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Die
Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, und insbesondere den
technischen Bereich einer Gleitringdichtung, die zur wirksamen Abdichtung
eines hochviskosen Fluids oder eines eine Aufschlämmung enthaltenen
Fluids in der Lage ist.
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Es
gibt eine herkömmliche
Gleitringdichtung als eine der Erfindung verwandte Technik, wie
in 5 gezeigt, die eine halbe Schnittzeichnung einer herkömmlichen
Gleitringdichtung darstellt. Die Gleitringdichtung 100 als
die erste verwandte Technik, in 5 gezeigt,
ist als ein Set dargestellt, das auf einen Drehschaft 151 aufgebracht
ist und in einer Stopfbuchse 150 durch Befestigungsbolzen 160 angebracht
ist.
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Die
Gleitringdichtung 100 beinhaltet als Hauptkomponenten davon
eine Flüssigkeitsdichtung 101,
einen ersten Dichtungsflansch 110, einen zweiten Dichtungsflansch 120 und
eine Gasdichtung, die der Reihe nach vom Inneren der Stopfbuchse 150 zum Äußeren davon
in axialer Richtung angeordnet sind.
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Die
Flüssigkeitsdichtung 101 ist
auf dem Außenumfang
einer durch einen Schraubstutzen 152 auf dem Drehschaft 151 befestigten
Buchse 153 montiert. Zwischen dem Drehschaft 151 und
der Buchse 153 ist ein dazu passender O-Ring 154 zur Abdichtung
dazwischen angeordnet.
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Bei
der Flüssigkeitsdichtung 101 ist
ein mit einer Dichtungsdrehfläche 103 gebildeter
Dichtungsdrehring 102 durch eine Feder 105 über einen
U-förmigen
Dichtflansch 107 und einen Abstandshalter 108 elastisch
gespannt.
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Ein
stationärer
Dichtungsring 112 mit einer stationären Dichtungsfläche 113 in
Kontakt mit der Dichtungsdrehfläche 103 ist
ebenfalls an den Innenumfang des ersten Dichtungsflansches 110 über einen
O-Ring 116 angepasst. Ferner greift mindestens ein an dem
stationären
Dichtungsring 112 befestigter Stift 115 in eine
in dem Innenumfang des ersten Dichtungsflansches 110 bereitgestellte
Nut ein, um in den stationären
Dichtungsring 112 mit dem ersten Dichtungsflansch 110 einzugreifen.
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Eine
Gasdichtung 121 ist in dem Inneren des Innenumfanges des
zweiten Dichtungsflansches 120 gekoppelt mit dem ersten
Dichtungsflansch 110 angebracht. Die Gasdichtung 121 ist
mit einer Getriebebuchse 125 bereitgestellt, die über eine
Stellschraube 126 an der Buchse 153 befestigt
ist. Ein zweiter Dichtungsdrehring 122 mit einer zweiten
Dichtungsdrehfläche 123 ist
der Getriebebuchse 125 angepasst, um darin zu gleiten.
Ein Ende eines Fluiddurchgangswegs, der in dem zweiten Dichtungsdrehring 122 zur
Erzeugung eines dynamischen Drucks gebildet ist, ist an der zweiten
Dichtungsdrehfläche 123 geöffnet.
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Ein
zweiter stationärer
Dichtungsring 132 mit einer zweiten stationären Dichtungsfläche 133,
die in engem Kontakt mit der zweiten Dichtungsdrehfläche 123 des
zweiten Dichtungsdrehrings 122 steht, ist über einen
O-Ring 136 dem Innenumfang des zweiten Dichtungsflansches 120 angepasst.
Bei der zweiten stationären
Dichtungsfläche 133 ist
eine Vielzahl an Nuten gebildet, um in Verbindung mit der zweiten Dichtungsdrehfläche 123 einen
dynamischen Druck zu erzeugen. Auch der zweite Dichtungsdrehring 122 ist
durch eine Sprungfeder 127 in Richtung der Seite des zweiten
stationären
Dichtungsringes 132 elastisch gespannt.
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Die
Gleitringdichtung 100 ist auf dem Drehschaft 151 montiert,
und anschließend
wird der Aufbau eingesetzt und im Inneren der inneren Umfangsoberfläche 156 der
Stopfbuchse 150 angebracht.
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Eine
Zwischenkammer 130, in der sich die Gasdichtung 121 befindet,
ist derart aufgebaut, dass der Druck in der Zwischenkammer 130 aufgrund
des Vorhandenseins eines Abzugs 128 in dem zweiten Dichtungsflansch 120 in
etwa dem Luftdruck entspricht.
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Andererseits
gab es eine Tandem-Gleitringdichtung mit einem in etwa dem in 5 gezeigten identischen
Aufbau (nicht in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt. Da die entsprechenden Komponenten sich
voneinander in der Geometrie unterscheiden, soll jede zu der in 5 identischen
Komponente durch eine Kombination der gleichen Ziffer und einem
folgenden Buchstaben dargestellt werden.) Die Gleitringdichtung 100A als
die zweite verwandte Technik unterscheidet sich allerdings von der ersten
verwandten Technik darin, dass der Druck in einer Zwischenkammer
(Pufferkammer) 130A geringer ist als in einer Flüssigkeitskammer 157 und
höher als
der Luftdruck (der Druck in der Zwischenkammer 130A beträgt etwa
die Hälfte
dessen in der Flüssigkeitskammer 257.).
Der Druck in der Zwischenkammer 130A kann beispielsweise
durch Verringern des Drucks in der Flüssigkeitskammer 157 erhalten
werden.
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Ein
Unterschied zu der ersten verwandten Technik besteht ebenfalls darin,
dass eine Gasdichtung 121A keine Dichtung vom Kontakt-Typ,
wie in der ersten verwandten Technik verwendet, ist, sondern eine
Dichtung vom Nicht-Kontakt-Typ. Zusätzlich entspricht der Innendurchmesser
bei einem in einen stationären
Dichtungsring eingreifenden ersten Dichtungsflansch 110A auf
der Seite der Zwischenkammer 130A des ersten Dichtungsflansches 110A in
etwa dem des stationären
Dichtungsringes, und er ist dazu ausgelegt, zu verhindern, dass
der Druck in der Zwischenkammer 130A auf die Seitenfläche des stationären Dichtungsringes 112A wirkt.
