine Lagersicherung 26 vorgesehen. Die Welle 17 wird ebenfalls durch eine nicht dargestelle Antriebsvorrichtung angetrieben.The surfaces of shaft 17 and running surface 7 preferably have the same surface quality as honed and honed surfaces as in FIG. 1. In the tread 7 are also annular grooves 8 , the pressure lines 11 ; 14 are connected to the pressure reducing tanks 12 assigned to them. In this case, a pressure device 9 is connected upstream of the pressure reducing vessels 12 which serve to reduce the pressure. The pressure of the barrier liquid in the first annular groove 8 is also higher than that of the medium to be sealed. The shaft 17 is mounted in the bearings 19 , which can be designed differently. In Fig. 2, the bearings 19 are shown as tapered or ball bearings. In the area of the running surface 7 , the shaft 17 rotates without contact. At the end of the sealing liquid seal 1 , a bearing lock 26 is provided. The shaft 17 is also driven by a drive device, not shown.

Zur Erhöhung der Dichtwirkung der Sperrflüssigkeitsdichtung 1 können in der Lauffläche 7 zwischen den über die Druckbehälter 12 beaufschlagten großen Ringnuten 8, kleine Ölauffangsnuten, Labyrinthdichtungen, O-Ringe oder ähnliche bekannte Dichtungen vorgesehen sein. Dabei weisen natürlich die Oberflächen der Laufflächen 7 sowie des Kolbens 3 bzw. der Welle 17 mit hoher Oberflächengüte in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung eine sehr gute Dichtwirkung auf. Die Sperrflüssigkeitsdichtung mit der Druckvorrichtung 9 sowie den sich anschließenden einen intervallmäßigen Druckabbau bewirkenden Druckreduzierbehälter 12 werden ständig entlüftet, um einen Ausfall zu vermeiden.To increase the sealing action of the blocking fluid seal 1 small Ölauffangsnuten, labyrinth seals, O-rings or similar seals known may be provided in the tread 7 between the applied through the pressure vessel 12 large annular grooves 8. The surfaces of the running surfaces 7 and the piston 3 or the shaft 17 with a high surface quality, of course, have a very good sealing effect in connection with the solution according to the invention. The sealing liquid seal with the pressure device 9 and the subsequent pressure reducing container 12 which causes an interval pressure reduction are constantly vented in order to avoid failure.

Der Druckreduzierbehälter 12 ist in Fig. 3 dargestellt. Er weist einen Grundkörper 20 auf, welcher mit einem vorzugsweise zylindrischen Innenraum 21 versehen ist. An seinem oberen Ende ist ein Verschlußteil 22 vorgesehen, welches den Innenraum 21 verschließt. Über das Verschlußteil 22 ist der Druck reduzierbehälter 12 mit der Druckleitung 11 verbunden, wozu dieser mit einem Rohrstutzen versehen ist. In dem Verschlußteil 22 befindet sich eine Bohrung 23 durch die die Sperrflüssigkeit in den Druckreduzierbehälter 12 eintritt. Dabei schließt sich an diese Bohrung 23 das Druckreduzierrohr 13 mit einem im Verhältnis zu seiner Länge geringen Durchmesser an. Das Verhältnis von Durchmesser und Länge liegt in der Regel über 1 : 1000 und vorzugsweise zwischen 1 : 2500 bis 1 : 3000. Es ist hauptsächlich abhängig von dem gewünschten Druckabbau und der zum Einsatz kommenden Sperrflüssigkeit. Dabei ist es auch möglich, die Eigenschaften der Sperrflüssigkeit über ihre Temperatur zu beeinflussen. Damit das Druckreduzierrohr 13, unter Berücksichtigung seiner großen Länge bautechnisch günstig angeordnet werden kann ist es vorteilhaft, es in dem Innenraum 21 des Druckreduzierbehälters 12 in mehreren übereinanderliegenden Spiralen, die wendelförmig miteinander verbunden sind, anzuordnen. Damit ist es möglich, den Innenraum 21 optimal auszunutzen. Der Querschnitt des Druckreduzierrohres 13 ist, vorzugsweise kreisförmig, wobei auch andere Formen wie vieleckig, oval oder in anderer Form möglich sind.The pressure reducing tank 12 is shown in FIG. 3. It has a base body 20 which is provided with a preferably cylindrical interior 21 . At its upper end a closure part 22 is provided which closes the interior 21 . About the closure member 22 , the pressure reducing tank 12 is connected to the pressure line 11 , for which purpose it is provided with a pipe socket. In the closure part 22 there is a bore 23 through which the sealing liquid enters the pressure reducing container 12 . The pressure reducing tube 13 adjoins this bore 23 with a small diameter in relation to its length. The ratio of diameter and length is usually over 1: 1000 and preferably between 1: 2500 to 1: 3000. It is mainly dependent on the desired pressure reduction and the barrier liquid used. It is also possible to influence the properties of the barrier liquid via its temperature. So that the pressure reducing tube 13 , taking into account its great length, can be arranged in a structurally advantageous manner, it is advantageous to arrange it in the interior 21 of the pressure reducing container 12 in a plurality of spirals one above the other, which are helically connected to one another. This makes it possible to make optimal use of the interior 21 . The cross section of the pressure reducing tube 13 is preferably circular, although other shapes such as polygonal, oval or in another shape are also possible.

Wie bereits dargelegt, schließt sich das Druckreduzierrohr 13 an die Bohrung 23 im Verschlußteil 22 an, wobei sein Innendurchmesser etwa dem der Bohrung 23 entspricht. Das untere Ende des Druckreduzierrohres 13 ist offen, so daß die Sperrflüssigkeit nach dem sie das Druckreduzierrohr 13 durchlaufen hat aus diesem in den Innenraum 21 des Druckreduzierbehältnis 12 austritt. Hierdurch baut sich in dem Innenraum 21 ein annähernd gleich hoher Druck, wie am Ende des Druckreduzierrohres 13 auf. Dadurch verringert sich die Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Druckreduzierrohres 13 und seiner äußeren Umgebung. Hierdurch ist es möglich, daß die Wandstärke des Druckreduzierrohres 13 verringert werden kann. In dem Druckreduzierrohr 13 erfolgt der eigentliche Druckabbau in der Sperrflüssigkeit.As already explained, the pressure reducing tube 13 connects to the bore 23 in the closure part 22 , its inside diameter corresponding approximately to that of the bore 23 . The lower end of the pressure reducing tube 13 is open, so that the sealing liquid after it has passed through the pressure reducing tube 13 exits from this into the interior 21 of the pressure reducing container 12 . As a result, an approximately equal pressure builds up in the interior 21 as at the end of the pressure reducing tube 13 . This reduces the pressure difference between the inside of the pressure reducing tube 13 and its outside environment. This makes it possible for the wall thickness of the pressure reducing tube 13 to be reduced. The actual pressure reduction in the sealing liquid takes place in the pressure reducing tube 13 .

Es wurden Versuche durchgeführt, bei dem ein Drucköl bei unterschiedlichen Anfangsdrücken ein derartiges Druckreduzierrohr 13 mit einem Innendurchmesser von 3 mm und einer Länge von 8000 mm durchfließt. Die Versuche brachten die in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßten Ergebnisse:Experiments were carried out in which a pressure oil flows through such a pressure reducing tube 13 with an inner diameter of 3 mm and a length of 8000 mm at different initial pressures. The tests yielded the results summarized in the table below:

Tabelle table

Es wird angenommen, daß der Druckabfall aufgrund einer im Rohr wirkenden Kapillarität auftritt.It is believed that the pressure drop is due to an in the pipe acting capillarity occurs.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Druckreduzierbehälters 12 mit einem Druckreduzierrohr 13 zeigt ebenfalls eine mögliche und bevorzugte Ausführungsform. Es ist beispielsweise möglich, in dem Druckreduzierbehälter 12 zwei Druckreduzierrohre 13 anzuordnen, wobei jedes an einer eigenen Bohrung 23 angeschlossen sein kann.The embodiment shown in FIG. 3 of a pressure reducing container 12 with a pressure reducing tube 13 also shows a possible and preferred embodiment. For example, it is possible to arrange two pressure reducing tubes 13 in the pressure reducing container 12 , each of which can be connected to its own bore 23 .

