DE522655C - Abdichtung eines Kolbens oder einer Kolbenstange - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Maßnahme zur betriebssicheren Abdichtung von Kolben oder Kolbenstangen an deren Durchtrittsstellen in Zylinderdeckeln o. dgl. bei Abdichtung höchster Drücke.

Bisher hat die Abdichtung der erwähnten Durchtrittsstellen gegen hohe Drücke stets große Schwierigkeiten bereitet, und es war bisher auch bei Anwendung bestgeeigneter Packungen der üblichen Ausführung nicht möglich, eine stetige und zuverlässige Dichtung zu erzielen. Oberhalb einer gewissen Druckgrenze versagten die Packungen in ihrer Wirkung wegen Überanstrengung ihrer Einzelteile. Ihr Undichtwerden setzte den Wirkungsgrad des Verdichters oder der gleichen Maschine wesentlich herab; das beim Undichtwerden der Packung auftretende Blasen des gespannten Mittels durch die Packung hindurch störte wegen des damit verbundenen Geräusches das Bedienungspersonal in der Wartung der Maschinenanlage. Um diesen Übelständen zu begegnen, ohne sie aber ganz vermeiden zu können, war man gezwungen, die schadhaft gewordenen Packungen schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer gegen neue Packungen auszuwechseln. Diese Auswechselung verursachte aber nicht nur höhere Unterhaltungskosten, sondern sie gab auch zu unerwünschten Betriebspausen Anlaß, die besonders in durchgehenden Betrieben störend empfunden wurden.

Die Erfindung sorgt hier für eine wirksame Abhilfe und lehnt sich zu diesem Zweck an eine bei dampfbetriebenen Turbinen bekannt gewordene Maßnahme an, die darin besteht, für die Abdichtung der Läuferwelle eine Stopfbüchse und eine Labyrinthdichtung zu verwenden.

Bei dieser bekannten Anordnung stehen beide Abdichtungsvorrichtungen stetig unter dem unveränderlich bleibenden Druck des abzudichtenden Betriebsmittels; alle Teile der Abdichtungen sind keinerlei Wechselbeanspruchungen ausgesetzt und verharren in vollkommener Ruhe.

Nach Bauart und Wirkung ist die vorbeschriebene bekannte Abdichtung aber ganz ungeeignet für die Abdichtung von hin und her gehenden Kolben oder Kolbenstangen, weil hier ganz andere Betriebsbedingungen vorliegen. Letztere bestehen z. B. darin, daß durch das Hinundhergehen des Kolbens oder der Kolbenstange die Abdichtungselemente der Packungen in der Bewegungsrichtung mitgenommen werden, wodurch Undichtigkeitsspalten in der Packung entstehen, die das Blasen der Packung verursachen. Diese nachteilige Wirkung wird dadurch verstärkt, daß der auf die Packungselemente zur Wirkung gelangende Druck des abzudichtenden Mediums bei jedem Hub zwischen dem Nullwert und dem Höchstwert des Druckes wandert.

Nach der Erfindung werden die angestrebten Vorteile durch die folgenden Maßnahmen erreicht:

i. Durch die von Turbinen her bekannte Hintereinanderanordnung einer Labyrinthdich-

tung und einer Stopfbüchse mit Metallringpackung, wobei gegebenenfalls hinter der Labyrinthdichtung nach dem Druckraum zu noch selbstspannende Dichtungsringe als weiteres zusätzliches Abdichtungsmittel angeordnet sein können;

2. durch Ausbildung der Metallringpackung in der Weise, daß die zum Unterbringen der federnden mehrteiligen Dichtungsringe dienenden Kammern der Stopfbüchse abwechselnd mit ineinandergeschobenen, kegelförmig gestalteten Ringen und mit schließend ineinandergeschobenen zylindrischen Ringen, um welche mit Spiel noch ein anderer federnd auf sie einwirkender Ring liegt, gefüllt sind;

3. durch die Ausbildung der mehrteiligen Dichtungsringe, derart, daß sie einen auf der Stangenoberfläche anliegenden Ring aus Graphit oder gleichwertigem Stoff mittels einer in ihnen angebrachten Aussparung umgreifen. Als Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung der Abdichtung sind zu erwähnen die Verteilung des Höchstdruckes des abzudichtenden Mediums auf mehrere Abdichtungsvorrichtungen hintereinander, in der Weise, daß jede, und insbesondere die am weitesten von dem Druckraum, abliegende Abdichtungsvorrichtung einen Druck von nur solcher Höhe abzudichten braucht, für den sie ihrer baulichen Eigenart nach befähigt ist, wobei, um diese Fähigkeit bei der am weitesten vom Druckraum abliegenden Abdichtungsvorrichtung (Stopfbüchse) noch mehr zu steigern, die Abdichtungselemente (Dichtungsringe) so eingebettet sind, daß sie jeder radialen Bewegung der Kolbenstange leicht folgen, dabei aber selbst unverrückbar fest und dicht an der in ihnen gleitenden Kolbenstange haftenbleiben.

In der Zeichnung ist ein. Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar in Anwendung bei einem Plungerkolben. Abb. 1 zeigt den Verdichter teils in Ansicht und teils im Längsschnitt,; Abb. 2 zeigt eine Schnittansicht nach der Linie A-B und Abb. 3 eine Schnittansicht nach der Linie C-D der Abb. 4, die im vergrößerten Maßstab eine Einzelheit aus Abb. 1 im Schnitt darstellt. In dem längen Verdichtergehäuse α ist der Plunger b dicht schließend geführt; letzterer kann nahe seinem in den Druckraum c eindringenden Ende noch mit selbstspannenden Dichtungsringen ausgerüstet sein. In mehr als Hublänge von diesem Ende entfernt sind auf der Oberfläche des Plungers b eine Anzahl Rillen, d angebracht, die eine Labyrinthwirkung besitzen und eine Teilentspannung des am Plunger sich vorbeizwängenden Betriebsmittels herbeiführen. Um das letztere gänzlich abzufangen und seinen Austritt ins Freie zu verhindern, dient die Stopfbüchse mit der Metallringpakkung e, deren federnde Dichtungsringe den Plunger b umfassen. Die Metallringpackung e ist derart angeordnet, daß in der Endstellung des Saughubes die Labyrinthrillen d des Plungers noch nicht in die Dichtungsringe der Packung £ hineintreten. Letztere wird in bekannter Weise am Zylindergehäuse α durch einen Flanschring und Schrauben gehalten. Die Metallpackung e besteht selbst aus ein- oder zweikammerigen Ringen oder ein- und zweikammerigen Ringen, die mittels der Verschlußböden zu einem einheitlichen ganzen Körper vereinigt sein können. Ein Teil der Kammern enthält einen mehrteiligen, außen kegelförmigen Dichtungsring/, der von einem kegelförmig ausgehöhlten einteiligen Ring g unter der Wirkung von Federn k zusammengehalten und an die Plungerstange gedrückt wird. In dem mehrteiligen Kegelring /ist eine Aussparung i vorgesehen, die mit Graphit o. dgl. gefüllt ist. Die Aussparung ist ihrer Breite nach bis auf die Plungeroberfläche offen, so daß die Einfüllung aus Graphit o. dgl. eine schmierende und abdichtende Wirkung auf die Plungeroberfläche auszuüben vermag. In den anderen Kammern, die zweckmäßig zwischen den die Kegelringe enthaltenden Kammern angeordnet sind, sind mehrteilige Dichtungsringe/ nebeneinanderliegend eingesetzt, über die schließend ein mit radialen Bohrungen versehener einteiliger RingÄ geschoben ist. Die Ringe/ und k sind von einem einteiligen Ring« umgeben, der einen gewissen Spielraum zuläßt und mittels der Federnm auf die Ringe/ einwirkt.

Die Labyrinthdichtung d kann selbstverständlich auch in der Wand der Führungsbüchse der Kolbenstange oder des Kolbens vorgesehen sein, wie sie auch jede andere Form, die eine Labyrinthwirkung gewährleistet, aufweisen kann. Die erstgenannte Ausführungsform bietet hierbei noch den Vorteil einer verkürzten Baulänge der Abdichtungsvorrichtung.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Abdichtung eines Kolbens oder einer Kolbenstange unter Verwendung einer Stopfbüchse und einer weiteren Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der eine Metallringpackung enthaltenden Stopfbüchse nach dem Druckraum zu eine Labyrinthdichtung angeordnet ist, wobei die zum Unterbringen der federnden mehrteiligen Dichtungsringe dienenden Kammern der Stopfbüchse abwechselnd mit ineinandergeschobenen kegelförmig gestalteten Ringen (/, g) und mit schließend ineinandergeschobenen zylindrischen Rin-

   gen (/, k), um welche mit Spiel noch! ein federnd auf die Ringe (/) einwirkender Ring (n) liegt, gefüllt sind.
2. 2. Abdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrteilige Kegelring (/) eine Aussparung (/) besitzt, die auf die Stangenoberfläche austritt und mit Graphit oder Retortenkohle ausgefüllt ist, um abdichtend und schmierend auf die Stangenoberfläche zu wirken.
3. 3. Abdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Labyrinthdichtung nach dem Druckraum zu noch selbstspannende Dichtungsringe als weiteres zusätzliches Abdichtungsmittel angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen