DE4441653C1

DE4441653C1 - Sealing arrangement

Info

Publication number: DE4441653C1
Application number: DE19944441653
Authority: DE
Inventors: Heinz Konrad Prof Dr I Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-23
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: WO1996016286A1

Abstract

The sealing device consists of two lip seals of elastic material fitted one behind the other. The lips of both seals face away from the space (4) to be sealed and form a lubricant-filled buffer space (7). The sealing lip of the inner seal (1) acts as a pressure limiting or reducing valve. The outer seal is relieved of pressure in the prior art manner in that the fluid relieves the lip from inside and at the same time presses from outside via an elastomeric seal (63). The sealing device forms an additional (redundant) shaft seal becoming effective if the main seal should fail. It is used, for example, for sealing toxic or flammable fluids. A self-contained redundant shaft seal can be made by fitting two sealing devices one behind the other.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Dichtungsanordnung zum Abdichten eines umweltgefährdenden Fluids an der Durchtrittsstelle einer Welle aus dem Innenraum eines Ge häuses in einen Außenraum wenn der Innenraum zumindest zeitweilig einen höheren Druck aufweist als der Außenraum. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine als Sicherheits dichtung wirkende Dichtungsanordnung, die mit dem in einem Prozeßraum befindlichen Fluid erst dann beaufschlagt wird, wenn eine zwischen dem Prozeßraum und dem Innenraum angeord nete primäre Wellendichtung undicht wird.The invention relates generally to a sealing arrangement for sealing a environmentally hazardous fluid at the point of passage of a shaft from the interior of a Ge into an outdoor space if the interior at least temporarily has a higher pressure exhibits than the outside space. In particular, the invention relates to security seal acting sealing arrangement with the fluid located in a process space is only applied when one is arranged between the process space and the interior primary shaft seal is leaking.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Innenraum befindliche Fluid am Spalt zwischen der Welle und dem Gehäuse auch dann sicher abzudichten, wenn die primäre Wellen dichtung erst nach einer Betriebszeit von mehreren tausend Stunden versagt und die Dichtungs anordnung dabei plötzlich unter hohem Druck steht. In der Praxis besteht diese Aufgabe bei spielsweise bei verfahrenstechnischen Aggregaten, Pumpen, Rührwerken usw., die toxisches oder brennbares Fluid fördern beziehungsweise mischen. Ein Versagen der Wellendichtung, bei dem große Fluidmengen in die Umgebung austreten, kann zu unübersehbar großen, möglicher weise katastrophalen Folgeschäden führen. Weil grundsätzlich mit dem Versagen einer einzelnen Dichtung zu rechnen ist, muß unter solchen Bedingungen das Wellendichtsystem redundant ausgeführt sein, das heißt, es muß mehrere unabhängig voneinander funktionierende Dichtungen enthalten. Nach dem Stand der Technik werden solche Dichtsysteme häufig aus mehreren, hintereinandergeschalteten Gleitringdichtungen aufgebaut. Oft wird zwischen aufeinanderfolgen de Gleitringdichtungen zur Abführung der Reibwärme und zum Ausspülen einer unvermeidba ren Leckage der primären Wellendichtung ein Sperrfluid eingeleitet. Oft dient das umgewälzte Sperrfluid auch zur Schmierung gleitender Dichtflächen von nachgeschalteten Sicherheits dichtungen, damit diese auch nach langer Laufzeit im Notfall funktionsfähig sind. Neuerdings werden auch Sperrgas-Gleitringdichtungen eingesetzt, die mittels besonders strukturierter Gleit flächen als hydrodynamische Pumpen wirken und beispielsweise ein inertes Gas in den Prozeß raum fördern. Derartige Dichtsysteme verursachen jedoch hohe Kosten, sowohl für die verhält nismäßig teuren Gleitringdichtungen als auch für die gegebenenfalls zur Bereitstellung, Umwäl zung, Kühlung und Reinigung der Sperrfluide erforderlichen Hilfsaggregate und Energien. Als Kompromiß zwischen der Dichtsicherheit und den dafür aufzuwendenden Kosten zu finden, werden in der Praxis auch Dichtsysteme verwendet, bei denen nach einer primären Gleitring dichtung ungekühlte und ungeschmierte Sicherheitsdichtungen angeordnet sind [1].The invention has for its object the fluid located in the interior at the gap seal securely between the shaft and the housing even when the primary shafts seal only fails after an operating time of several thousand hours and the seal arrangement is suddenly under high pressure. In practice, this task is for example in process engineering units, pumps, agitators, etc., the toxic or convey or mix flammable fluid. Failure of the shaft seal, at that large amounts of fluid leak into the environment can be too large, possibly wise catastrophic consequential damage. Because basically with the failure of an individual Under such conditions, the shaft sealing system must be redundant be carried out, that is, there must be several independently functioning seals contain. According to the prior art, such sealing systems are often made up of several Mechanical seals installed in series. It is often between successive de Mechanical seals to dissipate the frictional heat and to rinse out an unavoidable Renal leakage of the primary shaft seal introduced a barrier fluid. Often this is used Barrier fluid also for the lubrication of sliding sealing surfaces of downstream safety seals so that they can continue to function in an emergency even after a long period of use. Recently Sealing gas mechanical seals are also used, which use specially structured sliding surfaces act as hydrodynamic pumps and, for example, an inert gas in the process promote space. However, such sealing systems cause high costs, both for the behavior expensive mechanical seals as well as for the provision, if necessary tion, cooling and cleaning of the barrier fluids required auxiliary units and energy. When To find a compromise between the security of the seal and the costs involved In practice, sealing systems are also used in which a primary sliding ring is used seal uncooled and unlubricated safety seals are arranged [1].

Oft sind dies radiale oder axiale Drosselspalte oder Lippendichtungen. Auf diese Weise können jedoch weder permanente kleine Leckagen noch exzessive Leckagen beim plötzlichen Versagen der Primär dichtung verhindert werden. Auch trocken gleitende Dichtungen, die mit hoher Temperatur laufen und permanent verschleißen, werden als Sicherheitsdichtungen verwendet. Ihre Dicht sicherheit nach langer Laufzeit ist sehr problematisch, wenn bei einem Bruch der primären Gleitringdichtung heiße Dichtkörper einem plötzlichen thermischen und mechanischen Schock ausgesetzt sind.Often these are radial or axial throttling gaps or lip seals. This way, however, neither permanent small leaks still excessive leaks when the primary suddenly fails seal can be prevented. Also dry sliding seals with high temperature run and wear permanently, are used as safety seals. Your sealing Long term security is very problematic if the primary breaks Mechanical seal hot sealing body a sudden thermal and mechanical shock are exposed.

Weiter ist eine Sicherheitsdichtung bekannt, deren Funktion von einer in DE 38 36 506 A1 beschriebenen Dichtungsanordnung ausgeht. Bei dieser in Lit. [2], S. 131/132 beschriebenen Sicherheitsdichtung bildet ein "PTFE-Doppelkantenring" eine im Normalbetrieb abgeschlossene Zwischenkammer. Diese Doppellippendichtung aus PTFE hat zwei entgegengesetzt gerichtete Dichtlippen. Bei einem Ausfall der Primärdichtung wird der PTFE-Doppelkantenring axial bewegt und die Zwischenkammer infolge der Entlastung einer Nebendichtung zum Innenraum hin geöffnet. Die Dichtung hat sich praktisch nicht bewährt, weil die Dichtlippen zu steif und nicht "thermoelastisch" sind, die Dichtung entweder durch Verschleiß oder Wärmedehnung undicht wird und die druckabhängige Öffnungsfunktion ungenau und unzuverlässig ist.Furthermore, a safety seal is known, the function of which is described in DE 38 36 506 A1 described sealing arrangement proceeds. This is described in Ref. [2], pp. 131/132 Safety seal forms a "PTFE double edge ring" one closed in normal operation Intermediate chamber. This double lip seal made of PTFE has two opposing directions Sealing lips. If the primary seal fails, the PTFE double-edged ring becomes axial moves and the intermediate chamber due to the relief of a secondary seal to the interior open towards. The seal has practically not proven itself because the sealing lips are too stiff and are not "thermoelastic", the seal either through wear or thermal expansion is leaking and the pressure-dependent opening function is imprecise and unreliable.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die als Sicherheitsdichtung zuverlässig funktioniert und mit geringem Kostenaufwand hergestellt und betrieben werden kann.The present invention is also based on the object of a sealing arrangement to create the type mentioned that works reliably as a safety seal and with can be manufactured and operated at low cost.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Dichtungsanordnung gemäß Patentan spruch 1 in Form einer erfindungsgemäß neuartigen Kombination bekannter Dichtelemente. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung besteht im wesentlichen aus mindestens zwei hinter einandergeschalteten, vorzugsweise fest mit dem Gehäuse verbundenen, radial elastisch mit Dichtlippen an der Welle anliegenden Wellendichtungen, wobei die Dichtlippen beider Wellen dichtungen vom Innenraum abgewandt und, entlang der von ihnen berührten Mantelfläche der Welle, dem Außenraum zugewandt sind. Eine an den Innenraum angrenzende innere Wellen dichtung und eine an den Außenraum angrenzende äußere Wellendichtung bilden zusammen mit dem sie umgebenden Gehäuse einen Pufferraum, der mindestens teilweise mit Schmierstoff gefüllt ist. Die äußere Wellendichtung ist in bekannter Weise druckentlastet. Durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung wird mit geringem Aufwand eine Sicherheitsdichtung geschaffen, die lange Betriebszeiten ohne Vorschädigung übersteht und beim Ausfall der Primär dichtung sofort zuverlässig abdichtet.According to the invention the object is achieved by a sealing arrangement according to Patentan saying 1 in the form of a novel combination of known sealing elements. The Sealing arrangement according to the invention consists essentially of at least two behind interconnected, preferably firmly connected to the housing, with radially elastic Sealing lips resting on the shaft shaft seals, the sealing lips of both shafts seals facing away from the interior and, along the surface of the Wave facing the outside. An inner wave adjacent to the interior seal and an outer shaft seal adjacent to the outer space form together with The surrounding housing has a buffer space that is at least partially lubricated is filled. The outer shaft seal is relieved of pressure in a known manner. Through the The sealing arrangement according to the invention becomes a safety seal with little effort created that survives long operating times without damage and in the event of failure of the primary seal immediately seals reliably.

Ein wesentlicher Erfindungsgedanke ist, mit der inneren Wellendichtung den Pufferraum zum Innenraum hin völlig abzudichten, solange die Druckdifferenz zwischen Innenraum und Pufferraum kleiner ist als ein einstellbarer Grenzdruck, jedoch die Dichtfunktion der inneren Wellendichtung außer Kraft zu setzen, wenn der Grenzdruck überschritten wird. Dazu wird erfindungsgemäß als innere Wellendichtung eine Lippendichtung verwendet, bei der die Innen seite der Dichtlippe dem Innenraum zugewandt ist. Dadurch wirkt sie wie ein Druckbegrenzungsventil, das beim Überschreiten des Grenzdrucks öffnet, indem die Dichtlippe von der Welle abhebt. Dadurch strömt Fluid vom Innenraum in den nach außen abgedichteten Pufferraum. Zugleich nimmt der Druck im Pufferraum zu und die auf die innere Wellendichtung wirkende Druckdifferenz nimmt ab. Wenn dabei die Druckdifferenz unter den Grenzdruck abfällt, legt sich die innere Wellendichtung wieder dichtend an die Welle an. Im Pufferraum herrscht jetzt ein Druck, der kleiner ist als der Druck im Innenraum, das heißt, die innere Wellen dichtung wirkt auch als Druckreduzierventil. Unter der Voraussetzung, daß die äußere Wellen dichtung dicht ist, strömt also, auch bei einem plötzlichen Anstieg des Drucks im Innenraum, nur eine geringe und begrenzte Fluidmenge vom Innenraum in den Pufferraum. Falls das ein strömende Fluid ein Gas ist, steigt dieses im Pufferraum auf, ohne die Schmierung der Dicht lippen zu beeinträchtigen. Der Grenzdruck ist abhängig von der Form und der radialen Vor spannung der Dichtlippe. Er kann vom Konstrukteur der Wellendichtung auf einen erwünschten Wert eingestellt werden. Die innere Wellendichtung ist vorzugsweise eine Manschette aus Kunststoff, bestehend aus einem mit dem Gehäuse verbundenen radialen Flansch und einer mit diesem zusammenhängenden ausgestülpten Dichtlippe, die an der Welle vorzugsweise mit einer Dichtkante anliegt. Vorzugsweise wird als innere Wellendichtung eine handelsübliche PTFE- Manschette verwendet.An essential idea of the invention is the buffer space with the inner shaft seal to seal completely towards the interior as long as the pressure difference between the interior and Buffer space is smaller than an adjustable limit pressure, but the sealing function of the inner one Override the shaft seal if the limit pressure is exceeded. This will According to the invention used as an inner shaft seal a lip seal in which the inside side of the sealing lip faces the interior. This makes it look like a Pressure relief valve that opens when the limit pressure is exceeded by the sealing lip stands out from the wave. As a result, fluid flows from the interior to the one that is sealed to the outside Buffer space. At the same time, the pressure in the buffer space increases and that on the inner shaft seal effective pressure difference decreases. If doing so the pressure difference below the limit pressure falls off, the inner shaft seal seals against the shaft again. In the buffer room there is now a pressure that is less than the pressure in the interior, that is, the inner waves seal also acts as a pressure reducing valve. Provided that the outer waves seal is tight, it only flows, even if there is a sudden increase in pressure in the interior a small and limited amount of fluid from the interior to the buffer space. If that's one flowing fluid is a gas, it rises in the buffer space without the lubrication of the seal affect lips. The limit pressure depends on the shape and the radial front tension of the sealing lip. The designer of the shaft seal can select a desired one Value can be set. The inner shaft seal is preferably a sleeve Plastic, consisting of a radial flange connected to the housing and a this coherent, flipped out sealing lip, which is preferably attached to the shaft with a Sealing edge rests. A commercially available PTFE seal is preferably used as the inner shaft seal. Cuff used.