Im Boden des Druckreduzierbehältnis 12 ist ein mit einer Bohrung 24 versehener Rohrstutzen 25 angeordnet. Über die Bohrung 24 tritt die Sperrflüssigkeit in das Druckrohr 14 aus und fließt über dieses in die zugeordnete Ringnut 8.A pipe socket 25 provided with a bore 24 is arranged in the bottom of the pressure reducing container 12 . The sealing liquid exits through the bore 24 into the pressure pipe 14 and flows via this into the associated annular groove 8 .

Die Versuchsdurchführung zeigt, daß bei abnehmen den Anfangsdruck bei einem gleichen Aufbau eines Druckreduzierbehältnis 12 der Druckabbau sich prozentual verringert. Diesem kann entgegengewirkt werden, in dem der Aufbau Sperrflüssigkeitsdichtung wie bereits dargelegt verändert wird. Es ist aber auch möglich, den Aufbau des Druckreduzierbehälters 12 mit dem in ihm angeordneten Druckreduzierrohr 13 zu verändern. Bei sich verringernden Druck kann dabei ein Druckreduzierrohr 13 mit geringerem Druckdurchmesser und/oder Länge eingesetzt werden, so daß ein entsprechender Druckabbau gesichert wird.The experimental procedure shows that when the initial pressure decreases, the pressure drop decreases as a percentage with the same structure of a pressure reducing container 12 . This can be counteracted by changing the sealing liquid seal construction as already explained. But it is also possible to change the structure of the pressure reducing container 12 with the pressure reducing tube 13 arranged in it. When the pressure decreases, a pressure reducing tube 13 with a smaller pressure diameter and / or length can be used, so that a corresponding pressure reduction is ensured.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

1 Sperrflüssigkeitsdichtung
2 Druckzylinder
3 Kolben
4 Laufbuchse
5 Stützkörper
6 Flansch
7 Lauffläche
8 Ringnut
9 Druckvorrichtung
10 Druckleitung
11 Druckleitung
12 Druckreduzierbehälter
13 Druckreduzierrohr
14 Druckleitung
15 Leitung
16 Überströmventil
17 Welle
18 Lagerschale
19 Lager
20 Grundkörper
21 Innenraum
22 Verschlußteil
23 Bohrung
24 Bohrung
25 Rohrstutzen
26 Lagersicherung
27 Manometer 1 sealing liquid seal
2 printing cylinders
3 pistons
4 liner
5 supporting bodies
6 flange
7 tread
8 ring groove
9 printing device
10 pressure line
11 pressure line
12 pressure reducing tanks
13 pressure reducing tube
14 pressure line
15 line
16 overflow valve
17 wave
18 bearing shell
19 bearings
20 basic bodies
21 interior
22 closure part
23 hole
24 hole
25 pipe sockets
26 Storage lock
27 manometers

Claims

1. Barrier liquid seal for sealing a passage between a high pressure range, preferably from 1000 to 10,000 bar, and a low pressure range, of a contact-free rotating and / or longitudinally reciprocating component arranged in a running surface in the sealing grooves, with a slightly less than one barrier liquid at a higher pressure than the pressure in the high pressure area, so that a separating mirror is formed between the medium to be sealed and the sealing liquid, the sealing liquid being discharged in the direction of the low pressure area and its pressure being reduced to approximately the level of the low pressure area, characterized in that the sealing grooves in the tread ( 7 ) are designed as annular grooves ( 8 ) arranged at a predetermined distance from one another and between these pressure reducing tubes ( 13 ) with a small diameter and a great length for the interval pressure Construction for the barrier liquid are arranged, wherein the annular grooves ( 8 ) and the pressure reducing tubes ( 13 ) are continuously connected to each other and in front of the first annular groove ( 8 ) behind the high pressure area a pressure device ( 9 ) and behind the last annular groove ( 8 ), which is arranged in front of the low-pressure region, there is a collecting container for the sealing liquid connected to the latter.

2. Barrier fluid seal according to claim 1, characterized in that the first annular groove ( 8 ) behind the high pressure area via a pressure line ( 10 ) opening into its front area with the pressure device ( 9 ) and via a pressure line ( 11 ) arranged in its rear area the first pressure reducing pipe (13), and this pressure reducing pipe (13) via a pressure line (14) with the subsequent annular groove (8) in communication with the pressure line (14) is arranged in the front part of the annular groove (8) and in this and the subsequent annular grooves ( 8 ) with the pressure line ( 11 ) respectively arranged in the rear part are connected to the following pressure reducing tube ( 13 ) and with the pressure line ( 14 ) opening in their front part with the preceding pressure reducing tube ( 13 ), in the rear Part of the last annular groove ( 8 ) before the low pressure area, a line ( 15 ), which this with the collecting container for the Sperrfl liquid connects, is arranged.

3. barrier liquid seal according to claim 1, characterized in that a pressure reducing tube ( 13 ) with more than one annular groove ( 8 ) is connected, wherein these annular grooves ( 8 ) are arranged one behind the other in the tread.

4. sealing liquid seal according to claim 1, characterized in that between two successive annular grooves ( 8 ) at least two interconnected pressure reducing tubes ( 13 ) are arranged.

5. barrier liquid seal according to claim 1 to 4, characterized in that the pressure reducing tube ( 13 ) is arranged in a pressure reducing container ( 12 ) having a base body ( 20 ) with an interior ( 21 ) which at its upper end by a closure part ( 22nd ) is closed, and in the closure part a bore ( 23 ) is provided, to which the upper end of the pressure reducing tube ( 13 ) is connected, the pressure reducing tube ( 13 ) in the interior ( 22 ) in a plurality of superimposed spirals which are helically together are connected, is arranged and its lower end opens into the interior ( 22 ), which is provided with an opening through a bore ( 24 ) in the bottom of the pressure reducing container ( 12 ).

6. barrier liquid according to claim 5, characterized in that in the pressure reducing container ( 12 ) at least two pressure reducing tubes ( 12 ) connected in series or side by side are arranged.

7. sealing liquid seal according to claim 1 to 6, characterized in that the pressure reducing vessel ( 12 ) at its upper end has a pipe socket ( 25 ) in which the bore ( 23 ) extends, and on which the annular groove ( 8 ) to the pressure reducing pipe ( 13 ) leading pressure line ( 11 ) is connected and at its bottom a pipe socket ( 25 ) in which the bore ( 24 ) extends and to which the pressure pipe ( 14 ) leading from the pressure reducing pipe ( 13 ) to the following annular groove is connected.

8. barrier liquid seal according to claim 1 to 7, characterized in that the contact-free moving component in the tread ( 7 ) is a reciprocating piston ( 3 ), the surface of which is ground and honed, the tread ( 7 ) being the same Has surface quality.

9. barrier liquid seal according to claim 1 to 7, characterized in that the contact-free moving component in the tread ( 7 ) is a rotating shaft ( 17 ), the surface of which is ground and honed, the tread ( 7 ) having the same surface quality .

10. barrier liquid seal according to claim 1 to 9, characterized in that in the tread ( 7 ) between the annular grooves ( 8 ) additional sealing elements are arranged.

11. barrier liquid seal according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ratio of the inner diameter to the length of the pressure reducing tube ( 13 ) is at least 1: 1000 and preferably 1: 2500 to 1: 3000.