DE4127074A1 - Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen - Google Patents

Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen

Info

Publication number
DE4127074A1
DE4127074A1 DE4127074A DE4127074A DE4127074A1 DE 4127074 A1 DE4127074 A1 DE 4127074A1 DE 4127074 A DE4127074 A DE 4127074A DE 4127074 A DE4127074 A DE 4127074A DE 4127074 A1 DE4127074 A1 DE 4127074A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sealing
seal
arrangement according
pressure
sealing arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4127074A
Other languages
English (en)
Inventor
Erich Bertsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE4127074A priority Critical patent/DE4127074A1/de
Publication of DE4127074A1 publication Critical patent/DE4127074A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/46Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/126Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/128Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps with special means for adducting cooling or sealing fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F2035/35Use of other general mechanical engineering elements in mixing devices
    • B01F2035/351Sealings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung an Wel­ len insbesondere von unter Druck arbeitenden Arbeitsma­ schinen, wie z. B. von Kreiselpumpen oder Rührwerken in der verfahrenstechnischen und/oder chemischen Indu­ strie, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Wellendichtungen spielen in der Verfahrens­ technik eine bedeutende Rolle, da diese Dichtungen in der Lage sein müssen, Stoffe, welche in der Arbeitskam­ mer unter einem beträchtlichen Druck stehen können, zu­ verlässig gegenüber der Umgebung abzuschirmen. Wesent­ liche Kriterien für derartige Dichtungsanordnungen sind eine ausreichende Standzeit und eine hohe Sicherheits­ reserve für den Fall von Prozeßstörungen oder von Dich­ tungsschäden.
Aus DE-A 40 10 769 ist eine derartige Dichtungsanordnung in Form einer Wellendichtung bekannt. Durch eine besondere Gestaltung der Dichtungskörper kann die Kraft, mit der die axial gestaffelten Dichtlippen gegen die sich mit der Welle drehende Dichtungsscheibe gedrückt werden, individuell gesteuert werden, um eine Anpassung an den Druck im Ar­ beits- bzw. Reaktionsraum der Arbeitsmaschine vornehmen zu können. Der Bereich zwischen den beiden elastischen Dichtungen ist an einen Strömungsmittelkreis ange­ schlossen und kann bei Bedarf durch ein durch diesen Bereich fließendes Kühl-Strömungsmittel gekühlt werden.
Es ist auch bereits bekannt, mehrere derartige Dich­ tungsanordnungen axial gestaffelt hintereinander zu schalten, um eine weitere Sicherheitsreserve für den Fall eines plötzlich auftretenden Lecks im Bereich der dem Reaktionsraum zugewandten Dichtungsanordnung be­ reitzustellen.
Wenngleich es mit einer Wellendichtung der eingangs be­ schriebenen Art gelingt, die Flächenpressung der Dich­ tung im Bereich der Dichtlippe exakt zu kontrollieren, so hat sich doch gezeigt, daß der Dichtungsverschleiß, insbesondere bei sehr hohen Druckgefällen im Bereich der dem Reaktionsraum zugewandten Dichtfläche, erheb­ lich ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sich eine erhöhte Stand­ zeit und damit eine höhere Betriebssicherheit der Wel­ lendichtung selbst gegen erhebliche Systemdrücke im Arbeitsraum oder Reaktionsraum ergibt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird über zumindest einen, beispiels­ weise den dem Reaktionsraum zugewandten Dichtungsspalt eine kontrollierte Drosselströmung eines Dicht-Hilfsme­ diums aufgebaut und aufrechterhalten, so daß im Bereich des zumindest einen, ausgewählten Dichtungsspaltes kein unmittelbarer Reibkontakt der Dichtlippe an der gegen­ überliegenden Dichtungsfläche der mit der Welle drehen­ den Scheibe mehr auftritt. Der Dichtungsspalt wird dementsprechend laufend geschmiert und nutzt sich er­ heblich weniger ab als dies bislang der Fall war. Es hat sich gezeigt, daß die Standzeit der betreffenden Dichtung gegenüber herkömmlichen Dichtungen mehr als verdoppelt werden konnte. Das Auswechseln der Dichtun­ gen muß dementsprechend wesentlich weniger häufig als bislang vorgenommen werden, was der Wirtschaftlichkeit der Betriebsweise der Arbeitsmaschine bzw. des verfah­ renstechnischen Reaktors erheblich zugute kommt. Demge­ genüber fällt das durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erforderliche Abführen der über die Dichtlippe fließen­ den Drosselströmung nicht spürbar ins Gewicht, zumal diese Drosselströmung kontrolliert und dementsprechend so stabil ist, daß die Beseitigung des abgedrosselten Dicht-Hilfsmediums keine besonderen vorrichtungs- und/oder schaltungstechnischen Vorkehrungen erfordert. Über den Drosselspalt im Bereich der Dichtlippe kann dabei nach wie vor in einer einzigen Stufe ein hoher Druckabbau erfolgen, so daß es gelingt, Reaktionsräume, die unter sehr hohem Druck stehen, wirkungsvoll auch mittels nur einer Dichtungsstufe gegenüber der Umgebung abzudichten.
