DE4127074A1 - Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinen - Google Patents
Dichtungsanordnung an wellen, insbesondere von unter druck arbeitenden arbeitsmaschinenInfo
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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.
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.
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 |
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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)
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DE (1) | DE4127074A1 (de) |
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