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Wenn
ein beliebiges hochviskoses Fluid oder ein eine Aufschlämmung enthaltendes
Fluid unter Verwendung solcher Gleitringdichtungen 100, 100A, die
wie vorstehend beschrieben aufgebaut sind, abgedichtet werden soll,
haften Aufschlämmungen
oder dergleichen, die in dem abzudichtenden Fluid enthalten sind,
an dem Abstandshalter 108, der Feder 105, dem
Dichtflansch 107 und anderen. Anschließend treten diese Aufschlämmungen
und festen Substanzen zwischen die gleitenden Flächen dieser Komponenten ein
und verursachen eine Verringerung der axialen Reaktion des Dichtungsdrehringes
und verschlechtern den Oberflächendruck
der Dichtungsdrehfläche 103,
was zu schlechtem Dichtungsvermögen
führt.
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Wenn
im Speziellen die Reaktion des Dichtungsdrehringes 102 derart
verschlechtert wird, dass die Dichtungsdrehfläche 103 des Dichtungsdrehringes 102 gegen
die stationäre
Dichtungsfläche 113 geschoben
wird, gleitet die Dichtungsdrehfläche 103 relativ zu
der Passfläche 113,
derart, dass Erstere einem großen
Druck ausgesetzt ist. Beide Dichtungsflächen werden daher aufgrund
von Wärmeerzeugung
aus dazwischen stattfindender Gleitwirkung beschädigt, was zu einer rapiden
Verschlechterung des Dichtungsvermögens führt.
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Wenn
andererseits die Reaktion derart verschlechtert wird, dass der auf
die Dichtungsdrehfläche 103 ausgeübte Oberflächendruck
verringert wird, wird das Dichtungsvermögen der Dichtungspassflächen verringert,
und Aufschlämmungen
oder dergleichen treten zwischen die Dichtungsdrehfläche 103 und
die stationäre
Dichtungsfläche 113 ein,
was zu einer Schädigung
dieser Dichtungsflächen
führt.
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Bei
einer solchen Struktur der in 5 gezeigten
Gleitringdichtung 100, ist es schwierig zu verhindern,
dass die Dichtungsdrehfläche 103 aufgrund von
Wärmeerzeugung
aus dazwischen stattfindender Gleitwirkung beschädigt wird, da es schwierig
ist, die Dichtungsdrehfläche 103 und
die Umgebung davon durch Zufuhr von Kühlmittel zu kühlen. Dies
führt dazu,
dass das Dichtungsvermögen
der Dichtungsflächen 103, 113 verringert
wird.
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Ferner
gibt es als die dritte der Erfindung verwandte Technik eine in 6 gezeigte
Gleitringdichtung 100B, die als eine Wellendichtung in
einem Rührer,
einer Pumpe und anderen zur Handhabung der magnetischen Farbe für ein Videoband
verwendet wurde. Mit anderen Worten enthält das abzudichtende Fluid
eine Aufschlämmung.
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In 6 ist
die Gleitringdichtung zwischen einem Gehäuse 201 und einem
Drehschaft 202 angebracht.
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Wie
in 6 gezeigt, passt der Drehschaft 202 zu
einer Durchgangsbohrung 201a und reicht durch diese hindurch.
Zwischen dem Drehschaft 202 und dem Gehäuse 201 ist eine Gleitringdichtung 100B angeordnet,
die dazu dient, einen Bereich mit einem eine Aufschlämmung enthaltenden
Fluid 204 und einen Bereich mit abgedichteter Flüssigkeit 205 zu
trennen oder dicht abzudichten.
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Die
Gleitringdichtung 100B ist so aufgebaut, dass ein Dichtungsdrehring 206 feststehend
an den Drehschaft 202 angepasst ist und mit diesem rotiert. Ein
O-Ring ist zur Abdichtung zwischen dem Drehschaft 202 und
dem Dichtungsdrehring 206 angeordnet, um ein Austreten
von Fluid zu verhindern. Der Dichtungsdrehring 206 weist
eine Dichtungsdrehfläche
auf, die wiederum in engem Kontakt mit einer stationären Dichtungspassfläche steht,
wobei sie der Abdichtung dient.
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Andererseits
ist ein stationärer
Dichtungsring 207 gleitend in eine Durchgangsbohrung 201A in dem
Gehäuse 201 über einen
O-Ring 209 angepasst. Der O-Ring 209 ist eingeführt, um
in eine ringförmige
Nut 211 zu passen, die in der Durchgangsbohrung 201A des
Gehäuses 201 gebildet
ist, um den zwischen dem Gehäuse 201 und
dem stationären
Dichtungsring 207 gebildeten Raum abzudichten.
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Der
stationäre
Dichtungsring 207 besitzt ebenfalls eine stationäre Dichtungsfläche an seiner einen
Endfläche.
Der stationäre
Dichtungsring steht in gleitendem Kontakt mit der Dichtungsdrehfläche, um
auch bei Betrieb zu verhindern, dass Fluid aus dem Bereich mit einem
eine Aufschlämmung
enthaltenden Fluid 204 in den Bereich mit abgedichteter Flüssigkeit 205 fließt. Die
stationäre
Dichtungsfläche wird
durch eine Feder 210 gespannt, um mit der Dichtungsdrehfläche erzwungenermaßen in Kontakt zu
stehen.
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Während der
laufenden Rotation des Drehschafts 202 übt die abgedichtete Flüssigkeit 205B, die über einen
Zuführkanal
für abgedichtete
Flüssigkeit 205A dem
Bereich mit abgedichteter Flüssigkeit 205 zugeführt wird,
Druck auf den hinteren Teil des stationären Dichtungsringes 207 aus,
wobei sichergestellt wird, dass die Dichtungsdrehfläche und
die stationäre
Dichtungsfläche
in vollem Kontakt zueinander stehen können. Demnach wird die Kontaktkraft zwischen
dem stationären
Dichtungsring 207 und dem O-Ring 209 gering gehalten,
um es dem stationären
Dichtungsring 207 zu ermöglichen, sich in axialer Richtung
zu verlagern.
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Bei
der wie beschrieben aufgebauten Gleitringdichtung 100B wird
während
des Betriebes des Drehschafts 202 Aufschlämmung enthaltendes
Fluid dazu gebracht, mit hohem Druck zu fließen und etwas Ablagerung 204A von
Aufschlämmung
enthaltendem Fluid sinkt ab, um sich auf dem Raum 214 in der
Nähe des
O-Ringes 209 zu sammeln, und ein Teil der Ablagerung kann
in die ringförmige
Nut 211 eintreten.
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Somit
wird das Ansprechvermögen
zur axialen Verlagerung des stationären Dichtungsringes 207,
um der stationären
Dichtungsfläche
des stationären
Dichtungsringes 207 zu folgen, um in engem Kontakt mit
der rotierenden Dichtungspassfläche
zu stehen, schlecht, was eine Ausübung der Dichtungswirkung der
stationären
Dichtungsfläche
verhindert. Ferner verliert der stationäre Dichtungsring 207 durch
die Zunahme der Ansammlung der Ablagerung 204A in dem Raum 214 und
der ringförmigen
Nut 211 bei jeder Wiederholung des Betriebes und des Schwappens
der Vorrichtung nach und nach sein Vermögen, in der Bewegungsrichtung
zu folgen, was zu einem Lecken des abgedichteten Fluids durch die stationäre Dichtungsfläche führt. Dies
erfordert eine Demontage der Gleitringdichtung 100B zur
Reinigung.
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Wenn
das abzudichtende Fluid ferner ein fluides Nahrungsmittel ist, das
mittels einer Nahrungsmittelpumpe zu einer Aufschlämmung verarbeitet wird,
bleiben Aufschlämmungen
an dem O-Ring oder der ringförmigen
Nut haften und werden dann während
des nächsten
Rührvorganges
von Nahrungsmitteln mit eingemischt. Dies verletzt das Lebensmittel-Hygienegesetz. Um
ein solches Problem zu vermeiden, ist es erforderlich, die Gleitringdichtung 100B vor
dem Betriebsbeginn des nächsten
Vorganges zu demontieren, um sie zu reinigen.
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Um
das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird, wie in 6 dargestellt,
ein Einspritzkanal 212 mit einer Einspritzöffnung an
einer Wand 201B des Gehäuses 201 bereitgestellt.
Mittels einer Pumpe (nicht gezeigt) gepumptes Reinigungsfluid 212B passiert
den Einspritzkanal 212. Ferner ist eine Leitplatte 215 an
einer Position gegenüber
der Öffnung 212A des
Einspritzkanals 212 angeordnet und dient dazu, das entlassene
Reinigungsfluid 212B in Richtung des Außenumfangs des stationären Dichtungsringes 207 abzuleiten.
Nach Beendigung des Vorgangsbetriebes wird das Reinigungsfluid 212B durch
den Einspritzkanal 212 eingespritzt, um die Ablagerung 204A,
die sich in dem Raum 214 und der ringförmigen Nut 211 angesammelt
hat, abzuwaschen.
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Das
Einspritzen des Reinigungsfluids 212B durch den Einspritzkanal 212,
der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, trägt allerdings dazu bei, die in
dem Raum 214 vorliegende Ablagerung 204A weiter
in die ringförmige
Nut 211 hineinzustopfen. Es ist ebenfalls ein Problem,
dass der Einspritzkanal 212 oftmals während des Betriebes mit der
Ablagerung 204A verstopft ist. Die verstopfende Ablagerung 204A wird
nicht zweckmäßigerweise
bei dem nächsten
Vorgang in das Material gemischt.
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Diese
Erfindung wurde in Hinblick auf solche Probleme wie vorstehend beschrieben
erzielt, wobei es das durch die Erfindung zu lösende technische Problem ist,
Aufschlämmungen,
Ablagerungen und feste Substanzen des Fluids daran zu hindern, an den
sich bewegenden Abschnitten einer Flüssigkeitsdichtung zu haften,
wodurch es zu einer Verschlechterung der Bewegung der sich bewegenden
Abschnitte kommt, was zu einem schlechten Dichtungsvermögen führt.
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Ein
weiteres durch die Erfindung zu lösendes technisches Problem
besteht darin, die Dichtungskraft zu verbessern und zu stärken, wobei
ein Dichtungsring mit einer Federkraft einer in der Flüssigkeitsdichtung
montierten Packung und zusätzlich
mit einer auf die Packung wirkenden Fluidkraft gespannt wird.
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Sie
soll ferner die Oberflächendruckreaktion auf
die Dichtungsfläche
des Dichtungsringes immer konstant halten.
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Sie
soll ebenfalls wirksam Fluid kühlen,
um einen Anstieg der Wärmeerzeugung
bei der gleitenden Bewegung des Dichtungsringes zu verhindern.
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Es
sollte ebenfalls auf
US-A
5 129 659 und
WO 89/02555 verwiesen
werden, die Wellendichtungen des Standes der Technik zeigen und
beschreiben.
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Erfindungsgemäß wird eine
Gleitringdichtung bereitgestellt, die zwischen einem Drehschaft und
einem Dichtungsflansch angebracht ist, zur Abdichtung eines klebrige
Zusammensetzung enthaltenden Fluids, umfassend:
einen ersten
Dichtungsdrehring mit einer relativen Dichtungsfläche und
der mit dem Drehschaft zurückgehalten
wird; und
einen ersten stationären Dichtungsring mit einer Dichtungsfläche in engem
Kontakt mit der relativen Dichtungsfläche und gespannt mit einem
federnden Mittel, das von dem Dichtungsflansch getragen wird, wobei
der erste stationäre
Dichtungsring in den Dichtungsflansch eingreift; gekennzeichnet
durch
eine ringförmige
Packung, die aus einem kautschukartigen elastischen Material hergestellt
ist, wobei die ringförmige
Packung einen befestigten Abschnitt aufweist, der in fluiddichter
Beziehung zu einer Retentionsfläche
auf einer Seite zwischen dem ersten stationären Dichtungsring und dem Dichtungsflansch
befestigt ist, und mit einem Dichtungslippenabschnitt, der sich
in einer fluiddichten Beziehung an eine Kontaktfläche auf
der anderen Seite anpasst, wobei die Packung den ersten stationären Dichtungsring
in Richtung der Dichtungsfläche spannt.
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Bei
der vorliegenden Gleitringdichtung ist die Packung an ihrem befestigten
Abschnitt in fluiddichter Beziehung auf der Retentionsfläche eines
Elements befestigt, während
sie an einem freien Ende ihres Dichtungslippenabschnitts in engem
Kontakt mit der Passfläche
des anderen Elements steht. Demnach verformt sich die Packung an
ihrem Dichtungslippenabschnitt elastisch, wenn ein eine Aufschlämmung enthaltendes
Fluid haften bleibt, wodurch es der Reaktion auf den Oberflächendruck,
der auf den stationären
Dichtungsring ausgeübt
wird, ermöglicht
wird, immer voll ausgeübt
zu werden.
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Die
Gleitringdichtung kann einen Fluiddurchgangsweg aufweisen, wobei
das Fluid auf der Flächenseite,
die der abgedichteten Fluidseite gegenüberliegt, zwischen den Flächen des
ersten stationären
Dichtungsringes und des rotierenden Dichtungsringes sowie auf der
Flächenseite,
die der abgedichteten Fluidseite der Packung gegenüberliegt,
fließt.
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Bei
der Gleitringdichtung kann der Fluiddurchgangsweg mit der Umgebung
der radialen Innenseite, die der Dichtungsoberfläche eines jeden Dichtungsringes
gegenüberliegt,
und ebenfalls mit dem hinteren Teil der Packung 5, die
der abgedichteten Fluidseite gegenüberliegt, in Verbindung stehen. Daher
kann jede Dichtungsfläche
der Dichtungsringe und der Packung gekühlt werden und dies verhindert wirksam
Schäden
an den Dichtungsringen und der Packung aufgrund von Wärmeerzeugung.
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Ferner
kann das Dichtungsvermögen
voll ausgeübt
werden, da auf den hinteren Teil der Packung durch das Fluid Druck
ausgeübt
wird, wodurch auch auf die Dichtungsfläche des ersten stationären Dichtungsringes
Druck ausgeübt
wird, was zu der Erzeugung von Oberflächendruck auf die Dichtungsfläche führt.
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Der
befestigte Abschnitt kann feststehend an die Retentionsfläche des
Dichtungsflansches angepasst sein und der Dichtungslippenabschnitt
kann in die Kontaktfläche
des stationären
Dichtungsringes eingreifen.
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Dies
ermöglicht
einen Anstieg des Oberflächendrucks
der ersten Dichtungsfläche,
da auf die Packung durch Kühlflüssigkeit
(Abschreckflüssigkeit) Druck
ausgeübt
wird, um dafür
zu sorgen, dass auf den ersten stationären Dichtungsring Druck ausgeübt wird.
Ferner wird es ermöglicht,
den Oberflächendruck
auf die erste Dichtungsfläche
durch die Wirkung des Kühlens
von Flüssigkeitsdruck
im hinteren Teil des ersten stationären Dichtungsringes zu erhöhen. Als
Ergebnis kann das Dichtungsvermögen
der ersten Dichtungsfläche
verbessert werden.
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Die
Gleitringdichtung kann auch einen Verstärkungsring in dem befestigten
Abschnitt oder dem Dichtungslippenabschnitt beinhalten.
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In
einem solchen Fall kann, da ein Verstärkungsring in dem befestigten
Abschnitt oder dem Dichtungslippenabschnitt bereitgestellt ist,
der befestigte Abschnitt oder der Dichtungslippenabschnitt feststehend
kontaktiert werden mit oder feststehend befestigt werden an der
Retentionspassfläche
oder Kontaktfläche.
Er vermag den Druckwiderstand des feststehend befestigten Abschnitts
sowie die Kupplungskraft des Dichtungslippenabschnitts auszuüben.
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Eine
Abdeckplatte kann an dem Dichtungsflansch zur Abdeckung der abgedichteten
Fluidseite der Packung befestigt sein. Demnach ermöglicht dies,
den Druckwiderstand der Packung zu erhöhen und die Packung feststehend
zurückzuhalten.
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Damit
die Erfindung besser verstanden wird und um zu zeigen, wie sie verwirklicht
werden kann, wird nun anhand von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, in denen:
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1 eine
Schnittdarstellung ist, die eine Gleitringdichtung als eine bevorzugte
Ausführungsform
zeigt, die zwischen einem Dichtungsflansch und einem Drehschaft
angebracht ist;
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2 eine
Seitenansicht ist, die die Gleitringdichtung in 1 zeigt,
wie sie vom Inneren des Dichtungskörpers in der axialen Richtung
gesehen wird;
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3 eine
halbe Schnittdarstellung ist, die eine Flüssigkeitsdichtung einer Gleitringdichtung
als eine zweite Ausführungsform
zeigt;
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4 eine
halbe Schnittdarstellung ist, die eine Packung als eine dritte Ausführungsform
zeigt;
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5 eine
Schnittdarstellung ist, die eine Gleitringdichtung als eine erste
Form der verwandten Technik zeigt; und
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6 eine
Schnittdarstellung ist, die eine Gleitringdichtung als eine dritte
beschriebene Form der verwandten Technik zeigt.
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1 zeigt
eine Gleitringdichtung 1 als die erste bevorzugte Ausführungsform.
Die Gleitringdichtung 1 als ein Einsatz ist auf dem Dichtungskörper (Stopfbuchse) 60 und
der äußeren Fläche des Drehschafts 70 angebracht.
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2 zeigt
die Gleitringdichtung 1 in 1 wie in
der axialen Richtung aus dem Inneren des Dichtungskörpers 60,
an den der Drehschaft 70 angepasst ist, gesehen.
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Die
Gleitringdichtung 1 in 1 beinhaltet
einen Dichtungsflansch 30, der an der äußeren Fläche 61 des Dichtungskörpers 60 über Bolzen 63 befestigt ist.
Andererseits sind sowohl eine an den Drehschaft 70 angepasste
Buchse 53 und eine ebenfalls an die Außenoberfläche der Buchse 53 angepasste
Dichtungsmanschette feststehend zusammen an dem Drehschaft 70 mit
einer Stellschraube 51 befestigt. Sodann sind eine Vielzahl
an Setzplatten 55 an der Seitenfläche des Dichtungsflansches 30 angeordnet, um
die Dichtungsmanschette 50 relativ zu dem Dichtungsflansch 30 zu
positionieren und zu befestigen.
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Der
auf dem Dichtungskörper 60 anzubringende
Dichtungsflansch (Befestigungskomponente) 30 ist, wie in 2 gezeigt,
derart gestaltet, dass er eine ringförmige Scheibe ist und vier
Befestigungs-Durchgangsbohrungen 45 aufweist, die auf beiden
Seitenflächen
geöffnet
sind und mit in der radialen Richtung gleichen Abständen zueinander
angeordnet sind. Der Dichtungsflansch 30 ist an dem Dichtungskörper 60 über die
Befestigungs-Durchgangsbohrungen 45 mit
Bolzen 63 befestigt.
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Der
Dichtungsflansch 30 wird in seiner inneren Umfangsoberfläche mit
einem ersten Befestigungsabschnitt 31 und einem zweiten
Befestigungsabschnitt 42 zur Befestigung der ersten und
zweiten stationären
Dichtungsringe 3 bzw. 21 bereitgestellt. Der Dichtungsflansch 30 wird
mit einem Kühlmittel-Durchgangsraum,
der die Fläche 32 zwischen den
ersten und zweiten Befestigungsabschnitten 31, 42 definiert,
und auch mit einer Retentionsfläche 33 auf
der äußeren Umfangsseite
des ersten Befestigungsabschnittes 31 gebildet.
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Der
Dichtungsflansch 30 ist mit zwei oder drei Paaren eines
Abschreckflüssigkeits-Durchgangswegs 40 und
einer Abschreckflüssigkeitsablaufmündung 41 bereitgestellt,
wobei die Paare derart angeordnet sind, dass sie gleichen Abstand
entlang des Umfangs aufweisen. Jeder der Abschreckflüssigkeits-Durchgangswege 40 ist
derart geformt, dass er mit der Seite der Flüssigkeitsdichtung 2 im
Inneren der inneren Umfangsoberfläche über einen Rohrgewindeteil 40A zur
Verbindung an externe Rohrleitungen in Verbindung steht. Und Abschreckflüssigkeit
(Fluid) wird direkt jeder der Dichtungsflächen 6, 12 über die
Fluiddurchgangswege 40 zugeführt, kühlt jede der Dichtungsflächen 6, 12,
die durch Wärmeerzeugung
durch Gleiten erwärmt
werden, passiert sodann in dem Pumpring 47 gebildete Pumplöcher 48 in
die Umgebung einer zweiten Dichtungsfläche 22 eines zweiten
stationären
Dichtungsringes 21 in einer zweiten Dichtung 20 und
fließt schließlich aus
den Ablaufmündungen 41.
Als Ergebnis kühlt
die Abschreckflüssigkeit
die Gleitflächen
der ersten und zweiten stationären
Dichtungsringe 3, 21 und der ersten und zweiten
rotierenden Dichtungsringe 10, 23 und anderer.
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Der
erste Befestigungsabschnitt 31 ist mit einem Befestigungsstift 35 bereitgestellt,
der in eine Eingriffsnut 7 in dem ersten stationären Dichtungsring 3 eingreift,
um den ersten stationären
Dichtungsring 3 am Rotieren zu hindern.
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Ferner
ist die Retentionsfläche 33 des
Dichtungsflansches 30 der befestigte Abschnitt 5B der Packung 5 in
fluiddichter Beziehung angepasst.
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Noch
ferner, sind an der äußeren Umfangsoberfläche des
Dichtungsflansches 30 vier Abschreckflüssigkeits-Durchgangswege 40 geöffnet, die
derart angeordnet sind, dass sie gleichen Abstand entlang des Umfangs
aufweisen und zu der Umgebung des Innenumfangs auf dem ersten Befestigungsabschnitt 31 reichen,
wo jeder Durchgangsweg 40 einen Durchgangsraum bildet,
sodass die Abschreckflüssigkeit
mit den hinteren Flächen
des ersten stationären
Dichtungsringes 3 und der Packung 5 in Verbindung
steht. Ein Fluid-Leitungsring 46 ist feststehend an die
Anpassungsoberfläche 38 des
Dichtungsflansches 30 angepasst und derart angeordnet,
dass er die Öffnung
jedes Fluiddurchgangsweges 40 an dem Innenumfang des Dichtungsflansches 30 teilweise blockiert.
Die äußere Oberfläche des
Fluid-Leitungsringes 46 bildet eine Fluid-Leitungsoberfläche, um die
Abschreckflüssigkeit
in die Nähe
der ersten Dichtungsfläche 6 des
ersten stationären
Dichtungsringes 3 und dem hinteren Teil der Packung 5 einzuführen.
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Die
innere Umfangsoberfläche
des Dichtungsflansches 30 definiert die Durchgangsraumfläche 32 über die
die Abschreckflüssigkeit
passiert. Der Dichtungsflansch 30 ist ebenfalls mit Ablaufmündungen 41 bereitgestellt,
die eine dem Fluiddurchgangsweg 40 ähnliche Konfiguration aufweisen.
Die Ablaufmündungen 41 stehen über das
Innere der Durchgangsraumfläche 32 mit
den Fluiddurchgangswegen 40 in Verbindung und dann fließt die von
den Fluiddurchgangswegen 40 eingeführte Abschreckflüssigkeit über die
Durchgangsraumfläche 32 zu
den Ablaufmündungen 41.
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Der
erste stationäre
Dichtungsring 3 weist eine erste Dichtungsfläche auf,
die an seinem einen Ende gebildet ist, und er besitzt an dem anderen Ende
Nuten 7, die auf dem Umfang den gleichen Abstand aufweisen.
Ferner besitzt der erste stationäre Dichtungsring 3 an
seinem hinteren Ende eine Vielzahl an Federsitzen, die auf dem Umfang
den gleichen Abstand aufweisen. Jede Feder 9 ist auf dem Federsitz
angeordnet, um den ersten stationären Dichtungsring 3 in
Richtung der ersten Dichtungsfläche 6 zu
spannen. Die äußere Umfangsoberfläche des
ersten stationären
Dichtungsringes 3 beinhaltet eine Kontaktfläche 3A und
eine Trägerfläche 3B,
die beide eine Stufe bilden, die in engem Kontakt mit der Packung 5 steht.
Der erste stationäre
Dichtungsring 3 ist aus Material hergestellt, wie beispielsweise
Silikonkarbid, Karbon und Keramik.
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Eine
innere Stufe 13 des ersten rotierenden Dichtungsringes 10,
die mit einer ersten relativen Dichtungsfläche 12 bereitgestellt
ist, ist an die äußere Ecke
des Flansches 53A einer Buchse 53 angepasst. Der
erste rotierende Dichtungsring 10 wird am Rotieren gehindert,
da eine Nut 11 des ersten rotierenden Dichtungsringes 10 in
einen Befestigungsstift 52 eingreift, der an der Buchse 53 angebracht
ist. Zusätzlich
begrenzt ein Stopring 53B eine Verlagerung des ersten rotierenden
Dichtungsrings 10 in axialer Richtung. Der erste rotierende
Dichtungsring 10 ist aus Material hergestellt, wie beispielsweise
Silikonkarbid, Karbon und Keramik.
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Die
Packung 5 ist aus einem Kautschuk in Form eines kreisförmigen Ringes
hergestellt. Die Packung 5 weist einen befestigten Abschnitt 5B an
ihrem Außenumfang
und einen Dichtungslippenabschnitt 5A an ihrem Innenumfang
auf. Der befestigte Abschnitt 5B ist an die Retentionsfläche 33 des
Dichtungsflansches 30 angepasst.
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Zusätzlich ist
der befestigte Abschnitt 5B der Packung 5 an seiner
hinteren Fläche
durch eine Abdeckplatte 43 zurückgehalten. Diese Abdeckplatte 43 erstreckt
sich in Richtung des inneren Dichtungslippenabschnitts 5A,
um etwa eine Hälfte
der Packung 5 auf der abgedichteten Fluidseite abzudecken,
um dabei die Packung 5 vor direkter Druckausübung des abgedichteten
Fluids zu schützen.
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Bei
der Packung 5, deren befestigter Abschnitt 5B an
der Retentionsfläche 33 befestigt
ist, ist der Dichtungslippenabschnitt 5A in fluiddichter
Beziehung an die Kontaktoberfläche 3A angepasst,
die in Form einer Stufe an dem Außenumfang des ersten stationären Dichtungsringes 3 gebildet
ist und den ersten stationären
Dichtungsring 3 in Richtung der ersten Dichtungsfläche 6 spannt.
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Das
für die
Packung 5 verwendete Material beinhaltet beispielsweise
Perfluorelastomer, Fluorkautschuk, Nitrilkautschuk, EPDM und Polyesterelastomer.
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Eine
Dichtungsmanschette 50 ist derart geformt, dass sie ein
zylindrisches Rohr bildet und einen Flansch 50A an einem
Ende aufweist. Die Buchse 53 ist ebenfalls derart geformt,
dass sie ein zylindrisches Rohr bildet und einen Flansch 53A an
einem Ende aufweist. Die Dichtungsmanschette 50 ist an die
Buchse 53 mit ihren Flanschen 50A, 53A,
die einander gegenüberliegen,
angepasst. Die Buchse 53 ist in fluiddichter Beziehung
an einen Drehschaft 70 über
einen O-Ring angepasst. Die Buchse 53 und die Dichtungsmanschette 50 sind
an dem Drehschaft 70 mit einer Stellschraube 51 befestigt.
Wie vorstehend beschrieben, ist die innere Umfangsoberfläche des ersten
rotierenden Dichtungsringes 10 in fluiddichter Beziehung
an den Flansch 53A der Buchse 53 über den
O-Ring angepasst.
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Die
Abdeckplatte 43 ist derart geformt, dass sie die Form eines
Ringes mit L-Form in seinem Querschnitt aufweist. Die Außenoberfläche der
Abdeckplatte 43 passt in fluiddichter Beziehung zu der Innenoberfläche 62 einer
Stopfbuchse 60 auf der abgedichteten Fluidseite und positioniert
den Dichtungsflansch 30 zur Befestigung davon. Die Abdeckplatte 43 ist
mit Muttergewinden gebildet, die in Bolzen 44 eingreifen,
die eine leichte Befestigung ermöglichen,
indem sie von außen
auf der Atmosphärenseite
zugänglich
sind, was Positionierung und Montage des Dichtungsflansches 30 erleichtert.
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Zusätzlich ist
die ringförmige
Abdeckplatte 43 mit einem radialen äußeren Abschnitt, der den befestigten
Abschnitt 5B zurückhält, um ihn
an einer Verlagerung zu hindern, und einem radialen inneren Abschnitt
gebildet, der sich zur Mitte der Packung 5 auf der abgedichteten
Fluidseite zur Abdeckung erstreckt, und ebenfalls um den abgedichteten
Fluiddruck daran zu hindern, auf die Packung 5 zu wirken.
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In
einem im Inneren der Durchgangsraumfläche 32 gebildeten
Raum 32A, ist ein Pumpring 47 feststehend angepasst,
um in den Drehschaft 70 über einen O-Ring einzugreifen.
Der Pumpring 47 ist mit Pumplöchern 48 bereitgestellt.
In dem Innenumfang des Pumpringes 47 gebildete Aussparungen 57A greifen
in Vorsprünge 57B ein,
die an dem zylindrischen Ende der Dichtungsmanschette 50 gebildet sind.
Demnach können
der Pumpring 47 und der Drehschaft 70 zusammen
rotieren.
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Innerhalb
des Raumes 32A des Dichtungsflansches 30 ist auf
der Außenseite
des Dichtungskörpers
eine zweite Dichtung 20 bereitgestellt.
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Die
zweite Dichtung 20 dient dazu, abzudichten, um die Abschreckflüssigkeit
daran zu hindern, auszufließen.
Die zweite Dichtung 20 ist mit einem zweiten stationären Dichtungsring 21 bereitgestellt. Eine
zweite Dichtungsfläche 22 ist
an einem Ende des zweiten stationären Dichtungsringes 21 gebildet. Die
zweite Dichtung 20 ist beweglich an die Anpassungsoberfläche 36 des
Innenumfangs des Dichtungsflansches 30 angepasst, während der
zweite stationäre
Dichtungsring 21 so gehalten wird, dass er nicht rotiert,
da in dem Außenumfang
seines Flansches gebildete Nuten 25 in entsprechende Befestigungsstifte
des zweiten Befestigungsabschnittes 42 eingreifen. Ferner
wird auf den zweiten stationären Dichtungsring 21 an
seinem hinteren Teil in Richtung der zweiten Dichtungsfläche 22 durch
eine zweite Feder 28 Druck ausgeübt.
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Der
zweite rotierende Dichtungsring 23 in engem Kontakt mit
dem passenden zweiten stationären Dichtungsring 21 ist
mit einer zweiten relativen Dichtungsfläche 24 bereitgestellt.