Für den Fall, daß über beide Dichtungsspalte eine Dros­ selströmung des Dicht-Hilfsmediums aufrechterhalten wird, wird der Primär-Dichtungsscheibe eine weitere, sekundäre Scheibe nachgeschaltet, über die dann die Ab­ dichtung des mit abgedrosseltem Dicht-Hilfsmedium ge­ speisten Raums gegen die Atmosphäre erfolgt (Anspruch 2). An der weiteren Scheibe wird dementsprechend eine Art Stand-by-Dichtung ausgebildet, die als Sicherheits­ reserve im Normalbetrieb der Arbeitsmaschine quasi drucklos mitläuft, da an dieser Stelle lediglich ein Druckgefälle zwischen der Atmosphäre und dem mit abgedrosseltem Dicht-Hilfsmedium gefüllten Raum an­ liegt.
Dieser mit abgedrosseltem Dicht-Hilfsmedium gefüllte Raum kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eben­ falls bezüglich des Druckniveaus kontrolliert bzw. ge­ steuert werden, wodurch die Drosselströmung zusätzlich beeinflußt wird. In diesem Fall ist es von Vorteil, die der weiteren Scheibe zugeordnete Enddichtung ebenfalls so auszubilden, daß variable Anpreßkräfte erzielbar sind. Bei nicht mehr zulässigem Druckanstieg im Bereich zwischen den beiden, mit der Welle mitdrehenden Dichtungsscheiben wird die Anpreßkraft im Bereich der Stand-by-Dichtung erhöht, um Leckage nach außen sicher auszuschalten.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung eignet sich sowohl für senkrecht stehende Wellen, wie sie bei­ spielsweise bei Rührwerken verwendet werden, als auch für horizontale Wellen, wie sie beispielsweise bei Pum­ pen oder Kreiselpumpen vorliegen. In letzterem Fall kann in vorteilhafter Weise der Differenzdruck inner­ halb des Pumpengehäuses dazu genutzt werden, die über die Dichtungsflächen abgedrosselte Strömungsmittelmenge an Dicht-Hilfsmedium abzuführen, wodurch sich mit sehr geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eine ausrei­ chende Entlastung der Dichtungs-Endstufe erzielen läßt.
Das Dicht-Hilfsmedium kann von einer externen Strö­ mungsmittelquelle bereitgestellt werden, es kann jedoch gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung von dem Strömungsmittel gebildet sein, das im Arbeits­ raum der Maschine vorhanden ist und durch die Dichtung gegen die Atmosphäre abgeschirmt werden soll.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung kann in diesem Fall beispielsweise zum Abdichten der nach außen ge­ führten Wellen von Dampfturbinen verwendet werden. Vor­ zugsweise wird in diesem Anwendungsfall allerdings der Dampfdruck stufenweise über mehrere, hintereinander ge­ schaltete Dichtungsanordnung entspannt und das dabei entstehende Kondensat nach außen abgeleitet.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der elasti­ schen Dichtungen ist Gegenstand der Ansprüche 4 ff. Insbesondere die Weiterbildung nach Anspruch 6 hat den besonderen Vorteil, daß der Anpreßdruck im Bereich der Dichtlippen in weiten Grenzen variierbar ist, so daß das Einsatzspektrum der erfindungsgemäßen Dichtungsan­ ordnung sehr breit gehalten werden kann. Bezüglich der Fixierung der Dichtungen am Gehäuse und der zugehörigen Dichtungsscheiben bezüglich der Welle wird auf DE-A 40 10 769 verwiesen, deren diesbezügliche Offenbarung in die vorliegende Anmeldung vollinhaltlich einbezogen wer­ den soll.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt im Bereich der Wellen­ lagerung für eine Kreiselpumpe mit der er­ findungsgemäßen Dichtungsanordnung; und
Fig. 2 die Dichtungsanordnung separat in vergrö­ ßertem Maßstab.