In der Praxis wird die Forderung gestellt, daß die Sicherheitsdichtung bei einem plötzlich auftretenden Innenraumdruck von 20 bis 40 bar bei drehenden oder stillstehender Welle minde stens zwei Stunden lang dicht hält. Dies wird erfindungsgemäß realisiert, indem bei der äußeren Wellendichtung ein bekanntes Dichtprinzip angewendet wird. Als äußere Wellendichtung wird eine Lippendichtung verwendet, deren Dichtlippe von der inneren Wellendichtung abgewandt ist, wobei am Übergang vom Pufferraum zum Außenraum eine Gehäusedichtung angeordnet ist, die am Gehäuse und an der äußeren Wellendichtung anliegt und den Spalt zwischen dem Gehäu se und der äußeren Wellendichtung abdichtet. Die Gehäusedichtung überträgt den Druck im Pufferraum auf die Außenseite der Dichtlippe und drängt sie dadurch radial nach innen. Da jedoch auch die Innenseite der Dichtlippe an den Pufferraum grenzt, wird die Dichtlippe radial nach außen gedrängt. Dadurch wird die Dichtlippe von der Anpreßwirkung des Drucks entlastet.In practice, the requirement is that the safety seal suddenly suddenly minimum internal pressure of 20 to 40 bar with rotating or stationary shaft holds tight for at least two hours. This is realized according to the invention by the outer Shaft seal a known sealing principle is applied. As an outer shaft seal used a lip seal, the sealing lip facing away from the inner shaft seal a housing seal is arranged at the transition from the buffer space to the outside space, which lies against the housing and the outer shaft seal and the gap between the housing se and the outer shaft seal. The housing seal transfers the pressure in the Buffer space on the outside of the sealing lip and thereby pushes it radially inwards. There however, the inside of the sealing lip also borders on the buffer space, the sealing lip becomes radial pushed outwards. As a result, the sealing lip is relieved of the pressure effect of the pressure.

Dichtungen mit dieser Wirkungsweise sind beispielsweise aus DE 36 16 689 C1 bzw. EP 0 268 624 bekannt. Unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen an eine Sicher heitsdichtung wird für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung als äußere Wellendichtung vorzugsweise eine von der EP 0268 624 abgeleitete Variante verwendet. Wellendichtungen gemäß EP 0 268 624 sind zweiteilig und bestehen gemäß den dort gewählten Bezeichnungen aus einem "nachgiebigen Dichtungsring" und einem "Spannring aus elastischem Werkstoff". Der Spannring der äußeren Wellendichtung ist ein Dichtring aus Elastomerwerkstoff, vorzugsweise ein O-Ring. Für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung wird vorzugsweise ein Variante gewählt, bei der der "Dichtungsring" der äußeren Wellendichtung eine Manschette aus Kunst stoff ist, bestehend aus einem mit dem Gehäuse verbundenen radialen Flansch und einer mit diesem zusammenhängenden ausgestülpten Dichtlippe, die, vorzugsweise mit einer Dichtkante, an der Welle anliegt.Seals with this mode of action are for example from DE 36 16 689 C1 or EP 0 268 624 known. Taking into account the special requirements for a safe Unit seal is for the sealing arrangement according to the invention as an outer shaft seal preferably a variant derived from EP 0268 624 is used. Shaft seals according to EP 0 268 624 are in two parts and consist of the names chosen there a "flexible sealing ring" and a "tension ring made of elastic material". Of the Clamping ring of the outer shaft seal is a sealing ring made of elastomer material, preferably an o-ring. A variant is preferably used for the sealing arrangement according to the invention chosen, in which the "sealing ring" of the outer shaft seal is a sleeve made of art is fabric, consisting of a radial flange connected to the housing and a this coherent, flipped out sealing lip, which, preferably with a sealing edge, abuts the shaft.

Die als Wellendichtungen verwendeten Manschetten bestehen im Sinne der Wärmebestän digkeit, der chemischen Beständigkeit und zwecks guter Gleiteigenschaften vorzugsweise aus verstärktem Polytetrafluorethylen. Vorzugsweise werden handelsübliche PTFE-Manschetten verwendet. Vorzugsweise werden für die innere und die äußere Wellendichtung baugleiche Manschetten verwendet.The sleeves used as shaft seals exist in the sense of heat resistance strength, chemical resistance and for good sliding properties reinforced polytetrafluoroethylene. Commercial PTFE sleeves are preferred used. Preferably, identical designs are used for the inner and outer shaft seals Cuffs used.

Wenn die Dichtlippe der inneren Wellendichtung beim Ausfall der Primärdichtung sehr schnell öffnet und dabei das Fluid schwallartig mit hoher Geschwindigkeit in den Pufferraum strömt, kann die Dichtlippe der äußeren Wellendichtung vom Impuls des auftreffenden Fluids geöffnet und die äußere Wellendichtung kurzzeitig undicht werden. Um dies zu verhindern können erfindungsgemäß im Pufferraum nahe der Wellenoberfläche Strömungsbarrieren ange ordnet werden. Sie bestehen beispielsweise aus einem sehr engen Spalt, der von einem mit dem Gehäuse verbundenen Trennsteg und einer mit der Welle verbundenen Zylinderfläche gebildet wird. Alternativ kann als Barriere eine mit dem Gehäuse verbundene und an der Welle anliegen den weitere Wellendichtung im Pufferraum angeordnet sein. Die Drosselwirkung des Trennstegs bzw. der weiteren Wellendichtung hat zur Folge, daß der die Dichtlippe belastende Druck im Pufferraum im Bereich der Gehäusedichtung ansteigt, bevor ein entlastender Druckimpuls die Innenseite der Dichtlippe der äußeren Wellendichtung erreicht.If the sealing lip of the inner shaft seal is very bad if the primary seal fails opens quickly and the fluid gushes into the buffer space at high speed flows, the sealing lip of the outer shaft seal from the impulse of the impinging fluid opened and the outer shaft seal briefly leaks. To prevent this can flow barriers according to the invention in the buffer space near the shaft surface be classified. For example, they consist of a very narrow gap, which is from one with the Housing connected separator and a cylindrical surface connected to the shaft becomes. Alternatively, a barrier connected to the housing and abutting the shaft can serve as a barrier the further shaft seal can be arranged in the buffer space. The throttling effect of the separator or the further shaft seal has the result that the pressure loading the sealing lip in Buffer space in the area of the housing seal rises before a relieving pressure pulse Reached inside the sealing lip of the outer shaft seal.

Der von den Wellendichtungen und dem Gehäuse gebildete Pufferraum ist vorzugsweise wenigstens zum Teil mit einem Schmiermittel (Wasser, Öl, Fett usw.) gefüllt. Damit wird lang fristig ein reibungsarmer und verschleißfreier Lauf der Wellendichtungen erfindungsge mäßen Dichtungsanordnung sichergestellt. Solange der Druck im Innenraum unter dem Grenz druck bleibt, herrscht im Pufferraum ein niederer Druck, in der Regel annähernd der Druck des Außenraums. Bei Verlust von Schmiermittel durch eine geringfügige Leckage der Wellen dichtungen kann Schmiermittel nachgespeist werden, vorzugsweise aus einem mit dem Puffer raum verbundenen druckfesten Reservoir. Falls aus wirtschaftlichem Grund ein Reservoir ver wendet werden soll, das dem möglichen Druck im Pufferraum nicht widersteht, wird zwischen dem Pufferraum und dem Reservoir ein den Rückfluß vom Pufferraum in das Reservoir verhin derndes Absperrorgan (Rückflußventil) eingebaut.The buffer space formed by the shaft seals and the housing is preferred at least partially filled with a lubricant (water, oil, grease, etc.). This is getting long timely a low-friction and wear-free running of the shaft seals according to the invention proper sealing arrangement ensured. As long as the pressure in the interior is below the limit pressure remains, there is a low pressure in the buffer space, usually approximately the pressure of the Outside space. If lubricant is lost due to slight shaft leakage Seals can be replenished with lubricant, preferably from a buffer space-connected pressure-resistant reservoir. If a reservoir ver should be used that does not withstand the possible pressure in the buffer space, between the buffer space and the reservoir prevent the backflow from the buffer space into the reservoir dernd shut-off device (backflow valve) installed.

Infolge ihrer kompakten Bauweise und der Druckbelastbarkeit ihrer äußeren Wellendichtung ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung nicht lediglich als Sicherheits dichtung sondern auch als produktseitige primäre Wellendichtung einzusetzen. Erfindungsgemäß bilden somit zwei hintereinandergeschaltete, nach den Patentansprüchen 1 bis 12 ausgeführte, Dichtungsanordnungen eine komplette Wellendichtung. Die erste, produktseitige Dichtungsan ordnung ersetzt die bisher übliche Gleitringdichtung; die zweite, nachgeschaltete Dichtungs anordnung wirkt beim Ausfall der produktseitigen Dichtungsanordnung als Sicherheitsdichtung. Eine derartig gestaltete komplette Wellendichtung ist gegenüber herkömmlichen Dichtsystemen kostengünstiger und beansprucht weniger Bauraum. Darüber hinaus ist ihre Sicherheitsfunktion zuverlässiger als bei Verwendung herkömmlicher Sicherheitsdichtungen. Dabei sind erfindungs gemäß zwei unterschiedliche Arten des Betriebs möglich. Bei der ersten Betriebsart wird der Pufferraum mit einem Raum verbunden (beispielsweise mit der Saugleitung der Pumpe), dessen Druck niederer ist als der des Produktraums. Der Grenzdruck der inneren - in diesem Fall pro duktseitigen - Wellendichtung ist so eingestellt, daß ihre Dichtlippe infolge des Drucks im Produktraum von der Welle abhebt und das Fluid zur Kühlung der äußeren Wellendichtung gedrosselt in den Pufferraum einströmen läßt. Bei der zweiten Betriebsart wird der Pufferraum einerseits mit einem Raum verbunden (beispielsweise mit der Druckleitung der Pumpe), dessen Druck höher ist als der des Produktraums und auf der anderen Seite mit einem Raum verbunden, dessen Druck niederer ist als der des Produktraums. Die innere Wellendichtung wird dadurch geringfügig druckbelastet und dichtet permanent ab und das Fluid durchströmt zum Zwecke der Kühlung den Pufferraum.Due to their compact design and the pressure resistance of their outer shaft seal it is also possible to use the sealing arrangement according to the invention not only as a security seal but also to be used as a primary shaft seal on the product side. According to the invention thus form two cascaded, designed according to claims 1 to 12, Seal assemblies a complete shaft seal. The first product-side seal order replaces the previously used mechanical seal; the second, downstream seal The arrangement acts as a safety seal in the event of failure of the sealing arrangement on the product side. A complete shaft seal designed in this way is compared to conventional sealing systems less expensive and takes up less space. In addition, its security function more reliable than when using conventional safety seals. Here are fiction possible according to two different types of operation. In the first operating mode, the Buffer room connected to a room (for example with the suction line of the pump), the Pressure is lower than that of the product room. The internal pressure limit - in this case, pro Duct side - shaft seal is set so that its sealing lip due to the pressure in the Product space lifts off the shaft and the fluid for cooling the outer shaft seal can flow throttled into the buffer space. In the second operating mode, the buffer space on the one hand connected to a room (for example with the pressure line of the pump), the Pressure is higher than that of the product room and on the other hand connected to a room, whose pressure is lower than that of the product room. The inner shaft seal is thereby slightly pressurized and permanently seals and the fluid flows through for the purpose of Cooling the buffer space.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele veranschaulicht.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which illustrated advantageous embodiments.

Es zeigen die Fig. 1 bis 7 je einen bis zur Wellenachse geführten radialen Längsschnitt (Halbschnitt) durch eine Dichtungsanordnung, nämlich1, there is shown in FIGS. 7 to each one to the shaft axis out radial longitudinal section (half cut) by a sealing arrangement, namely

Fig. 1 eine Ausführungsform mit einer inneren und einer äußeren Wellendichtung, Fig. 1 shows an embodiment with an inner and an outer shaft seal,

Fig. 2 eine Ausführungsform mit zwei gleichen Manschetten als Wellendichtungen, Fig. 2 shows an embodiment with two equal cuffs as shaft seals,

Fig. 3 eine Ausführungsform mit zwei gleichartigen Manschetten, abgesetzter Welle und einem Zwischensteg, Fig. 3 shows an embodiment with two similar collars, stepped shafts and an intermediate web,

Fig. 4 eine Ausführungsform mit drei Manschetten und abgesetzter Welle Fig. 4 shows an embodiment with three cuffs and stepped shaft

Fig. 5 eine Ausführungsform als Sicherheitsdichtung in Verbindung mit einer Gleitringdich tung als Primärdichtung, und Fig. 5 shows an embodiment as a safety seal in connection with a mechanical seal as a primary seal, and

Fig. 6 sowie 7 eine Hintereinanderschaltung von zwei erfindungsgemäßen Dichtungsanordnungen je zwei Manschetten und je einem Zwischensteg. FIGS. 6 and 7 a series connection of two inventive seal assemblies two cuffs and an intermediate web ever.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung, bestehend aus einer an den Innenraum 4 angrenzenden inneren Wellendichtung 1 und einer an den Außenraum 5 angrenzenden äußeren Wellendichtung 2. Die Wellendichtungen sind rotationssymmetrisch zur Achse 30 der Welle 3. Die innere Wellendichtung 1 hat eine radial elastisch vorgespannte Dicht lippe 11, die dichtend an der Welle bzw. an der mit der Welle verbundenen Zylinderfläche 31 anliegt. Die äußere Wellendichtung 2 hat eine radial elastisch vorgespannte Dichtlippe 21, die dichtend an der Welle bzw. an der mit der Welle verbundenen Zylinderfläche 31 anliegt. Die Anlagestellen der Wellendichtungen an der Welle und innere Wandflächen des Gehäuses 6 grenzen den Pufferraum 7 ein. Kanäle 71 verbinden verschiedene Bereiche des Pufferraums. Die innere Wellendichtung 1 liegt am Übergang vom Innenraum 4 zum Pufferraum 7 dichtend am Gehäuse 6 an. Vorzugsweise ist der Übergang mittels einer Dichtung 66 abgedichtet. Das Ende 13 der Dichtlippe 11 der inneren Wellendichtung 1 ist der äußeren Wellendichtung 2 zugewandt. Das Ende 23 der Dichtlippe 21 der äußeren Wellendichtung 2 ist von der inneren Wellen dichtung 1 abgewandt, das heißt, beide Dichtlippen weisen in dieselbe Richtung, nämlich entlang der Wellenoberfläche zum Außenraum 5 hin. Am Übergang vom Pufferraum 7 zum Außenraum 5 dichtet eine elastische Gehäusedichtung 63 den Spalt 62 zwischen dem Gehäuse 6 und dem Ende 23 der Dichtlippe 21 der äußeren Wellendichtung 2 ab, indem sie an der Fläche 64 des Gehäuses 6 und an der Außenfläche 25 der Dichtlippe 21 dichtend anliegt. Der an den Außen raum grenzende Dichtrand 22 der die Zylinderfläche 31 berührenden Dichtfläche 24 der Dicht lippe 21 liegt nahe an dem an den Außenraum grenzenden Außenrand 65 der gemeinsamen Dichtfläche der Gehäusedichtung 63 und des Gehäuses 6. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen dem Dichtrand 22 und dem Außenrand 65 höchstens 2 Millimeter. Die Dichtlippe der äußeren Wellendichtung ist von innen und von außen mit dem Druck des Pufferraums beauf schlagt. Durch Anwendung dieses an sich bekannten Prinzips der Druckentlastung nimmt die Anpressung der Dichtlippe 21 an die Welle bei steigendem Druck im Pufferraum nur geringfügig zu, das heißt, die Reibung, die Erwärmung und der Verschleiß der äußeren Wellendichtung 2 ist nahezu unabhängig davon, welcher Druck im Pufferraum herrscht. Fig. 1 shows schematically a sealing arrangement according to the invention, consisting of a layer adjacent to the interior 4 of the inner shaft seal 1 and a position adjacent to the outer space 5 outer shaft seal 2. The shaft seals are rotationally symmetrical to the axis 30 of the shaft 3 . The inner shaft seal 1 has a radially elastically biased sealing lip 11 , which bears sealingly on the shaft or on the cylinder surface 31 connected to the shaft. The outer shaft seal 2 has a radially elastically prestressed sealing lip 21 , which bears sealingly on the shaft or on the cylinder surface 31 connected to the shaft. The contact points of the shaft seals on the shaft and inner wall surfaces of the housing 6 limit the buffer space 7 . Channels 71 connect different areas of the buffer space. The inner shaft seal 1 bears sealingly on the housing 6 at the transition from the interior 4 to the buffer space 7 . The transition is preferably sealed by means of a seal 66 . The end 13 of the sealing lip 11 of the inner shaft seal 1 faces the outer shaft seal 2 . The end 23 of the sealing lip 21 of the outer shaft seal 2 faces away from the inner shaft seal 1 , that is, both sealing lips point in the same direction, namely along the shaft surface to the outer space 5 . At the transition from the buffer space 7 to the outer space 5, an elastic housing seal 63 seals the gap 62 between the housing 6 and the end 23 of the sealing lip 21 of the outer shaft seal 2 by contacting the surface 64 of the housing 6 and the outer surface 25 of the sealing lip 21 fits tightly. The sealing edge 22 bordering the outer space of the sealing surface 24 of the sealing lip 21 touching the cylindrical surface 31 is close to the outer edge 65 bordering the outer space of the common sealing surface of the housing seal 63 and the housing 6 . The distance between the sealing edge 22 and the outer edge 65 is preferably at most 2 millimeters. The sealing lip of the outer shaft seal is pressurized from the inside and outside with the pressure of the buffer space. By applying this known principle of pressure relief, the pressure of the sealing lip 21 on the shaft increases only slightly with increasing pressure in the buffer space, that is, the friction, heating and wear of the outer shaft seal 2 is almost independent of the pressure in the There is buffer space.

Fig. 2 zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungsan ordnung mit der inneren Wellendichtung 1, der äußeren Wellendichtung 2 und der Gehäuse dichtung 63, die zusammen mit dem Gehäuse 6 den Pufferraum 7 bilden. Der Teil des Puffer raums zwischen den Dichtlippen 11 und 21 der Wellendichtungen ist mit dem die Gehäuse dichtung 63 umgebenden Teil des Pufferraums durch Kanäle 71 verbunden. Die Wellendich tungen sind vorzugsweise baugleiche Manschetten aus Kunststoff, vorzugsweise aus verstärktem Polytetrafluorethylen. Die Flansche 12 bzw. 26 der Manschetten sind am Gehäuse befestigt. Vorzugsweise ist der Übergang vom Innenraum 4 zum Pufferraum 7 an der Stelle, an der die innere Wellendichtung am Gehäuse 6 anliegt, mittels einer Dichtung 66 abgedichtet. Die Enden 13 bzw. 23 der Dichtlippen 11 bzw. 21 weisen in dieselbe Richtung, nämlich entlang der Wellenoberfläche zum Außenraum 5 hin. Die Dichtlippen liegen dichtend an der Welle an, vorzugsweise mittels einer an die Dichtlippe angeformten Dichtkante. Die Gehäusedichtung 63 liegt im Bereich des Übergangs vom Flansch 26 zur Dichtlippe 21 an der äußeren Wellendich tung dichtend an. Die Gehäusedichtung liegt auch an der Stirnfläche 64 des Gehäuses 6 dichtend an und dichtet somit den Spalt 62 zwischen dem Gehäuse und dem Ende 23 der Dichtlippe 21 ab. Fig. 2 shows a preferred embodiment of a seal arrangement according to the invention with the inner shaft seal 1 , the outer shaft seal 2 and the housing seal 63 , which together with the housing 6 form the buffer space 7 . The part of the buffer space between the sealing lips 11 and 21 of the shaft seals is connected to the housing seal 63 surrounding part of the buffer space through channels 71 . The shaft seals are preferably identical sleeves made of plastic, preferably made of reinforced polytetrafluoroethylene. The flanges 12 and 26 of the sleeves are attached to the housing. The transition from the interior 4 to the buffer space 7 is preferably sealed by means of a seal 66 at the point at which the inner shaft seal rests on the housing 6 . The ends 13 and 23 of the sealing lips 11 and 21 point in the same direction, namely along the shaft surface to the outer space 5 . The sealing lips lie sealingly on the shaft, preferably by means of a sealing edge molded onto the sealing lip. The housing seal 63 lies in the area of the transition from the flange 26 to the sealing lip 21 on the outer shaft sealing device. The housing seal also lies sealingly on the end face 64 of the housing 6 and thus seals the gap 62 between the housing and the end 23 of the sealing lip 21 .

Fig. 3 zeigt eine weitere vorzugsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dich tungsanordnung, die sich von der Ausführungsform der Fig. 2 lediglich durch die folgenden Merkmale unterscheidet: Die innere Wellendichtung berührt die Welle an einer Zylinderfläche 31 mit dem Durchmesser D1. Die äußere Wellendichtung berührt die Welle an einer Zylinder fläche 32 mit dem Durchmesser D2, der kleiner ist als D1. Zwischen der inneren Wellendichtung und der äußeren Wellendichtung befindet sich der Trennsteg 8, der mit der Zylinderfläche 32 den engen Spalt 38 bildet. Der Wellenabsatz vom Durchmesser D1 auf den Durchmesser D2 und der Trennsteg bewirken, daß beim Durchtritt von Fluid aus dem Innenraum 4 durch den infolge einer Druckdifferenz entstandenen Spalt zwischen der Dichtlippe der inneren Wellendichtung ein direkter Aufprall des Fluidstrom auf die Innenfläche der Dichtlippe der äußeren Wellendichtung nicht erfolgen kann. Der Wellenabsatz und die Drosselwirkung des Spalts 38 haben zur Folge, daß der Druck im Bereich 70 des Pufferraums ansteigt, bevor ein Druckimpuls die Innenfläche der Dichtlippe der äußeren Wellendichtung erreicht. Damit ist auch im Moment des Einströmens von Fluid aus dem Innenraum in den Pufferraum eine hinreichend große radiale Anpressung der Gehäusedichtung 63 an die äußere Wellendichtung und damit auch eine hinreichend große radiale Anpressung der äußeren Wellendichtung an die Welle gewährleistet. Eine übermäßige Entlastung und die möglicherweise daraus resultierende kurzfristige Undichtheit der äußeren Wellendichtung wird somit vermieden. Fig. 3 shows a further preferred embodiment of a sealing arrangement according to the invention, which differs from the embodiment of FIG. 2 only by the following features: the inner shaft seal touches the shaft on a cylinder surface 31 with the diameter D1. The outer shaft seal touches the shaft on a cylinder surface 32 with the diameter D2, which is smaller than D1. The separating web 8 , which forms the narrow gap 38 with the cylinder surface 32, is located between the inner shaft seal and the outer shaft seal. The shaft shoulder from the diameter D1 to the diameter D2 and the separating web have the effect that a direct impact of the fluid flow on the inner surface of the sealing lip of the outer shaft seal does not occur when fluid passes from the interior 4 due to the gap between the sealing lip of the inner shaft seal resulting from a pressure difference can be done. The shaft shoulder and the throttling action of the gap 38 result in the pressure in the region 70 of the buffer space increasing before a pressure pulse reaches the inner surface of the sealing lip of the outer shaft seal. This ensures a sufficiently large radial pressure of the housing seal 63 on the outer shaft seal and thus also a sufficiently large radial pressure of the outer shaft seal on the shaft even at the moment of inflow of fluid from the interior into the buffer space. Excessive relief and the possibly resulting short-term leakage of the outer shaft seal is thus avoided.

Fig. 4 zeigt eine weitere vorzugsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dich tungsanordnung die sich von der Ausführungsform der Fig. 3 lediglich durch die folgenden Merkmale unterscheidet: Zwischen der inneren Wellendichtung 1 und dem Wellenabsatz ist eine mit dem Gehäuse 6 verbundene weitere Wellendichtung 81 in Form einer Manschette angeord net. Das Ende der Dichtlippe der weiteren Wellendichtung 81 ist der äußeren Wellendichtung 2 zugewandt. In gleicher Weise wie der Trennsteg 8 bewirkt die weitere Wellendichtung, daß beim Durchtritt von Fluid aus dem Innenraum 4 durch den Spalt zwischen der Dichtlippe der inneren Wellendichtung 1 ein direkter Aufprall des Fluidstrom auf die Innenfläche der Dichtlippe der äußeren Wellendichtung nicht erfolgen kann. Da sie beidseitig an den Pufferraum angrenzt, hat die weitere Wellendichtung keine Abdichtfunktion. Sie ist vielmehr eine besonders wirksame Strömungsbarriere zum Abweisen von Fluid, das mit hoher Geschwindigkeit entlang der Zylinderfläche 31 vom Innenraum 4 durch die kurzzeitig geöffnete innere Wellendichtung 1 in den Pufferraum strömt. Selbstverständlich können die demselben Zweck dienenden Merkmale, nämlich eine weitere Wellendichtung 81, ein Wellenabsatz und ein Trennsteg 8 jeweils für sich allein oder in beliebiger, jeweils zweckmäßiger Kombination angeordnet werden. Fig. 4 shows a further preferred embodiment of a sealing arrangement according to the invention which differs from the embodiment of FIG. 3 only by the following features: Between the inner shaft seal 1 and the shaft shoulder is a further shaft seal 81 connected to the housing 6 in the form of a sleeve arranged. The end of the sealing lip of the further shaft seal 81 faces the outer shaft seal 2 . In the same way as the separating web 8 , the further shaft seal causes a direct impact of the fluid flow against the inner surface of the sealing lip of the outer shaft seal when the fluid passes from the interior 4 through the gap between the sealing lip of the inner shaft seal 1 . Since it borders the buffer space on both sides, the additional shaft seal has no sealing function. Rather, it is a particularly effective flow barrier for repelling fluid that flows at high speed along the cylindrical surface 31 from the interior 4 through the briefly opened inner shaft seal 1 into the buffer space. Of course, the features serving the same purpose, namely a further shaft seal 81 , a shaft shoulder and a separating web 8 can each be arranged individually or in any suitable combination.

Fig. 5 zeigt - in Verbindung mit einer primären Prozeßdichtung in Form einer Gleitring dichtung - eine weitere vorzugsweise Ausführungsform einer als Sicherheitsdichtung wirkenden erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Das Maschinengehäuse 90 (Gehäuse einer Pumpe, eines Rührwerks etc.) bildet den mit einem beispielsweise brennbaren oder toxischen Prozeß fluid gefüllten Prozeßraum 40. Der Durchtritt der Welle aus dem Prozeßraum in den Innenraum 4 ist primär mittels einer Gleitringdichtung, bestehend aus dem rotierenden, federangepreßten Gleitring 92 und dem stationären Gegenring 91 abgedichtet. Die Gleitringdichtung wird vom Prozeßfluid gekühlt, das seitlich durch Anschlüsse 94 zugeführt wird. In den Innenraum 4 hinter dem Gegenring 91 strömt die in der Regel geringfügige Leckage der Gleitringdichtung (Primär leckage). Gegebenenfalls wird diese Leckage über Anschlüsse 93 kontrolliert abgeleitet. In der Regel herrscht im Innenraum 4 gegenüber dem Außenraum ein geringer Überdruck, beispiels weise 0,5 bis 1 bar. Die Dichtlippe der inneren Wellendichtung 1 der im Gehäuse 6 angeordne ten erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung liegt an der Zylinderfläche 31 der Wellenhülse 33 dichtend an. Die Wellenhülse ist mittels von Verbindungselementen 34 mit der Welle 3 verbun den und mit dem O-Ring 35 abgedichtet. Die Dichtlippe der äußeren Wellendichtung 2 liegt ebenfalls an der Zylinderfläche 31 dichtend an. Die Gehäusedichtung, vorzugsweise ein O-Ring, liegt an der äußeren Wellendichtung und am Gehäuse 6 an und dichtet somit den Spalt 62 ab. Die Flansche der als Manschetten ausgebildeten inneren und äußeren Wellendichtung sind zusammen mit dem Zwischenring 82 und dem Druckring 73 durch Umbördeln des Randes einer Zwischenhülse 72 zusammengehalten. Der Zwischenring 82 bildet über einen Teil seiner Länge einen engen Spalt zur Zylinderfläche 31. Der Flansch der inneren Wellendichtung 1 ist zum Innenraum an der Zwischenhülse 72 mittels eines elastischen Dichtrings 66 abgedichtet. Die Zwischenhülse ist zum Innenraum an ihrer Stirnseite mittels eines O-Rings abgedichtet. Die Zwischenhülse 72 bildet zusammen mit der Wellenhülse 33 eine Labyrinthspaltdichtung 74, die im Falle eines plötzlichen Versagens der Gleitringdichtung den Zustrom zur inneren Wellen dichtung 1 drosselt. Anschlüsse 68 ermöglichen die Verbindung des Pufferraums 7 mit einem Schmierstoffreservoir. Fig. 5 shows - in connection with a primary process seal in the form of a mechanical seal - another preferred embodiment of a sealing arrangement according to the invention acting as a safety seal. The machine housing 90 (housing of a pump, an agitator, etc.) forms the process space 40, which is fluidly filled with, for example, a combustible or toxic process. The passage of the shaft from the process space into the interior 4 is primarily sealed by means of a mechanical seal consisting of the rotating, spring-pressed seal ring 92 and the stationary counter ring 91 . The mechanical seal is cooled by the process fluid, which is supplied laterally through connections 94 . The generally minor leakage of the mechanical seal (primary leakage) flows into the interior 4 behind the counter ring 91 . If necessary, this leakage is drained off via connections 93 . In general, there is a slight excess pressure in the interior 4 compared to the exterior, for example 0.5 to 1 bar. The sealing lip of the inner shaft seal 1 of the sealing arrangement according to the invention, arranged in the housing 6 , lies sealingly against the cylindrical surface 31 of the shaft sleeve 33 . The shaft sleeve is verbun by means of connecting elements 34 with the shaft 3 and sealed with the O-ring 35 . The sealing lip of the outer shaft seal 2 also bears sealingly on the cylinder surface 31 . The housing seal, preferably an O-ring, rests on the outer shaft seal and on the housing 6 and thus seals the gap 62 . The flanges of the inner and outer shaft seals designed as sleeves are held together with the intermediate ring 82 and the pressure ring 73 by flanging the edge of an intermediate sleeve 72 . The intermediate ring 82 forms a narrow gap to the cylinder surface 31 over part of its length. The flange of the inner shaft seal 1 is sealed to the interior on the intermediate sleeve 72 by means of an elastic sealing ring 66 . The intermediate sleeve is sealed to the interior on its end face by means of an O-ring. The intermediate sleeve 72 forms, together with the shaft sleeve 33, a labyrinth gap seal 74 which, in the event of a sudden failure of the mechanical seal, throttles the inflow to the inner shaft seal 1 . Connections 68 enable the buffer space 7 to be connected to a lubricant reservoir.

Fig. 6 zeigt eine Wellendichtung bei der die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung einmal unmittelbar als produktseitige Wellendichtung eingesetzt ist und, dieser nachgeschaltet, eine zweite erfindungsgemäße Dichtungsanordnung als Sicherheitsdichtung angeordnet ist. Hier bilden zwei hintereinandergeschaltete, gemäß den Patentansprüchen 1 bis 12 ausgeführte Dichtungsanordnungen erfindungsgemäß eine komplette Wellendichtung. Die erste, pro duktseitige Dichtungsanordnung ersetzt die bisher übliche Gleitringdichtung; die zweite, nach geschaltete Dichtungsanordnung wirkt beim Ausfall der produktseitigen Dichtungsanordnung als Sicherheitsdichtung. Das Maschinengehäuse 90 (Gehäuse einer Pumpe, eines Rührwerks etc.) bildet den mit einem beispielsweise brennbaren oder toxischen Prozeßfluid gefüllten Prozeßraum 40. Der Durchtritt der Welle aus dem Prozeßraum in den Innenraum 4 ist primär mittels einer gemäß den Patentansprüchen 1 bis 12 ausgeführten primären Dichtungsanordnung abgedichtet. Die primäre Dichtungsanordnung besteht im wesentlichen aus der inneren Wellendichtung 41 und der äußeren Wellendichtung 42, die mit der Welle und dem Zwischengehäuse 601 den Zwischendichtungsraum 47 bilden. Die Dichtlippen der Wellendichtungen 41, 42 liegen an der Zylinderfläche 31 dichtend an. Die primäre Dichtungsanordnung ist mit Prozeßfluid gekühlt, das entweder durch den Dichtspalt der von einer Druckdifferenz geöffneten inneren Wellendichtung 41 oder durch Anschlüsse 94 zugeführt und mittels im Bild nicht gezeigten, am Umfang zu den Anschlüssen 94 versetzt angeordneten Anschlüssen wieder aus dem Zwischendichtungsraum 47 abgeführt wird. Die Gehäusedichtung 603 liegt an der äußeren Wellendichtung 42 und am Ge häuse 601 an. Wahlweise kann ein Kühlfluid auch unter einem Druck durch den Pufferraum geführt werden, der ständig etwas höher ist als der Druck im Prozeßraum 40. In diesem Fall liegt die innere Wellendichtung 41 ständig dichtend an der Welle an und es kann wahlweise auch ein anderes als das Prozeßfluid zur Kühlung und Schmierung der Wellendichtungen eingesetzt werden. Insbesondere kann als Kühlfluid eine Flüssigkeit verwendet werden, wenn das Prozeß fluid ein Gas ist. Der primären Dichtungsanordnung ist eine bereits in Fig. 5 gezeigte, als Sicherheitsdichtung wirkende sekundäre Dichtungsanordnung nachgeordnet. Fig. 6 shows a shaft seal in which the seal assembly according to the invention is even used directly as product-side shaft seal and, downstream thereof, a second seal assembly according to the invention is arranged as a security seal. Here, two series-connected sealing arrangements according to patent claims 1 to 12 form a complete shaft seal according to the invention. The first, pro product-side seal arrangement replaces the mechanical seal that was previously used; the second, downstream sealing arrangement acts as a safety seal if the product-side sealing arrangement fails. The machine housing 90 (housing of a pump, an agitator, etc.) forms the process space 40 filled with, for example, a combustible or toxic process fluid. The passage of the shaft from the process space into the interior 4 is primarily sealed by means of a primary sealing arrangement designed according to patent claims 1 to 12. The primary seal arrangement essentially consists of the inner shaft seal 41 and the outer shaft seal 42 , which together with the shaft and the intermediate housing 601 form the intermediate seal space 47 . The sealing lips of the shaft seals 41, 42 lie against the cylinder surface 31 in a sealing manner. The primary sealing arrangement is cooled with process fluid, which is supplied either through the sealing gap of the inner shaft seal 41 , which is opened by a pressure difference, or through connections 94, and is discharged again from the intermediate sealing space 47 by means of connections, not shown in the figure, which are offset on the circumference from the connections 94 . The housing seal 603 bears against the outer shaft seal 42 and against the housing 601 . Optionally, a cooling fluid can also be passed through the buffer space under a pressure which is constantly somewhat higher than the pressure in the process space 40 . In this case, the inner shaft seal 41 is in permanent sealing contact with the shaft, and a process fluid other than the process fluid can optionally be used for cooling and lubricating the shaft seals. In particular, a liquid can be used as the cooling fluid if the process fluid is a gas. The primary seal arrangement is followed by a secondary seal arrangement, already shown in FIG. 5, which acts as a safety seal.

Fig. 7 zeigt schließlich eine Wellendichtung bei der wiederum zwei erfindungsgemäß gestaltete Dichtungsanordnungen hintereinandergeschaltet sind. Im Gegensatz zu der in Fig. 6 gezeigten Anordnung ist hier die Dichtlippe der inneren Wellendichtung 401 von der äußeren Wellendichtung 42 abgewandt, also dem Prozeßraum 40 zugewandt. Bei dieser Anordnung kann zur Kühlung der Dichtungen Prozeßfluid durch die Anschlüsse 94 unter einem Druck in den Pufferraum 47 eingeleitet, der höher ist als der Druck im Prozeßraum 40, so daß der Grenz druck der inneren Wellendichtung 41, bei der deren Dichtlippe abhebt, überschritten ist. In diesem Fall strömt das Prozeßfluid aus dem Pufferraum direkt unter der Dichtlippe der inneren Wellendichtung 41 hindurch in den Prozeßraum 40. Wahlweise kann jedoch mittels Zu- und Ableitungsanschlüssen ein Kühlfluid auch unter einem niedereren Druck durch den Pufferraum geführt werden, so daß die innere Wellendichtung 41 ständig dichtend an der Welle anliegt. In diesem Fall kann wiederum ein anderes als das Prozeßfluid zur Kühlung und Schmierung der Wellendichtungen eingesetzt werden. Insbesondere kann auch hierbei als Kühlfluid eine Flüssig keit verwendet werden, wenn das Prozeßfluid ein Gas ist. Fig. 7 shows a shaft seal in which again two according to the invention designed seal assemblies are connected in series. In contrast to the arrangement shown in FIG. 6, the sealing lip of the inner shaft seal 401 faces away from the outer shaft seal 42 , that is to say faces the process space 40 . In this arrangement, process fluid can be introduced through the connections 94 under a pressure into the buffer space 47 for cooling the seals, which is higher than the pressure in the process space 40 , so that the limit pressure of the inner shaft seal 41 , at which its sealing lip lifts, is exceeded . In this case, the process fluid flows from the buffer space directly under the sealing lip of the inner shaft seal 41 into the process space 40 . Optionally, however, a cooling fluid can also be guided through the buffer space at a lower pressure by means of supply and discharge connections, so that the inner shaft seal 41 is in permanent sealing contact with the shaft. In this case, a process fluid other than the process fluid can be used for cooling and lubricating the shaft seals. In particular, a liquid can also be used here as the cooling fluid if the process fluid is a gas.

Zusammengefaßt hat die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung gegenüber bekannten Sicherheitsdichtungen folgende wesentlichen und erfindungsgemäßen Vorteile:In summary, the sealing arrangement according to the invention compared to known Safety seals have the following essential advantages according to the invention:

- The seal arrangement can be made from simple with a relatively small space requirement and relatively inexpensive, preferably commercially available sealing elements. Preferably two identical PTFE sleeves with an essentially constant thickness and an O-ring is used.
- When the interior pressure is low, the sealing arrangement is for an operating time of dense for several thousand hours.
- A low interior pressure that occurs in practice with the primary seal intact, the is less than the selectable limit pressure of the sealing lip of the inner shaft seal the pressure of the inner shaft seal on the shaft and carries - without the gasket order is leaking - to extend the lifespan.
- The inner shaft seal reduces the pressure when overflowing fluid from the Interior in the buffer room. In the event of failure of the primary seal, Buffer space and the outer shaft seal under a pressure that is lower than the inside room pressure.
- The external pressure-relieved and liquid-lubricated principle Shaft seal runs - after total failure of the primary seal - even at a pressure of 40 bar Safe for several hours without gas leakage.
- Even relatively large axial movements of the shaft impair the function the sealing arrangement is not.
- By connecting two inventions of essentially the same structure sealing arrangements according to the invention is simple, preferably commercially available sealing elements a complete, inexpensive and safe shaft seal for sealing the environment hazardous fluids created.

literature

[1] N.M.Wallace and J.A.M.ten Houte de Lange: "Zero Emission Solutions for Mechanical Seals on Light Hydrocarbons" in: Proceedings of the Ninth International Pump Users Symposium, Turbomachinery Laboratory, Department of Mechanical Engineering, Texas A University, College Station, Texas, pp 69-76 (1992).[1] N.M. Wallace and J.A.M.ten Houte de Lange: "Zero Emission Solutions for Mechanical Seals on Light Hydrocarbons "in: Proceedings of the Ninth International Pump Users Symposium, Turbomachinery Laboratory, Department of Mechanical Engineering, Texas A University, College Station, Texas, pp 69-76 (1992).

[2] H.K.Müller: "Abdichtung bewegter Maschinenteile", Waiblingen 1990, (ISBN 3-920484-00-2), S. 131-132.[2] H.K. Müller: "Sealing of moving machine parts", Waiblingen 1990, (ISBN 3-920484-00-2), pp. 131-132.

Claims

1. Sealing arrangement for sealing a temporarily under high pressure, from a housing ( 6 ) and a shaft ( 3 ) formed interior ( 4 ) against an under low pressure external space ( 5 ), the shaft from the outside into the interior extends, consisting of an inner shaft seal ( 1 ) adjoining the interior ( 4 ) and an outer shaft seal ( 2 ) arranged at an axial distance from the inner shaft seal, each shaft seal having a radially elastically prestressed sealing lip ( 11 , 21 ) which seals a cylinder surface ( 31 ) connected to the shaft rests, the shaft seals ( 1 , 2 ), the cylinder surface ( 31 ) and inner wall surfaces of the housing ( 6 ) enclosing a buffer space ( 7 ) which consists of a space between the inner seal ( 1 ) and the outer seal ( 2 ) and a space between the outer seal ( 2 ) and the housing ( 6 ), which with one another via channels ( 71 ) are connected that the inner shaft seal ( 1 ) at the transition from the interior ( 4 ) to the buffer space ( 7 ) on the housing ( 6 ) sealingly that the end ( 13 ) of the sealing lip ( 11 ) of the inner shaft seal ( 1 ) of the outer a shaft seal (2) facing that end (23) of the sealing lip (21) of the outer shaft seal (2) facing away from the inner shaft seal (1), and that an elastic at the transition from the buffer chamber (7) to the outer chamber (5) Housing seal ( 63 ) is arranged, which bears on the housing ( 6 ) and on the outer shaft seal ( 2 ) and a gap ( 62 ) between the housing ( 6 ) and the end ( 23 ) of the sealing lip ( 21 ) of the outer shaft seal ( 2 ) seals and the sealing lip ( 21 ) of the outer shaft seal ( 2 ) is loaded radially against the shaft ( 3 ).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the housing seal ( 63 ) on the outer circumference ( 25 ) of the sealing lip ( 21 ) of the outer shaft seal ( 2 ) lies sealingly.

3. Sealing arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the outer shaft seal ( 2 ) on the housing ( 6 ) is attached.

4. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that plane which is formed by the outer space ( 5 ) adjacent sealing edge ( 22 ) of a sealing surface ( 24 ) on which the sealing lip ( 21 ) of the outer shaft seal ( 2 ) touches the cylinder surface ( 31 , 32 ), from that plane which is formed by the outer edge ( 65 ) adjoining the outer space ( 5 ) of a sealing surface ( 64 ) on which the housing seal ( 63 ) touches the housing ( 6 ), has a maximum distance of 2 millimeters.

5. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the inner shaft seal is a sleeve ( 1 ) consisting of a flange ( 12 ) and a protruding sealing lip ( 11 ).

6. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the outer shaft seal is a sleeve ( 2 ) consisting of a flange ( 26 ) and a protruding sealing lip ( 21 ) and that the housing seal is a sealing ring ( 63 ) made of ela stomer material .

7. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the inner shaft seal ( 1 ) touches a cylindrical surface ( 31 ) on a circumference of the diameter D1 and the outer shaft seal ( 2 ) touches a cylindrical surface ( 32 ) on a circumference of the diameter D2 , and that the diameter D2 is smaller than the diameter D1.

8. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the buffer space ( 7 ) with the housing ( 6 ) connected separating web ( 8 ) is arranged, which forms a narrow gap ( 38 ) with the cylinder surface ( 31 , 32 ).

9. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the shaft seals ( 1 , 2 ) with the housing ( 6 ) connected further shaft seal ( 81 ) is arranged, which on a with the shaft ( 3 ) connected to the cylinder surface ( 31 , 32 ) is present.

10. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the buffer space ( 7 ) is at least partially filled with a lubricant.

11. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the shaft seals ( 1 , 2 , 81 ) consists of a polymer material.

12. Sealing arrangement according to claim 11, characterized in that the polymer plant Reinforced polytetrafluoroethylene.

13. sealing system for sealing a housing ( 90 ) formed process space ( 40 ) at the point of passage of a shaft ( 3 ) into an outer space ( 5 ), the sealing system consisting of at least two axially one behind the other sealing arrangements, the process space ( 40 ) adjacent sealing arrangement is designed such that the end of the sealing lip of the inner shaft seal ( 401 ) faces away from an outer shaft seal ( 42 ), that the end of the sealing lip of the outer shaft seal ( 42 ) faces away from the inner shaft seal ( 41 ) , And that at the transition from a buffer space ( 47 ) to the interior ( 4 ) a housing seal ( 630 ) is arranged, which rests on the housing ( 601 ) and on the outer shaft seal ( 42 ) and a gap ( 620 ) between the housing ( 601 ) and the end of the sealing lip of the outer shaft seal ( 42 ) and has the features of one of claims 2 to 12 and that the to the outer space ( 5 ) adjacent sealing arrangement according to one of claims 1 to 12 is executed.