Die zweite relative Dichtungsfläche 24 steht
in fluiddichter Beziehung mit der zweiten Dichtungsfläche 22 des
zweiten stationären
Dichtungsringes 21 in Kontakt. Der Außenumfang des zweiten rotierenden
Dichtungsringes 23 ist an eine Befestigungsstufe 47A des
Pumpringes 47 über
einen O-Ring angepasst. Nuten 26 des zweiten rotierenden
Dichtungsringes 23 greifen in Befestigungsstifte 49,
die an dem Pumpring 47 befestigt sind, ein. Dann koppelt
der zweite rotierende Dichtungsring 23 mit dem Pumpring 47,
um durch den Drehschaft 70 gedreht zu werden.
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Der
zweite stationäre
Dichtungsring 21 und der rotierende Dichtungsring 23 sind
aus Silikonkarbid, Karbon, Keramik oder anderem hergestellt.
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3 zeigt
eine Gleitringdichtung als eine zweite Ausführungsform.
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Die
Konfiguration der Gleitringdichtung in 3 ist in
etwa die gleiche wie die der in 1 gezeigten
Gleitringdichtung 1. Sie unterscheiden sich in der Packung 5 und
dem ersten stationären
Dichtungsring 3. Ein an der radialen Innenseite der Packung 5 angeordneter
befestigter Abschnitt 5B ist feststehend fluiddicht an
den ersten stationären
Dichtungsring 3 angepasst. In den befestigten Abschnitt 5B ist
ein metallischer Verstärkungsring 5C eingelassen.
Drei Aussparungen 5B1 sind entlang des Innenumfangs des
befestigten Abschnittes 5B bereitgestellt, derart, dass
sie einen gleichen Abstand aufweisen. Durch das Eingreifen der Aussparungen 5B1 des
befestigten Abschnittes 5B in die Vorsprünge 33A,
die in der Retentionsfläche 33 auf
der radialen Außenseite
des ersten stationären
Dichtungsringes 3 gebildet sind, kann die Packung 5 den
ersten stationären
Dichtungsring 3 zurückhalten,
um ein Rotieren aufgrund von Gleitbewegung mit dem ersten rotierenden
Dichtungsring 3 zu verhindern.
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Bei
einer solchen Gleitringdichtung 1, die wie beschrieben
aufgebaut ist, als der zweiten Ausführungsform, ist der befestigte
Abschnitt 5B der Packung 5 feststehend in fluiddichter
Beziehung an die Retentionsfläche 33 des
ersten stationären
Dichtungsringes 3 angepasst, während der Dichtungslippenabschnitt 5A in
engem Kontakt mit einer Kontaktfläche 3A des Dichtungsflansches 30 steht.
Wenn die Packung 5 dem Druck des abgedichteten Fluids ausgesetzt
wird, verformt sie sich entsprechend dazu elastisch. Wenn der Druck über der
Elastizitätsgrenze
ausgeübt
wird, dann ist der Dichtungslippenabschnitt 5A dazu ausgelegt,
sich leicht zu verlagern. Demnach ist es dem ersten stationären Dichtungsring 3 möglich, sich
in Reaktion auf den Oberflächendruck
der ersten Dichtungsfläche 6 ungeachtet
des Vorhandenseins von in Fluid enthaltenen Aufschlämmungen
zu bewegen.
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4 zeigt
eine Packung, die auf eine Gleitringdichtung 1 als die
dritte Ausführungsform
aufgebracht werden kann.
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Die
Packung 5 besitzt einen befestigten Abschnitt 5B auf
ihrer radialen Außenseite.
In den befestigten Abschnitt 5B ist ein Verstärkungsring 5C eingelassen.
Der befestigte Abschnitt 5B der Packung 5 ist
feststehend an die Retentionsfläche 33 des
Dichtungsflansches 30 in einem Stück angepasst. Ebenfalls ist
die Dichtungslippe 5A auf der radialen Innenseite in fluiddichter
Beziehung an eine Kontaktfläche 3A einer
Stufe angepasst, die auf der radialen Außenseite des ersten stationären Dichtungsringes 3 angeordnet
ist.
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Diese
Ausführungsform
funktioniert auf die gleiche Art und Weise wie bei den Gleitringdichtungen
der ersten und zweiten Ausführungsformen
und spannt in Reaktion auf den auf die Dichtungsfläche 6 des
ersten stationären
Dichtungsringes 3 ausgeübten
Oberflächendruck,
ungeachtet dessen, ob irgendwelche Verunreinigungen enthalten sind
oder nicht.
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Als
Ergebnis konnten keine Mangel verursacht werden, obwohl die abzudichtende
Flüssigkeit hochviskoses
Fluid oder ein eine Aufschlämmung enthaltendes
Fluid ist, und somit wird das Dichtungsvermögen der Dichtung voll ausgeübt.
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Bei
der Gleitringdichtung 1, die wie beschrieben aufgebaut
ist, sind der Dichtungsflansch 30 und die Dichtungsmanschette 50 durch
die zu montierenden Setzplatten 55 positioniert. Jede der
Setzplatten 55 weist eine Abschnittsgestalt, wie durch
eine schemenhafte Linie gezeigt, auf und sie sind auf der Seitenfläche des
Dichtungsflansches 30 derart angeordnet, dass sie einen
gleichen Abstand auf dem Umfang aufweisen, und sind mit Bolzen 59 befestigt.
Eingriffsnuten 56 greifen in positionierende Vorsprünge 37 der
Dichtungsmanschette 50 ein, um die Dichtungsmanschette 50 und
den Dichtungsflansch 30 zu positionieren, die anschließend zusammen
an dem Drehschaft 70 mit einer Stellschraube 51 befestigt sind.
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Die
Setzplatten 55 zur Positionierung und Befestigung sollen
nach der Montagearbeit entfernt werden.
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Weiter
wird, als ein Durchgang für
Abschreckflüssigkeit,
die Abschreckflüssigkeit
durch eine Pumpe M zu dem Fluiddurchgangsweg 40 gepumpt,
der in der Gleitringdichtung 1 gebildet ist. Die Abschreckflüssigkeit
(Fluid) durch den Fluiddurchgangsweg 40 wirkt auf der hinteren
Fläche
der Packung 5, um die erste Dichtungsfläche 6 des ersten stationären Dichtungsringes 3 gegen
die erste relative Dichtungsfläche 12 des
ersten rotierenden Dichtungsringes 10 zu drücken. Zur
selben Zeit fließt
das durch die äußere Oberfläche eines
Fluid-Leitungsringes 46 abgelenkte Fluid durch den auf
der äußeren Umfangsseite
gebildeten Durchgangsweg in die Nähe des Inneren jeder der Dichtungsflächen 6, 12, um
den ersten stationären
Dichtungsring 3 und den ersten rotierenden Dichtungsring 10 zu
kühlen.
Anschließend
fließt
das Fluid durch die innere Umfangsseite des Fluid-Leitungsringes 46 zurück zu Pumplöchern 48 eines
Pumpringes 47 und dann zu einer zweiten Dichtung 20.
Die zweite Dichtung 20 wird durch das Fluid gekühlt. Das
Fluid fließt
durch Ablauflöcher 41 ab
und wird während
des Fließens
durch einen Kühler
R gekühlt,
der wie beschrieben zur Zirkulation des Fluids in Verbindung mit
der Pumpe M steht.
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Somit
wird das Dichtungsvermögen
in einer Art und Weise ausgeübt,
derart, dass der erste stationäre
Dichtungsring 3 Druck an seinem hinteren Teil der Packung 5 von
der Abschreckflüssigkeit
ausgesetzt ist und dass gleichzeitig der erste stationäre Dichtungsring 3 ebenfalls
direkt durch die Abschreckflüssigkeit
gespannt wird. Ferner ist der erste stationäre Dichtungsring 3 immer
durch eine Feder 9 gespannt. Demnach ist es dem Dichtungsvermögen möglich, vollständig zu
spannen, wenn das abzudichtende Fluid hohen Druck aufweist. Ebenfalls
wird, da die Abschreckflüssigkeit
zu dem ersten stationären Dichtungsring 3 und
dem ersten rotierenden Dichtungsring 10 fließt und sie
diese zur Verhinderung von Wärmeerzeugung
kühlt,
jede Wärmeverformung aufgrund
von Wärmeerzeugung
bei der ersten Dichtungsfläche 6 des
stationären
Dichtungsringes 3 und der relativen Dichtungsfläche 12 des
ersten rotierenden Dichtungsringes 10 vermieden, und somit
wird jeder mit der Wärmeverformung
einhergehende Schaden wirksam verhindert.
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Zusätzlich beeinflussen
in dem abgedichteten Fluid enthaltene Aufschlämmungen die Ansprechbewegung
des ersten stationären
Dichtungsringes 3 aufgrund der ansprechenden elastischen Verformung
der Packung 5 nicht negativ. Demnach wird die Gleitringdichtung 1 erhalten,
die ausgezeichnete Wirkungen bereitstellt, bei der der Oberflächendruck
vollständig
ausgeübt
wird, um das Dichtungsvermögen
ungeachtet des Problems zu verbessern, das mit hochviskosem Fluid
und einem eine Aufschlämmung
enthaltenden Fluid einhergeht.
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Gemäß der Gleitringdichtung 1 werden
folgende Wirkungen abgeleitet.
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Bei
der Gleitringdichtung 1 ist die Packung an ihrem befestigten
Abschnitt auf der Retentionsoberfläche auf einer Seite befestigt,
während
sie an dem freien Ende ihres Dichtungslippenabschnittes in engem
Kontakt mit der Passoberfläche
auf der anderen Seite steht. Wenn demnach ein eine Aufschlämmung enthaltendes
Fluid haften bleibt, verformt sich die Packung an dem Dichtungslippenabschnitt
davon elastisch, wodurch die Reaktion auf den auf den stationären Dichtungsring
ausgeübten
Oberflächendruck
immer vollständig
ausgeübt
wird.
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Der
Fluiddurchgangsweg steht in Verbindung mit der Umgebung der radialen
Innenseite gegenüber
der Dichtungsfläche
eines jeden Dichtungsringes und ebenfalls mit dem hinteren Teil
der Packung 5, die der abgedichteten Fluidseite gegenüberliegt.
Daher kann jede Dichtungsfläche
der Dichtungsringe und der Packung gekühlt werden, und es ist möglich, dass
Schäden
an den Dichtungsringen und der Packung aufgrund von Wärmeerzeugung wirksam
verhindert werden.
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Gleichzeitig
kann das Dichtungsvermögen ausgeübt werden,
da auf den hinteren Teil der Packung durch das Fluid Druck ausgeübt wird,
um dafür zu
sorgen, dass auf die erste Dichtungsfläche des ersten stationären Dichtungsringes
zusätzlich
Druck ausgeübt
wird, was zur Erzeugung von Oberflächendruck auf die Dichtungsfläche führt.
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Gemäß der Gleitringdichtung 1 ist
es ferner möglich,
den Oberflächendruck
auf die erste Dichtungsfläche
zu erhöhen,
da auf die Packung durch Kühlflüssigkeit
(Abschreckflüssigkeit)
Druck ausgeübt
wird, um dafür
zu sorgen, dass Druck auf den ersten stationären Dichtungsring ausgeübt wird.
Ferner ist es ebenfalls möglich,
den Oberflächendruck
auf die erste Dichtungsfläche
durch die Wirkung von Kühlflüssigkeitsdruck
auf den hinteren Teil des ersten stationären Dichtungsringes zu erhöhen. Als
Ergebnis wird die Dichtungsfläche
der ersten Dichtung immer vollständig
mit Druckkraft angewandt. Demnach kann das Dichtungsvermögen der
ersten Dichtungsfläche
sicher verbessert werden, ungeachtet des Ausmaßes des durch das abgedichtete
Fluid angewandten Drucks.
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Ebenfalls
kann gemäß der Gleitringdichtung 1,
da ein Verstärkungsring
in dem befestigten Abschnitt oder dem Dichtungslippenabschnitt bereitgestellt
ist, der befestigte Abschnitt oder der Dichtungslippenabschnitt
sicher in Kontakt stehen mit oder feststehend befestigt werden an
der Retentionspassfläche
oder Kontaktfläche.
Es ist möglich,
Druckwiderstand sowie die Kupplungskraft des Dichtungslippenabschnittes
auszuüben.
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Weiterhin
ist gemäß der Gleitringdichtung 1 die
Abdeckplatte außerdem
auf der abgedichteten Fluidseite der Packung an den Dichtungsflansch
angebracht. Demnach ist es möglich,
den Druckwiderstand der Packung zu erhöhen und die Packung sicher
zu halten. Zusätzlich
kann die Gleitringdichtung extrem leicht an den Dichtungskörper unter
Verwendung der Abdeckplatte angebracht werden.