In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Gehäu­ sedeckel für eine Kreiselpumpe bezeichnet, deren Welle 12 in einer an den Gehäusedeckel angesetzten Lagerträ­ gerlaterne 14 über nicht näher dargestellte Lager dreh­ bar gelagert ist. Die Welle 12 trägt endseitig ein Pum­ penrad 16, das mittels einer Mutter 18 über eine Flach­ dichtung 20 gegen eine Büchse bzw. Wellenschutzhülse 22 gespannt ist, die sich ihrerseits über eine Schulter 24 an einer Wellenstufe 28 abstützt. Die Wellenschutzhülse 22 setzt sich nach der Schulter 24 in einen Fortsatz 26 fort, der sich in einen Bereich erstreckt, in dem die nachfolgend näher zu beschreibende Dichtungsanordnung vorgesehen ist, mit der eine Abdichtung zwischen dem Innenraum 30 der Arbeitsmaschine und der Atmosphäre - auf der rechten Seite gemäß Fig. 1 - vorgenommen wird.
Im gezeigten, konkreten Fall der Kreiselpumpe gibt es im Innenraum 30 zwei Bereiche, nämlich einen Hochdruck­ bereich D und einen Saugdruckbereich S in Achsnähe der Welle 12.
Auf der sich mit der Welle 12 mitdrehenden Wellen­ schutzhülse 22 sitzen axial gestaffelt rotierende Dich­ tungsscheiben 32, 34, die unter Zuhilfenahme von Flach­ dichtungen 36 und Distanzbuchsen 38 mittels einer Spannmutter 40 axial positioniert sind, wobei zwischen der dem Pumpenrad 16 abgewandten Distanzbuchse 38 und der Spannmutter 40 eine Paßscheibe 42 vorgesehen ist.
Der stehende, d. h. gehäusefeste Teil der Dichtungsan­ ordnung hat im wesentlichen zwei Bereiche, nämlich eine mit der Dichtungsscheibe 32 zusammenwirkende Primär­ dichtung und eine mit der Dichtungsscheibe 34 zusammen­ wirkende Sekundär- oder Stand-by-Dichtung, wobei für beide Dichtungen identisch ausgebildete Dichtungskörper 44 verwendet werden. Beispielhaft soll nachfolgend an­ hand der Stand-by-Dichtung der Aufbau des Dichtungskör­ pers näher beschrieben werden:
Die Dichtung besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einer Kunststoff und ein Gleitmittel enthaltenden Mischung. Vorzugsweise kann es sich hier­ bei um ein mit Graphit vermischtes Tetrafluorolefin, insbesondere Tetrafluorethylen handeln. Der Dich­ tungskörper ist von einem rotationssymmetrischen Bau­ teil mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt gebil­ det, dessen Schenkel 46, 48 im wesentlichen planparal­ lel angeordnet sind und dessen Steg 50 balgartig ge­ wellt ist. Der Innenraum 52 der Dichtung wird ver­ schlossen durch einen Distanzring 54, der eine Radial­ bohrung 56 haben kann, die mit strichpunktierter Linie in Fig. 1 angedeutet ist. Über diese Radialbohrung 56 kann eine Beeinflussung des Drucks im Innenraum 52 der Dichtung vorgenommen werden.
Zwischen den einzelnen Dichtungskörpern 44 befinden sich weitere Distanzringe 58. Das aus den Dichtungskör­ pern 44 mit Distanzringen 54 und den Distanzringen 58, 60 bestehende Dichtungspaket wird unter Zuhilfenahme eines Druckflansches oder einer Druckscheibe 62 und mittels mehrerer, in gleichmäßigem Umfangsabstand zu­ einander stehender Spannschrauben 64 gegen den Deckel 10 gespannt, wobei die Abmessungen der Distanzringe 54, 58 und 60 so auf die Formgebung der Dichtungskörper 44 und auf die axiale Dicke der Dichtungsscheiben 32, 34 abgestimmt ist, daß die Dichtungen in der in Fig. 1 gezeigten Position bezüglich der Scheiben 32, 34 zu liegen kommen. Die Lage ist insbesondere so gewählt, daß im entspannten Zustand des jeweiligen Innenraums 52, 52-1, 52-2 der Dichtungen 44, 44-1, 44-2 eine satte Anlage eines Dichtlippenwulstes 66 an der gegenüberlie­ genden Planfläche 68 der zugehörigen Dichtungsscheibe 32, 34 sichergestellt ist (siehe Fig. 2).
Die sich gegenüberliegenden Dichtungs-Funktionsflächen sind mit 70 - auf seiten des Dichtlippenwulstes 66 - und mit 72 - auf seiten der Dichtungsscheiben 32, 34 - bezeichnet.
Nachfolgend wird beschrieben, wie im Bereich der Pri­ märdichtung die Abdichtung des Innenraums 30 der Krei­ selpumpe erfolgt:
Ein Innenraum der dem Kreiselpumpenrotor 16 zugewandten Dichtung 44-1 ist mit 52-1 bezeichnet, während der In­ nenraum der benachbarten Dichtung 44-2 mit 52-2 be­ zeichnet ist. Jedem Innenraum 52-1, 52-2 ist eine Zu­ lauföffnung 74 und ein Ablauf in Form einer Ablaufdüse 76 zugeordnet, wobei Zulauf und Ablauf vorzugsweise an diametral gegenüberliegenden Stellen der Räume liegen. Die Ablaufdüse 76 ist radial von außen in den Distanz­ ring 54-1 bzw. 54-2 geschraubt. Jede Ablaufdüse 76 hat eine Sackbohrung 78, von der eine Querbohrung 80 aus­ geht, die als Drosselbohrung fungiert und in einen Ab­ laufraum 82 mündet, der - beim gezeigten Ausführungs­ beispiel - über ein Kanalsystem 84 mit dem Saugdruckbe­ reich S der Kreiselpumpe in Fluidverbindung steht. Auf der anderen Seite der Distanzscheiben 54-1, 58 und 54-2 ist eine sich auch durch die Schenkel der Dichtungskör­ per 44 hindurcherstreckende Bohrung 86 vorgesehen, die mit dem Hochdruckbereich D der Kreiselpumpe über ein Kanalsystem 88 in Verbindung steht. Die Bohrung 86 ist dementsprechend mit dem Systemdruck der Kreiselpumpe, d. h. mit Hochdruck beaufschlagt. Die Zulauföffnungen 74-1 und 74-2 wirken mit Drosselschrauben 90-1 und 90-2 zusammen, die radial von außen in die betreffenden Di­ stanzringe schraubbar sind, so daß der von der Spitze der Drosselschrauben 90-1, 90-2 und den zugehörigen Zulauföffnungen 74-1 bzw. 74-2 gebildete Drosselquer­ schnitt einstellbar ist.
Bei konstantem Ablaufquerschnitt im Bereich der Dros­ sel-Querbohrung 80-1 bzw. 80-2 läßt sich dementspre­ chend durch Herausdrehen der Drosselschrauben 90-1 bzw. 90-2 der Druck in den Innenräumen 52-1 bzw. 52-2 indi­ viduell einstellen, was dazu führt, daß auch die zuge­ hörige Anpreßkraft AF1 bzw. AF2 zwischen den Dichtungen 44-1 und 44-2 und der sich mit der Welle drehenden Dichtungsscheibe 32 individuell einstellen läßt.
Mit 92 ist ein Raum bezeichnet, der radial außerhalb der Dichtungsscheibe 32 und radial innerhalb der Di­ stanzscheibe 58 liegt. Dieser Raum 92 steht über eine Radialbohrung 94 mit der Bohrung 86 in Verbindung und ist dementsprechend mit Systemdruck im Hochdruckbereich D beaufschlagt. Dieser Systemdruck wirkt auf die der Dichtungsscheibe 32 zugewandten Schenkel der Dichtungs­ körper 44-1, 44-2. Die hierdurch auf die Schenkel ein­ wirkende Fluid-Druckkraft wirkt der Kraft AF1 bzw. AF2 entgegen und hebt für den Fall, daß die Druckkraft die zugehörige Kraft AF1 bzw. AF2 übersteigt, die Dichtlippenwulst 66-1 bzw. 66-2 von der zugehörigen Ra­ dial-Dichtungsfläche der Dichtungsscheibe 32 ab, so daß ein Drossel-Fluidstrom über die Dichtflächenpaarung vom Raum 92 radial nach innen aufgebaut und aufrechterhal­ ten wird.
Der Innendruck in den Dichtungskörpern wird so eingestellt, daß ein Drossel-Fluidstrom im Bereich der Dichtflächenpaarung zumindest auf einer Seite der Dich­ tungsscheibe 32 auftritt, wobei das Druckgefälle zwi­ schen dem Hochdruckbereich mit Systemdruck D und dem Saugdruckbereich S in vorteilhafter Weise zur Stabili­ sierung der die Dichtflächenpaarung schmierenden Fluidströmung genutzt wird. Es sind grundsätzlich drei Mög­ lichkeiten der Druckeinstellung in den Räumen 52-1 und 52-2 möglich:
1. Das Fluid unter Systemdruck im Raum 92 strömt ausschließlich über den Dichtungsspalt der Dichtlippen­ wulst 66-1 in einen Raum 96 radial innerhalb des Dich­ tungskörpers 44-1. Der Druck im Innenhohlraum 52-2 des Dichtungskörpers 44-2 wird so eingestellt, daß die An­ preßkraft AF2 größer ist als die fluidische Druckkraft im Raum 92. Vom Raum 96 strömt das abgedrosselte Fluid entlang der Wellenschutzhülse 22 in den Saugbereich S, d. h. in das Maschineninnere. In diesem Fall wird über den durch den Dichtspalt abgedrosselten Dicht-Hilfsme­ diumstrom die Dichtlippe 66-1 ständig geschmiert und erhält dementsprechend eine größere Lebensdauer.
2. Das Dicht-Hilfsmedium aus dem Raum 92 strömt sowohl über die Dichtflächenpaarung im Bereich der Dichtlippe 66-1 als auch über die Dichtflächenpaarung im Bereich der Dichtlippenwulst 66-2 in einen Steuer­ raum 98 vor der Dichtlippenwulst 66 der Sekundärdich­ tung 44. Dies geschieht wiederum durch geeignete Ein­ stellung der Drosselschraube 90-2, wobei vorzugsweise zur Erleichterung der Justierung die Ablaufdüsen in beiden Dichtungen der Primärdichtung identisch einge­ stellt sind. Auf diese Weise erfolgt über beide Dicht­ flächenpaarungen eine Stabilisierung einer Drossel- Schmierströmung, so daß beide Dichtungen 44-1, 44-2 ei­ ner geringeren Reibkraftbeanspruchung unterworfen sind und dementsprechend eine größere Standzeit erhalten.
Der Steuerraum 98 ist vorzugsweise an ein Niederdruck­ niveau, beispielsweise an die Saugseite der Kreisel­ pumpe 16 angeschlossen, so daß die Sekundärdichtung 44 und dementsprechend die zugehörige Dichtlippenwulst 66 lediglich mit sehr geringer Normalkraft gegen die zuge­ hörige Dichtungs-Funktionsfläche 72 gedrückt werden muß. Folglich bleibt auch die Sekundär- oder Stand-by- Dichtung 44 nur gering belastet, da an dieser Stelle nur eine Abdichtung gegen die Atmosphäre vorgenommen werden muß. Sollte sich im Steuerraum 98 ein unzulässig hoher Druck aufbauen, wird über die Radialbohrung 56 der Innenraum 52 der Dichtung 44 mit einem entsprechend höheren Druck beaufschlagt, wodurch eine zuverlässige Abdichtfunktion wieder sichergestellt ist.
3. Es ist auch möglich, die Drücke in den Innenräu­ men 52-1 und 52-2 so einzustellen, daß eine Drossel-Ab­ strömung des Mediums in der Kammer 92 ausschließlich über den Dichtungsspalt im Bereich der Dichtlippenwulst 66-2 erfolgt und von dort in den Steuerraum 98. In die­ sem Fall unterliegt die Dichtlippe 66-2 einer im Ver­ gleich zur Dichtlippe 66-1 verringerten Abnutzung.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Dicht- Hilfsmedium vom Arbeitsmedium der Arbeitsmaschine, d. h. der Kreiselpumpe selbst bereitgestellt, so daß die Ar­ beitsmaschine bzw. die Kreiselpumpe als interne Druck­ quelle für den Aufbau und die Stabilisierung der Dros­ selströmung über die Dichtflächenpaarung genutzt wird. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Dich­ tungsprinzip auch dann anzuwenden, wenn eine externe Quelle für Dicht-Hilfsmedium vorhanden ist.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung eignet sich auch für die mehrfache Hintereinanderschaltung der Pri­ märdichtungen 44-1, 44-2 und dementsprechend zum stu­ fenweisen bzw. kaskadenartigen Abbau des Druckgefälles an den einzelnen, hintereinander geschalteten Dichtun­ gen. Auf diese Weise gelingt es, selbst höchste System­ drücke über mehrere Stufen und ohne Überbeanspruchungen der Dichtungen zur Atmosphäre hin abzuschirmen, was beispielsweise bei der Abdichtung des Innenraums von Dampfturbinen nach außen in vorteilhafter Weise genutzt werden kann. Hier wird der hohe Druck in Dampfturbinen durch mehrfache Hintereinanderschaltung von Dichtungen stufenweise entspannt und das bei der Entspannung ent­ stehende Kondensat nach außen abgeleitet. Dabei werden alle elastischen Elemente bis hin zur letzten, d. h. Stand-by-Dichtung, durch den Dampf geschmiert bzw. am unmittelbaren Reibkontakt mit der gegenüberliegenden Dichtungs-Funktionsfläche gehindert. Das elastische Dichtungselement der letzten Stufe, d. h. der Sekundär- Dichtung, nutzt sich dabei ebenfalls nur wenig ab, da diese Dichtung lediglich eine geringe Druckstufe bzw. ein geringes Druckgefälle zur Atmosphäre abdichten muß.
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau lassen sich Wellendichtungen für alle Arbeitsmaschinen, insbeson­ dere in der chemischen Verfahrenstechnik, ausstatten, wobei die Sekundärdichtung als Stand-by-Dichtung eine große Sicherheitsreserve bei Prozeß-Fehlsteuerungen bietet. Die Stand-by-Dichtung läuft sozusagen leer mit und nutzt damit kaum ab, so daß sie als Reservedichtung im Notfall zuverlässig in Funktion treten kann.
Die Erfindung schafft somit eine Dichtungsanordnung an Wellen von unter Systemdruck arbeitenden Arbeitsmaschi­ nen, insbesondere von Kreiselpumpen oder Rührwerken beispielsweise der chemischen und/oder verfahrenstech­ nischen Industrie, mit zumindest einer zu beiden Seiten eine Dichtungsfläche ausbildenden, sich mit der Welle drehenden Dichtungsscheibe, gegen die von jeder Seite jeweils eine elastische Dichtung mit steuerbarer Kraft drückbar ist. Zur Anhebung der Standzeit der Dichtung ist den beiden elastischen Dichtungen eine Einrichtung zugeordnet, mit der die Andruckkraft im Bereich der Dichtungsflächen so gesteuert wird, daß eine Drossel­ strömung eines Dicht-Hilfsmediums durch zumindest einen Dichtungsspalt zwischen elastischer Dichtung und Dich­ tungsscheibe aufrechterhalten wird.

Claims (14)

1. Dichtungsanordnung an Wellen insbesondere von un­ ter Druck arbeitenden Arbeitsmaschinen, wie z. B. von Kreiselpumpen oder Rührwerken der chemischen und/oder verfahrenstechnischen Industrie, mit zumindest einer zu beiden Seiten eine Dichtungsfläche ausbildenden, sich mit der Welle drehenden Dichtungsscheibe, gegen die von jeder Seite jeweils eine elastische Dichtung mit steu­ erbarer Kraft drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden elastischen Dichtungen (44-1, 44-2) eine Einrichtung (90-1, 90-2, 76-1, 76-2, 92, 94) zugeordnet ist, mit der die Andruckkraft (AF1, AF2) im Bereich der Dichtungsflächen (70, 72) so gesteuert wird, daß eine Drosselströmung eines Dicht-Hilfsmediums durch zumin­ dest einen Dichtungsspalt zwischen elastischer Dichtung (44-1 bzw. 44-2) und Dichtungsfläche (72) aufrechter­ halten wird.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zumindest einen mit der Welle (12) drehenden Dichtungsscheibe (32) als Dichtungs-End­ stufe eine weitere Dichtungsscheibe (34) nachgeschaltet ist, an der die Abdichtung eines mit abgedrosseltem Me­ dium gespeisten Steuerraums (98) gegen die Atmosphäre erfolgt.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdichtung an der weiteren Dich­ tungsscheibe (34) mittels einer elastischen Dichtung (44) erfolgt, deren Anpreßkraft gegen die Dichtungsflä­ che (68, 72) ebenfalls variabel ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Dichtun­ gen (44, 44-1, 44-2) einen Innenhohlraum (52, 52-1, 52- 2) haben, dem eine einstellbare Zulauf- (74, 90) und Ablaufdrossel (76, 78, 80) zugeordnet ist.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einer Dichtungsscheibe (32) zuge­ ordneten Ablaufdrosseln (76-1, 76-2, 78, 80) im wesent­ lichen gleichen Querschnitt haben.
6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die elastischen Dichtungen (44, 44-1, 44-2) jeweils ein im wesentlichen U-förmiges Profil aufweisen, dessen Schenkel (46, 48) planparallel von einem radial innenliegenden, balgartig ausgebilde­ ten Steg (50) nach außen laufen und dort mittels einer zugehörigen Distanzscheibe (58) stabilisiert sind, wo­ bei einer der Schenkel (46) eine wulstartige Verdickung zur Ausbildung der Dichtlippe (66) aufweist.
7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zulauf- und Ablaufdrosseln je­ weils in der Distanzscheibe (54-1, 54-2) angeordnet sind.
8. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselströmung des Dicht-Hilfsmediums durch zumindest einen Dichtungsspalt vom abzudichtenden Medium gebildet ist.
9. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dicht-Hilfsmedium von einer gesonderten, externen Strömungsmittelquelle bereitgestellt wird.
10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Raum (92) radial außerhalb der Dichtungsscheibe (32) und zwischen den zugeordneten Dichtungsspalten (66-1, 66-2) vom abzudichtendem Medium beaufschlagt ist.
11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die durch den Dichtungsspalt strö­ mende Drosselströmung teilweise in den Arbeitsraum (S) der Arbeitsmaschine zurückgeleitet wird.
12. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Atmo­ sphäre abzudichtende Steuerraum (98) an ein niedrigeres Druckniveau, wie z. B. an die Saugseite einer Kreisel­ pumpe angeschlossen ist.
13. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, axial ge­ staffelte Dichtungsscheiben (32) angeordnet sind, an denen ein kaskadenartiger Abbau des Druckgefälles über die Dichtungsflächen erfolgt.
14. Dichtungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeweils das Druckmedium stromab der dem Arbeitsraum abgewandten Dichtungsfläche in den Raum radial außerhalb der axial benachbarten Dichtungs­ scheibe gespeist wird.
DE4127074A 1991-08-16 1991-08-16 Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen Withdrawn DE4127074A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4127074A DE4127074A1 (de) 1991-08-16 1991-08-16 Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4127074A DE4127074A1 (de) 1991-08-16 1991-08-16 Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4127074A1 true DE4127074A1 (de) 1993-02-18

Family

ID=6438413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4127074A Withdrawn DE4127074A1 (de) 1991-08-16 1991-08-16 Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4127074A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4315856A1 (de) * 1993-05-12 1994-11-24 Erich Bertsch Hydraulischer Radnabenantrieb
EP0644798A1 (de) * 1993-03-01 1995-03-29 General Signal Corporation Mischer anordnungen
DE102009030064A1 (de) * 2009-06-22 2010-12-30 Aerodyn Engineering Gmbh Dichtungsanordnung für eine Welle
US10955056B2 (en) 2018-01-31 2021-03-23 Schoening Gmbh Apparatus for offshore work comprising a gear motor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB619082A (en) * 1946-11-13 1949-03-03 Megator Pumps & Compressors Lt Improvements in stuffing boxes and like sealing devices
DE1035427B (de) * 1956-02-23 1958-07-31 Licentia Gmbh Schleifringdichtung zur Abdichtung eines Kuehlgasraumes gegen den Luftraum bei gasgekuehlten elektrischen Maschinen
GB839880A (en) * 1956-12-12 1960-06-29 Napier & Sons Ltd D Fluid seals between relatively rotating parts
CH364580A (de) * 1958-10-01 1962-09-30 Sulzer Ag Einrichtung zum Abdichten einer aus einem Druckraum herausgeführten Welle mittels eines Sperrmediums
US3334905A (en) * 1964-06-25 1967-08-08 Fmc Corp Multiple stage pump seal
DE2313388A1 (de) * 1972-03-20 1973-10-04 Tec Group Verbesserte mechanische gleitringdichtung
US4632403A (en) * 1983-09-27 1986-12-30 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Stern tube seal device providing a seal about a rotatable shaft
DE4010769A1 (de) * 1989-04-25 1990-10-31 Erich Bertsch Wellendichtung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB619082A (en) * 1946-11-13 1949-03-03 Megator Pumps & Compressors Lt Improvements in stuffing boxes and like sealing devices
DE1035427B (de) * 1956-02-23 1958-07-31 Licentia Gmbh Schleifringdichtung zur Abdichtung eines Kuehlgasraumes gegen den Luftraum bei gasgekuehlten elektrischen Maschinen
GB839880A (en) * 1956-12-12 1960-06-29 Napier & Sons Ltd D Fluid seals between relatively rotating parts
CH364580A (de) * 1958-10-01 1962-09-30 Sulzer Ag Einrichtung zum Abdichten einer aus einem Druckraum herausgeführten Welle mittels eines Sperrmediums
US3334905A (en) * 1964-06-25 1967-08-08 Fmc Corp Multiple stage pump seal
DE2313388A1 (de) * 1972-03-20 1973-10-04 Tec Group Verbesserte mechanische gleitringdichtung
US4632403A (en) * 1983-09-27 1986-12-30 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Stern tube seal device providing a seal about a rotatable shaft
DE4010769A1 (de) * 1989-04-25 1990-10-31 Erich Bertsch Wellendichtung

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0644798A1 (de) * 1993-03-01 1995-03-29 General Signal Corporation Mischer anordnungen
EP0644798A4 (de) * 1993-03-01 1995-08-30 Gen Signal Corp Mischer anordnungen.
DE4315856A1 (de) * 1993-05-12 1994-11-24 Erich Bertsch Hydraulischer Radnabenantrieb
DE102009030064A1 (de) * 2009-06-22 2010-12-30 Aerodyn Engineering Gmbh Dichtungsanordnung für eine Welle
WO2010149131A3 (de) * 2009-06-22 2011-04-28 Aerodyn Engineering Gmbh Dichtungsanordnung für eine welle
CN102272496A (zh) * 2009-06-22 2011-12-07 爱罗丁工程有限公司 轴用密封结构
CN102272496B (zh) * 2009-06-22 2014-03-26 爱罗丁工程有限公司 轴用密封结构
US10955056B2 (en) 2018-01-31 2021-03-23 Schoening Gmbh Apparatus for offshore work comprising a gear motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3016148C2 (de) Hochdruck-Wellendichtung
DE1475886C3 (de) Gleitringdichtung
DE4140833C3 (de) Dichtungsanordnung
DE102008048942B4 (de) Anordnung mit einer Wellendichtung
DE2441520A1 (de) Wellendichtung fuer schraubenrotorverdichter
DE2938477A1 (de) Radialstirnflaechendichtung
DE3039678A1 (de) Gasdichtungsbuchse
EP0789820A1 (de) Dichtungssystem für eine vertikal angeordnete welle
DE4005428A1 (de) Sperrfluessigkeits-dichtungsanordnung bei einem turboverdichter
DE3322582A1 (de) Schieber
DE3819566C2 (de)
EP1019637B1 (de) Radialer schwenkmotor
DE1432776A1 (de) Zentrifugalabscheider
EP0431505B1 (de) Gasgesperrte, kontaktlose Dichtungsanordnung für eine Welle
EP1356221A1 (de) Ringförmige dichtung
WO2013013981A1 (de) Vakuumventil und verschlussglied zum gasdichten schliessen eines fliesswegs mittels einer linearbewegung
DE60300051T2 (de) Wellendichtung
DE69917156T2 (de) Pufferdichtung
DE4127074A1 (de) Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen
DE1525427B1 (de) Wellendichtung mit zwei Gleichringdichtungen
DE3321597C2 (de) Gleitringdichtung
DE60021750T2 (de) Schraubenrotormaschine mit einer einrichtung, um zumindest auf einem rotor einen axialschub auszuüben
DE19631824A1 (de) Kreiselpumpenlagerung mit Axialschubausgleich
DE19722870C2 (de) Gasgeschmierte Gleitringdichtung
DE2600505B2 (de) Hydrostatische Wellenabdichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal