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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Wellendichtungsvorrichtungen.
Im Spezielleren, jedoch nicht ausschließlich, betrifft die vorliegende
Erfindung Wellendichtungsvorrichtungen zur Verwendung bei einer
Rühreinrichtung
oder dergleichen zur Schaffung einer Abdichtung gegenüber einem Rührfluid
unter einem hohen Druck oder extrem hohen Druck. Eine solche Dichtung
ist aus dem Dokument US-A-5,609,342 bekannt.
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Eine
Wellendichtungsvorrichtung in Form eines einschlägigen Standes der Technik zu
der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. 4 zeigt eine
Schnittdarstellung einer mechanischen Dichtungsvorrichtung für hohen
Druck.
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In 4 ist
eine Drehwelle 175 durch einen Lagerbereich drehbar abgestützt, der
in einem Gehäuse 151 der
Rühreinrichtung 150 angeordnet
ist. Die Drehwelle 175 erstreckt sich durch das gesamte Innere
des Gehäuses 151 hindurch
sowie aus diesem heraus. Das Innere der Rühreinrichtung 150 ist mit
einem unter hohem Druck stehenden Dichtungsfluid A gefüllt.
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Das
Gehäuse 151,
durch das sich die Drehwelle 175 hindurch erstreckt, ist
in drei Kammern 152A, 152B und 152C unterteilt.
Die Kammern 152 umfassen, gezählt von der Seite des Dichtungsfluids A
aus, eine erste Kammer 152A, eine zweite Kammer 152B und
eine dritte Kammer 152C.
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Wenn
der Druck des Dichtungsfluids A z.B. 20 MPa beträgt, wird der ersten Kammer 152A von einem
ersten Rohr 153A ein Druckfluid mit 15 MPa zugeführt, wobei
dieser Druck etwas niedriger ist als der des Fluids A. In ähnlicher
Weise wird der zweiten Kammer 1528 von einem zweiten Rohr 1536 ein Druckfluid
mit 10 MPa zugeführt,
wobei dieser Druck noch niedriger ist als in der ersten Kammer 152A.
In entsprechender Weise wird der dritten Kammer 152C von
einem dritten Rohr 153C ein Druckfluid mit 5 MPa zugeführt, wobei
dieser Wert nochmals niedriger als der Druck der zweiten Kammer 1526 ist.
Aus diesem Grund ist eine Mehrzahl von Kammern notwendigerweise
derart angeordnet, dass der hohe Druck des Dichtungsfluids A stufenweise
geringer wird.
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Ohne
eine solche ausgeklügelte
Einrichtung kann ein hoher Druck eine Beschädigung an der ersten mechanischen
Dichtung 110 verursachen.
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Die
erste Kammer 152A, die zweite Kammer 1526 und
die dritte Kammer 152C enthalten in ihrem Inneren eine
jeweilige mechanische Dichtungsvorrichtung 110, 120, 130,
und diese mechanischen Dichtungsvorrichtungen 110, 120, 130 werden
ausgehend von der Seite des Dichtungsfluids A in Richtung auf den
Atmosphärenbereich
als erste mechanische Dichtung 110, zweite mechanische
Dichtung 120 bzw. dritte mechanische Dichtung 130 bezeichnet.
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Bei
der ersten mechanischen Dichtung 110 handelt es sich aufgrund
des hohen Drucks des Dichtungsfluids A um eine für hohen Druck ausgelegte mechanische
Dichtung. Gleichermaßen
werden für hohen
Druck ausgebildete mechanische Dichtungen auch für die zweite mechanische Dichtung 120 und die
dritte mechanische Dichtung 130 verwendet, und zwar entsprechend
dem Druckniveau, dem diese ausgesetzt werden.
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Das
in einer Rühreinrichtung 150 verwendete
Dichtungsfluid A steht unter einem hohen Druck, und es werden typischerweise
mechanische Dichtungsvorrichtungen 110, 120, 130 verwendet,
da elastische Gummidichtungen einem solchen hohen Druck nicht standhalten
können.
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Diese
mechanische Dichtungen 110, 120, 130 sind
speziell für
eine Verwendung unter hohem Druck vorgesehen, wobei sie derart angebracht
sind, dass eine Wellenhülse 111 über einen
O-Ring über die
Drehwelle 175 gepasst ist. Eine Federhalterung 112 greift
an dem Schulterteil der Hülse 111 an
der Hülse 111 an,
und ein drehbarer Dichtungsring 113 ist über einen
O-Ring in beweglicher Weise auf das andere Ende der Hülse 111 gepasst.
Eine von der Federhalterung 112 abgestützte Vorspannfeder 114 ist derart
angeordnet, dass sie eine Drückkraft
auf den drehbaren Dichtungsring 113 ausübt.
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Andererseits
ist ein stationärer
Dichtungsring 115 an einem Haltebereich des Gehäuses 151 über einen
O-Ring angebracht und weist eine entgegengesetzte Dichtungsfläche 155A auf,
die in Gleitberührung
mit einer gleitbeweglichen Dichtungsfläche 113A des drehbaren
Dichtungsrings 113 steht.
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Die
zweite mechanische Dichtung 120 und die dritte mechanische
Dichtung 130 sind in ähnlicher Weise
ausgebildet wie die erste mechanische Dichtung 110.
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Die
erste mechanische Dichtung 110 schafft eine effektive Abdichtung
gegenüber
dem unter hohem Druck stehenden Dichtungsfluid A innerhalb der Rühreinrichtung,
und zwar in Zusammenarbeit mit dem Fluiddruck im Inneren der ersten
Kammer 152A, der etwas niedriger ist als der Druck des
Fluids A.
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Hinsichtlich
der zweiten mechanischen Dichtung 120 schafft diese gleichermaßen eine
Abdichtung gegenüber
dem Druckfluid im Inneren der ersten Kammer 152A in Zusammenarbeit
mit dem Fluiddruck innerhalb der zweiten Kammer 1528, der
zwei Stufen niedriger ist als der Druck des Fluids A. In ähnlicher
Weise schafft auch die dritte mechanische Dichtung 130 eine
Abdichtung gegenüber
dem Druckfluid in der ersten Kammer 1528 in Zusammenarbeit
mit dem Fluiddruck in der zweiten Kammer 152C, der um drei
Stufen niedriger ist als der Druck des Fluids A.
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Die
Verwendung von solchen mechanischen Hochleistungsdichtungen, die
den Fluiddruck stufenweise von Kammer zu Kammer reduzieren, ist
von essentieller Bedeutung, um eine sichere Abdichtung für das Dichtungsfluid
A unter hohem Druck zu schaffen. Mit anderen Worten ist beim Abdichten
eines unter hohem Druck stehenden Fluids ohne allmähliche Reduzierung
des hohen Drucks in mehreren Schritten eine einzige mechanische
Dichtungsvorrichtung nicht in der Lage, einem solchen hohen Fluiddruck standzuhalten,
und es kommt frühzeitig
zu Verschleiß oder
Beschädigung
dieser Dichtungsvorrichtung.
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Es
ist eine Anzahl von teuren mechanischen Dichtungen erforderlich,
um eine solche mechanische Dichtungsvorrichtung in mehreren Stufen
zu realisieren, und dies macht die Dichtungskonstruktion größer und
länger.
Falls es ferner zu einem Versagen bei einer der mehreren mechanischen
Dichtungen kommt, wird ein Druckunterschied zwischen den beiden
benachbarten mechanischen Dichtungen groß, und der erhöhte Druckunterschied
führt zu
einem Versagen von weiteren einzelnen mechanischen Dichtungen. Bei
der Anordnung einer mechanischen Dichtung in einer solchen Mehrstufen-Konstruktion
bestehen ferner Schwierigkeiten bei der spanenden Bearbeitung zum
Montieren der mechanischen Dichtungen sowie bei der Montage der
mechanischen Dichtungsvorrichtung. Dies erhöht auch die Herstellungskosten.
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Die
Anordnung von Fluid mit bestimmten Druckwerten in einzelnen Kammern,
so dass der Druck in mehreren Stufen variiert wird, bedingt ferner einen
Kostenanstieg aufgrund von Pumpen und ihren zugehörigen Steuerungen.
Eine Modulation des Fluiddrucks ist ebenfalls schwierig.
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Mit
der vorliegenden Erfindung sollen die vorstehend genannten Probleme
gelöst
werden. Ein technisches Hauptziel, das die vorliegende Erfindung zu
erreichen sucht, besteht in der Reduzierung der Anzahl von mechanischen
Dichtungen für
den Einsatz sowie in der Schaffung einer Abdichtung gegenüber einem
Fluid mit hohem Druck unter Verwendung kostengünstiger mechanischer Dichtungen
unter Vermeidung eines Anstiegs bei den Gesamtkosten einer Wellendichtungsvorrichtung,
wie sich dieser bei Verwendung einer Mehrzahl teurer mechanischer Dichtungen
ergibt.
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Eine
Abdichtung gegen einem Fluid mit hohem Druck mittels einer Mehrzahl
mechanischer Dichtungsvorrichtungen führt zu einer großen Konstruktion,
da viele Kammern zum Halten der Dichtungen vorgesehen werden müssen. Ein
weiteres Ziel besteht daher in der Reduzierung der Größe der Wellendichtungsvorrichtung
durch kompakte Ausbildung des Installationsraums.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
einer Wellendichtungsvorrichtung mit verbesserter Druckfestigkeit und
verbes serter Dichtungsleistung gegenüber einem unter hohem Druck
stehenden Fluid sowie mit verbesserter Verhinderung von Defekten
aufgrund des Fluiddrucks.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Wellendichtungsvorrichtung gemäß Anspruch
1 geschaffen, bei der es sich um eine Wellendichtungsvorrichtung
zum Schaffen einer Dichtung gegenüber eine Prozessfluid zwischen
einem Gehäuse
und einer Drehwelle handelt, wobei die Wellendichtungsvorrichtung
gekennzeichnet ist durch:
- (a) Einen ersten
Dichtungsbereich, der auf ein Prozessfluid zu positioniert ist und
eine Abdichtung gegenüber
dem Prozessfluid schafft;
- (b) einen zweiten Dichtungsbereich, der relativ zu dem ersten
Dichtungsbereich auf der entgegengesetzten Seite des Prozessfluids
positioniert ist;
- (c) eine Fluidkammer, die sich zwischen dem ersten Dichtungsbereich
und dem zweiten Dichtungsbereich befindet;
- (d) eine Eintrittspassage, die ein Einströmen eines Dichtungsmittels
durch Verbindung mit einer Verbindungspassage zwischen der Fluidkammer und
dem ersten Dichtungsbereich ermöglicht;
- (e) einen Schwebering, der sich im Inneren der Fluidkammer befindet
und einen Druckreduzierspalt zwischen dem Schwebering und der Drehwelle
vorsieht; und
- (f) eine Austrittspassage, die mit dem Druckreduzierspalt in
Verbindung steht und einen Austritt des Dichtungsmittels ermöglicht.
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Bei
der vorliegenden Wellendichtungsvorrichtung vermindert der Schwebering
einen hohen Druck des Dichtungsmittels, das einem Prozessfluid entgegengesetzt
ist, und die eine Seite des ersten Dichtungsbereichs wird über den
Druck des Dichtungsmittels druckfest gemacht. Aus diesem Grund muss
der Schwebering keine Dichtungsfunktion haben, sondern es müssen lediglich
Festigkeit und Abriebbeständigkeit
berücksichtigt
werden. Als Ergebnis hiervon führt
eine Kombination aus einer kostengünstigen Dichtung und einem
Schwebering, durch die ein beträchtlicher
Druckreduzierungseffekt geschaffen wird, zur einfachen Schaffung
einer Wellendichtungsvorrichtung mit signifikanter Dichtungsleistung
sowie Dauerhaftigkeit, wie sich diese mit einer herkömmlichen Dichtungsvorrichtung,
bei der nur eine Dichtungsfunktion berücksichtigt wird, nicht erzielen
lassen.
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Da
der Schwebering den Druck des Dichtungsmittels vor der Übertragung
auf den zweiten Dichtungsbereich vermindert, lässt sich der zweite Dichtungsbereich
mit einer für
niedrigen Druck ausgelegten Spezifikation ausführen, so dass sich eine Kostenreduzierung
ergibt.
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Ferner
kann sogar ein einziges Stück
eines Schweberings den Druck eines unter hohem Druck stehenden Fluids
vermindern, und dies führt
zu einer Ersparnis hinsichtlich des Installationsraums des Schweberings.
Ferner führt
dies zu einer einfachen Installationskonstruktion sowie zu einer
kompakteren Wellendichtungsvorrichtung.
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Darüber hinaus
wird der Druck des Dichtungsmittels in der stromaufwärts von
dem Schwebering vorgesehenen Verbindungspassage in effektiver Weise
reduziert, da das Dichtungsmittel durch den Schwebering blockiert
wird.
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Es
kann eine Eintrittspassage zur Verbindung mit einer Verbindungspassage
zwischen einem ersten Dichtungsbereich und einer Fluidkammer vorgesehen
sein sowie auch für
eine Verbindung mit einer Fluidkammer über einen Spalt vorgesehen
sein, der durch ein Gehäuse
und eine Drehwelle gebildet ist.
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Da
bei einer solchen Wellendichtungsvorrichtung die Eintrittspassage
mit der Verbindungspassage zwischen dem ersten Dichtungsbereich
und der Fluidkammer in Verbindung steht und ferner mit der Fluidkammer über den
Spalt zwischen dem Gehäuse
und der Drehwelle in Verbindung steht, vermindert die sich an die
Eintrittspassage anschließende
Verbindungspassage den Druck des Dichtungsmittels, bevor der Druck
durch einen Schwebering reduziert wird. Eine weitere Verminderung
des Drucks wird an dem Spalt zwischen dem Gehäuse und der Drehwelle forciert.
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Auf
diese Weise kann der Druck vor dem Schwebering in effektiver Weise
reduziert werden, und eine mögliche
Beschädigung
eines ersten Dichtungsbe reichs aufgrund eines hohen Drucks des Prozessfluids
wird in effektiver Weise verhindert.
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Dies
führt auch
zu der Möglichkeit
der Verwendung eines Materials mit niedriger Druckfestigkeit für den Schwebering.
Der erste Dichtungsbereich kann ebenfalls mit einem kostengünstigen
Material hergestellt werden. Als Ergebnis hiervon lässt sich
eine Wellendichtungsvorrichtung kompakt und kostengünstig herstellen.
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Da
die Eintrittspassage mit der Verbindungspassage in Verbindung steht,
die sich zwischen dem ersten Dichtungsbereich und der Fluidkammer
befindet, kann der erste Dichtungsbereich ferner angrenzend an die
Fluidkammer angeordnet werden. Dies führt zu einer kompakten Ausbildung
der gesamten Konstruktion einschließlich des ersten Dichtungsbereichs
und der Fluidkammer.
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Bei
einer Wellendichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 kommuniziert eine
Eintrittspassage mit einem Bereich einer ersten Dichtungsinstallationskammer,
die sich zwischen einem ersten Dichtungsbereich und einer Fluidkammer
befindet, und eine Summe aus dem Druck des Dichtungsmittels, das
von der Eintrittspassage her zugeführt wird, und dem Dichtungsfestigkeitsdruck
bzw. dem Dichtungsprüfdruck
des ersten Dichtungsbereichs ist gewählt als der Druck des Prozessfluids.
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Da
bei dieser Form der Wellendichtungsvorrichtung die Eintrittspassage
mit der ersten Dichtungsinstallationskammer kommuniziert und eine Summe
aus dem Druck des Dichtungsmittels, das von der Eintrittspassage
her zugeführt
wird, und dem Dichtungsfestigkeitsdruck des ersten Dichtungsbereichs
höher ist
als der Fluiddruck, kann selbst ein erster Dichtungsbereich mit
niedriger Dichtungsleistung in wirksamer Weise dem Druck des Prozessfluids
unter hohen Druckbedingungen standhalten. Aus diesem Grund kann
der erste Dichtungsbereich durch eine Packung mit niedriger Dichtungsfestigkeit oder
dergleichen ersetzt werden, und die Herstellungskosten für die Wellendichtungsvorrichtung
lassen sich reduzieren.
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Eine
mechanische Dichtung kann für
den ersten Dichtungsbereich vorgesehen sein, wobei ein drehbarer
Dichtungsring der mechanischen Dichtung durch eine Hülse festgehalten
ist, die durch ein Axiallager gelagert ist.
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Bei
dieser Wellendichtungsvorrichtung sind drehbare Dichtungsringe in
einer Hülse
festgehalten, die durch ein Axiallager drehbeweglich gelagert ist. Auf
diese Weise können
Gleitflächen
zum Abdichten von mechanischen Dichtungen exakt gelagert werden.
Dies ermöglicht
auch die Verwendung einer druckfesten mechanischen Dichtung.
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Es
können
Lager vorgesehen sein, die eine Drehwelle in frei drehbarer Weise
auf der in Bezug auf einen zweiten Dichtungsbereich entgegengesetzten
Seite eines Schweberings abstützen,
und eine Zirkulationspassage für
ein Schmiermittel, die das Schmiermittel den Lagern zuführt, steht
mit einer zweiten Dichtungsinstallationskammer in Verbindung, in
der der zweite Dichtungsbereich angeordnet ist. Die zweite Dichtungsinstallationskammer
steht ferner mit einer Zuführpassage
zum Zuführen
des Schmiermittels in Verbindung.
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Da
das Schmiermittel mit der zweiten Dichtungsinstallationskammer in
Relation zu dem zweiten Dichtungsbereich lagerseitig in Verbindung
steht, führt
ein Fluiddruck des Schmiermittels, das der zweiten Dichtungsinstallationskammer
zugeführt
wird, zu einer hydroelastischen Unterstützung einer Niedrigdruckseite
des zweiten Dichtungsbereichs. Selbst wenn der zweite Dichtungsbereich
einem Druck des Dichtungsmittels ausgesetzt wird, kann der Druck des
Schmiermittels dem Druck des Dichtungsmittels standhalten. Auf diese
Weise wird nicht nur eine Leckage des Dichtungsmittels verhindert,
sondern es wird auch eine hohe Druckfestigkeit gegenüber dem Dichtungsmittel
realisiert.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung sowie zur Veranschaulichung, wie diese ausgeführt werden
kann, wird im Folgenden anhand von Beispielen auf die Begleitzeichnungen
Bezug genommen; darin zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung der vorliegenden Wellendichtungsvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine
Schnittdarstellung des vorliegenden Schlüsselbereichs einer Wellendichtungsvorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
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3 eine
Schnittdarstellung eines Schlüsselbereichs
der vorliegenden Wellendichtungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung; und
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4 eine
Schnittdarstellung einer Wellendichtungsvorrichtung des einschlägigen Standes
der Technik.
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung der vorliegenden Wellendichtungsvorrichtung,
die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
darstellt.
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In 1 ist
ein Gehäuse 60 mit
einer Durchgangsöffnung 61 ausgebildet,
durch die sich eine Drehwelle 60 hindurch erstreckt. Das
Gehäuse 60 ist aus
einem ersten Gehäuseteil 60A,
einem zweiten Gehäuseteil 60B,
einem dritten Gehäuseteil 60C sowie
einem vierten Gehäuseteil 60D gebildet.
Diese Gehäuseteile
sind mittels eines Schraubenbolzens 62D in integraler Weise
miteinander verbunden.
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Weiter
rechts in der Zeichnung sind ein zylindrisches fünftes Gehäuseteil 60E und ein
sechstes Gehäuseteil 60F angeordnet,
bei dem es sich um eine Endabdeckung handelt. Das fünfte Gehäuseteil 60E und
das sechste Gehäuseteil 60F sind
an dem zweiten Gehäuseteil 60B mittels
eines Schraubenbolzens 62C befestigt.
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Die
einzelnen Gehäuseteile 60A, 606, 60C, 60D, 60E, 60F sind
mittels Schraubenbolzen 62A an einem Basisgehäuseteil 60B fest
angebracht. Ein Dichtungsgehäuse 60 ist
durch das erste Gehäuseteil 60A,
das zweite Gehäuseteil 606,
das dritte Gehäuseteil 60C und
das vierte Gehäuseteil 60D gebildet.
Ferner bilden das fünfte
Gehäuseteil 60E und das
sechste Gehäuseteil 60F ein
Lagergehäuse 60.
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Die
Dichtungsgehäuseteile 60A, 606, 60C, 60D bilden
in Kombination mit den Lagergehäuseteilen 60E, 60F das
Gesamtgehäuse 60.
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Ein
innerer Bereich 66 des Basisgehäuseteils 60G, der
mit einem Vorrichtungsinnenraum A in Verbindung steht, ist relativ
zu der Durchgangsöffnung 61 des
Gehäuses 60 auf
der linken Seite der Zeichnung angeordnet. Eine Installationskammer 26 für eine erste
Dichtung ist als Innenumfangsnut gebildet, die innerhalb des ersten
Gehäuseteils 60A zu
einer Atmosphärenseite
B hin positioniert ist, und die Installationskammer 26 steht
durch einen Spalt mit dem Innenbereich in Verbindung. In der ersten
Dichtungsinstallationskammer 26 ist ein erster Dichtungsbereich 14 positioniert.
Der erste Dichtungsbereich 14 bildet eine mechanische Dichtung.
Eine andere Art von Dichtungsvorrichtung, wie z.B. eine Segmentdichtung
oder ein O-Ring, kann als Ersatz für die mechanische Dichtung
verwendet werden.
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Die
erste mechanische Dichtung 14 weist einen stationären Dichtungsring 14A und
einen drehbaren Dichtungsring 14B auf. Der stationäre Dichtungsring 14A ist
in drehfester Weise festgehalten, indem er in abdichtender Verbindung
mit einem Vorsprung steht, der in dem ersten Gehäuseteil 60A vorgesehen
ist.
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Der
drehbare Dichtungsring 14B dagegen ist durch einen Flanschbereich 51A3 einer
ersten Hülse 51A in
drehfester, jedoch axial beweglicher Weise festgehalten. Einander
gegenüberliegende
Dichtungsflächen 14C des
stationären
Dichtungsrings 14A und des drehbaren Dichtungsrings 14B schaffen eine
sichere Dichtung gegenüber
einem Prozessfluid.
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Eine
Fluidpassage, die sich in Relation zu den gegenüberliegenden Dichtungsflächen 14C des ersten
Dichtungsbereichs 14 in der ersten Dichtungsinstallationskammer 26 auf
der Atmosphärenseite
B befindet, steht mit einer Eintrittspassage 20 in Verbindung.
Diese Eintrittspassage 20 kann in direkter Verbindung mit
einer Verbindungspassage 22 vorgesehen sein, die sich zwischen
der ersten Dichtungsinstallationskammer 26 und einer Fluidkammer 63 befindet.
Ferner ist ein schmaler Spalt 23 zwischen der Drehwelle 50 und
der Durch gangsöffnung 61 des dritten
Gehäuseteils 60C relativ
zu der Verbindungspassage 22 zu der Fluidkammer 63 hin
positioniert.
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Ein
Dichtungsmittel S, bei dem es sich um ein Hydraulikfluid, wie z.B.
Speiseöl
handelt, wird von dieser Eintrittspassage 20 her zugeführt. Der
Druck des Hydraulikfluids wird derart gewählt, dass er gleich oder etwas
niedriger als der des abgedichteten Prozessfluids ist, wobei er
z.B. um einen Druckunterschied in einem Bereich von 0,01 bis 0,5
MPa niedriger ist als der Prozessfluid-Druck.
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Der
Druckunterschied relativ zu dem Prozessfluid-Druck muss innerhalb
eines vorgegebenen Dichtungsdruckbereichs des ersten Dichtungsbereichs
fallen (wobei es sich um einen Druckbereich handelt, in dem die
Dichtungsleistung wirksam bleibt). Das Halten des Druckunterschieds
unter der Dichtungsdruckgrenze trägt dazu bei, eine Beschädigung des
ersten Dichtungsbereichs 14 durch einen übermäßigen Druck
des Prozessfluids zu verhindern.
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Ferner
ist eine Fluidkammer 63 relativ zu der ersten Dichtungsinstallationskammer 26 zu
der Atmosphärenseite
B hin vorgesehen. Im Inneren der Fluidkammer 63 ist ein
erster Befestigungsstift 65A an einer der Endflächen befestigt,
die näher
zu dem Vorrichtungsinneren 66 hin angeordnet ist, während ein
zweiter Befestigungsstift 65B an der anderen Endfläche befestigt
ist, die näher
zu der Atmosphärenseite
B hin gelegen ist. Zusätzlich
dazu ist eine zweite Dichtungsinstallationskammer 69 in
einer ringförmigen
Nut relativ zu der Fluidkammer 63 auf der Atmosphärenseite
B vorgesehen.
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Ferner
ist in dem Gehäuse 60 eine
Austrittspassage 67 angeordnet, die mit der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69 in
Verbindung steht.
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Diese
Austrittspassage 67 steht ferner mit einem zweiten Rohrformstück 72 in
Verbindung, das mit dem zweiten Gehäuseteil 60B verbunden
ist. Stromabwärts
relativ zu dem zweiten Rohrformstück 72 befindet sich über ein
in der Zeichnung nicht dargestelltes Ventil V2 ein Speicherbehälter T.
Der Speicherbehälter
T ist dann über
das zweite Rohrformstück 72 mit
einer Pumpe PF verbunden. Dichtungsmittel S, dessen Druck durch
einen später
noch ausführlich zu
beschreibenden Schwebering 2 reduziert wird, wird über die
Austrittspassage 67 und das zweite Rohrformstück 72 zu
dem Speicherbehälter
T zurückgeführt.
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Dieses
Dichtungsmittel S, das mittels der Pumpe PF auf einen Druck P1 gepumpt
wird, wird von dem Speicherbehälter
T über
das erste Rohrformstück 71 zu
der Eintrittspassage 20 zurückgeführt. Die das Dichtungsmittel
S mit Druck beaufschlagende Pumpe PF muss keine Pumpe einer besonderen
Art sein, sondern es reicht eine übliche, kostengünstige Pumpe.
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Das
Dichtungsmittel S zirkuliert somit und wird zu der Eintrittspassage 20 zurückgeführt, nachdem
der Druck in der Fluidkammer 63 vermindert worden ist.
Das Dichtungsmittel S wird mit einem Druck von 40 MPa von der Eintrittspassage 20 in
die erste Dichtungsinstallationskammer 26 eingeleitet und
wird dann über
die Verbindungspassage 22, die sich zwischen dem ersten
Dichtungsbereich 14 und der Fluidkammer 63 befindet,
in die Fluidkammer 63 eingeleitet. Da die Verbindungspassage 22 einen
engen Spalt 23 zwischen der Drehwelle 50 und der Durchgangsöffnung 61 zu
der Seite der Fluidkammer 63 hin aufweist, wird der Druck
des Dichtungsmittels S auch an dem Spalt 23 vermindert.
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Der
später
beschriebene Schwebering 2 reduziert den Druck des Dichtungsmittels
S vor P1, 40 MPa, auf P2 in einem Bereich von 0,1 MPa bis 3 MPa beim
Durchlaufen der Fluidkammer 63.
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Die
Wirkung der Druckreduzierung ist bei einer höheren Viskosität des Dichtungsmittels
S noch ausgeprägter.
Auch eine schmalere Ausbildung eines Druckreduzierspaltes 7 zwischen
dem Schwebering 2 und der Drehwelle 50 führt in Verbindung
mit der Viskosität
zu einem noch stärkeren
Druckreduziereffekt.
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Der
Schwebering 2 ist im Inneren der Fluidkammer 63 angeordnet,
und seine Innendurchmesserfläche
bildet eine Druckreduzier-Innenfläche 3. Der Druckreduzierspalt 7 befindet
sich zwischen der Druckreduzier-Innenfläche 3 des Schweberings 2 und
der Außendurchmesser-Fläche 51A1 der
ersten Hülse 51A,
die über
die Drehwelle 50 gepasst ist. Dieser Druckreduzierspalt 7 zeigt
einen Druckreduziereffekt in Abhängigkeit
von der axialen Länge
des Schweberings 2 sowie der Viskosität und der Strömungsrate
des Dichtungsmittels S, wie z.B. Speiseöl (pflanzliches Öl).
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Die
Verwendung einer Labyrinth-Dichtung an der Druckreduzier-Innenfläche 3,
die im Folgenden noch anhand eines Beispiels beschrieben wird, kann einen
Druckreduziereffekt steigern. Eine an der Druckreduzier-Innenfläche 3 angeordnete
Labyrinth-Dichtung trägt
zur Verminderung der axialen Länge
des Schweberings 2 bei, wobei dies wiederum zu einer kompakteren
Ausbildung führt.
Ferner wird durch Anordnen der Druckreduzier-Innenfläche 3 für eine abgeschrägte Fläche der
Druckreduziereffekt intensiviert.
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Die
Größe des Durchmessers
des Schweberings 2 hat ebenfalls einen Einfluss auf den
Druckreduziereffekt.
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Die
Ausbildung des Schweberings 2 erfolgt unter Berücksichtigung
dieser Daten. Die Abmessung des Druckreduzierspalts 7 zwischen
dem Schwebering 2 und der Drehwelle 50 liegt in
einem Bereich von 0,01 mm bis 0,5 mm und in noch weiter bevorzugter
Weise in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,2 mm.
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Der
Schwebering 2 weist eine gegenüberliegende Endfläche 4 auf,
die zu der Eintrittsseite hin gelegen ist, auf der das Dichtungsmittel
S einströmt, wobei
die Endfläche 4 der
Endfläche
der Fluidkammer 63 benachbart ist. Auch die andere Endfläche des
Schweberings 2, die zu der Atmosphärenseite B hin gelegen ist,
bildet eine Dichtungsfläche 5.
Diese Dichtungsfläche 5 bildet
eine abdichtende Berührung mit
einer gegenüberliegenden
Dichtungsfläche 12 eines
stationären
Rings 11, indem sie von einer Mehrzahl von Schraubenfedern 10 mit
Druck beaufschlagt wird, die in Umfangsrichtung zwischen der Endfläche der
Fluidkammer 63 und der gegenüberliegenden Endfläche 4 angeordnet
sind.
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Ferner
ist in der gegenüberliegenden
Endfläche 4 eine
erste Eingriffsaussparung 6 vorgesehen, und durch in Eingriff
bringen des ersten Befestigungsstifts 65A mit der ersten
Eingriffsaussparung 6 wird der Schwebering 2 in
drehfester Weise relativ zu der Drehwelle 50 festgehalten.
Außerdem
ist der Schwebering 2 in frei beweglicher Weise in Richtung auf
eine radiale, nach außen
gehende Richtung in Bezug auf die Außendurchmesser-Fläche 51A1 der ersten
Hülse 51A festgehalten.
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Der
stationäre
Ring 11 ist in dem vierten Gehäuseteil 60D relativ
zu dem Schwebering 2 zu der Atmosphärenseite B hin angeordnet.
Dieser stationäre
Ring 11 weist eine zweite Eingriffsaussparung an der Endfläche auf,
die sich auf der entgegengesetzten Seite zu der gegenüberliegenden
Dichtungsfläche 12 befindet,
und die zweite Eingriffsaussparung steht mit dem zweiten Befestigungsstift 65B in
Eingriff, der in dem vierten Gehäuseteil 60D angebracht ist.
Der stationäre
Ring 11 ist Teil des Schweberings 2, und ein Spalt
zwischen dem stationären
Ring 11 und der ersten Hülse 51A ist mehr oder
weniger gleich zu dem Druckreduzierspalt 7 des Schweberings 2 vorgesehen.
Jegliches Metall, das eine ausreichende Festigkeit aufweist, kann
für den
Schwebering 2 und den stationären Ring 11 verwendet
werden, wie z.B. SiC, Keramik oder super harte Legierungen. Die
Dichtungsfläche 5 kann
sich relativ zu der gegenüberliegenden
Dichtungsfläche 12 nicht drehen,
sondern ihr ist lediglich eine geringfügige radiale Verlagerung möglich.
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Ein
zweiter Dichtungsbereich 15 ist in der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69 relativ
zu dem Schwebering 2 zu der Atmosphärenseite B hin vorgesehen.
Der zweite Dichtungsbereich 15 bildet eine mechanische
Dichtung.
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Diese
mechanische Dichtung 15 sorgt für eine Abdichtung des Dichtungsmittels
S durch eine Dichtungsberührung
zwischen der Dichtungsfläche 16A des
drehbaren Dichtungsrings 16 und der gegenüberliegenden
Dichtungsfläche 17A des
stationären
Dichtungsrings 17.
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An
dem Außenumfangsbereich
der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69 ist eine Barriere 25 zum
Abkühlen
der in relativer Gleitberührung
stehenden Flächen 16A, 17A angeordnet.
Das aus der Richtung des Schweberings 2 herein strömende Dichtungsmittel
S wird durch die Barriere 25 in Richtung auf die mechanische
Dichtung 15 geführt,
um mit dieser in enge Berührung
zu treten und die Reibungswärme
herunter zu kühlen,
die zwischen der Dichtungsfläche 16A und
der gegenüberliegenden Dichtungsfläche 17A erzeugt
wird.
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Als
alternatives Beispiel für
den zweiten Dichtungsbereich 15 kann eine Dichtungsvorrichtung verwendet
werden, die allgemein als Segmentdichtung bekannt ist, wobei die
Segmentdichtung einen Kohlenstoff-Dichtungsring mit quadratischem
Querschnitt, einen mit der Außendurchmesser-Fläche des Dichtungsrings
verbundenen Abdeckring sowie eine in sich geschlossene ringförmige Schraubenfeder aufweist,
die über
die Außenumfang-Fläche des
Abdeckrings gepasst ist. Der zweite Dichtungsbereich 15 verhindert
nicht nur eine Leckage des mittels des Schweberings 2 druckreduzierten
Dichtungsmittels S an die Atmosphäre B, sondern beaufschlagt
das abgedichtete Fluid auch mit Druck, so dass dieses zu der Austrittspassage 67 ausgestoßen wird.
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Eine
aus Gummi hergestellte Dichtungslippe kann für den zweiten Dichtungsbereich
verwendet werden. Eine Aufgabe des zweiten Dichtungsbereichs besteht
darin, eine Leckage einer unter niedrigem Druck stehenden Dichtungsmittels
S an die Atmosphäre
B zu verhindern. Aus diesem Grund ist eine Abdichtung auf einer
Seite alleine zum Abdichten des Dichtungsmittels S ausreichend.
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Zum
Beispiel kann auch eine aus Gummi hergestellte Packung, ein aus
Gummi hergestellter O-Ring oder. dergleichen verwendet werden. Dies führt zu einer
signifikanten Verringerung der Herstellungskosten des zweiten Dichtungsbereichs 15.
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Eine
Hülse 51 ist
auf die Drehwelle 50 gepasst. Die Hülse 51 weist drei
Komponenten auf; einen ersten Hülsenteil 51A,
einen zweiten Hülsenteil 51B und
einen dritten Hülsenteil 51C.
Der erste Hülsenteil 51A der
drei Komponenten hat eine Oberflächenbehandlung
auf seiner Außendurchmesser-Fläche 51A1,
wie z.B. eine abgeschreckte Oberfläche, eine Harzbeschichtung
oder eine Metallplattierung. Die Beschichtung 51A2 des
ersten Hülsenteils 51A, die
ebenfalls eine Oberflächenbehandlung
aufweist, zeigt Lebensdauer gegenüber einer Gleitbewegung relativ
zu dem Schwebering 2.
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Der
zweite Hülsenteil 51B ist
relativ zu der Endfläche
des ersten Hülsenteils 51A in
Richtung auf die Atmosphärenseite
Baugeordnet. Der zweite Hülsenteil 51B hält den drehbaren
Dichtungsring 16 derart fest, dass sich der Dichtungsring 16 zusammen mit
der Drehwelle 50 dreht. Ferner ist der dritte Hülsenteil 51C relativ
zu der Endfläche
des zweiten Hülsenteils 51B auf
der Atmosphärenseite
B auf die Drehwelle 50 gepasst. Weiterhin sind die Innendurchmesser-Flächen 18 des
ersten Hülsenteils 51A und
des zweiten Hülsenteils 51B sowie
ein Teil der Innendurchmesser-Fläche 18 des
dritten Hülsenteils 51C auf
eine feststehende Hülse 53 gepasst,
und diese Hülse 53 wird
dann auf die Drehwelle 50 gepasst. Einzelne Hülsenteile 51 treten
mittels Treibstiften 55A, 55A miteinander in Verbindung
und drehen sich zusammen in integraler Weise.
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Treibstifte,
die mit dem Flanschbereich 51B1 des zweiten Hülsenteils 51B fest
verbunden sind, treten mit den Aussparungen des drehbaren Dichtungsrings 16 derart
in Eingriff, dass sich der drehbare Dichtungsring 16 und
die Drehwelle 50 zusammen drehen. Der drehbare Dichtungsring 16 wird
mittels einer Mehrzahl von Schraubenfedern, die in dem Flanschbereich 51B1 angeordnet
sind, in Richtung auf den stationären Dichtungsring 16 gedrückt. Das aus
der Richtung des Schweberings 2 einströmende, druckreduzierte Dichtungsmittel
S wird durch die Dichtungsberührung
dicht eingeschlossen, die durch die Dichtungsfläche 16A des drehbaren
Dichtungsrings 16 und die gegenüberliegende Dichtungsfläche 17A des
stationären
Dichtungsrings 17 geschaffen wird.
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Auf
diese Weise wird der Druck des Dichtungsmittels S durch den Druckreduzierspalt 7 vermindert,
der zwischen dem Schwebering 2 und dem ersten Hülsenteil 51A vorgesehen
sind.
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Zum
Beispiel beträgt
der Druck des Dichtungsmittels 65 MPa, und die Strömungsrate
liegt in einem Bereich von 10 bis 15 l/min.
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Weiterhin
liegt die Abmessung des Druckreduzierspalts 7 in einem
Bereich von 0,05 bis 0,2 mm (mit einem derartigen Abmessungsbereich
für den Druckreduzierspalt 7 werden
gute Resultate erzielt, jedoch sollten die Abmessungen auf der Basis
von verschiedenen Faktoren bestimmt werden, wie z.B. Druck, Viskosität und Geschwindigkeit
des Dichtungsmittels S, axiale Länge
und Durchmesser des Schweberings 2, Formgebung des Labyrinths
usw.).
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Unter
diesen Bedingungen an der Wellendichtungsvorrichtung 1 ausgeführte Experimente
zeigen, dass ein Druck von 65 MPa in der Eintrittspassage 20 auf
3 MPa in dem zweiten Rohrformstück 72 reduziert
wurde. Auch wurde keine Leckage des Dichtungsmittels S aus dem zweiten
Dichtungsbereich 15 festgestellt. Weiterhin wurden weder
Verformung noch Beschädigungen
festgestellt, und ihre Dichtungsleistung wird für gut befunden.
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Der
dritte Hülsenteil 51C ist
durch Lager 56A, 56B gehaltert, die in dem Gehäuse 60 angebracht
sind. Der dritte Hülsenteil 51C hält mittels
eines Axiallagers 55 einer Axialkraft stand. Das Lager 55 hält dann
dem Druck aufgrund des Prozessfluids und des Dichtungsmittels S
entlang der Axialrichtung stand.
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Ein
Schmiermittel L wird von einer Zuführpassage 57 zugeführt, um
die Lager 56A, 56B und das Axiallager 55 zu
schmieren. Diese Zuführpassage 57 steht
relativ zu dem zweiten Dichtungsbereich 15 in der zweiten
Dichtungsinstallationskammer 69 mit der Atmosphärenseite
B in Verbindung. Außerdem
ist in dem Gehäuse 60 eine
Zirkulationspassage 58 angeordnet, durch die das Schmiermittel
L von der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69, den
Lagern 56A, 56B und dem Axiallager 55 in
Richtung auf eine Austrittspassage 59 befördert wird.
Das aus der Austrittspassage 59 ausgestoßene Schmiermittel wird
für die
Ausführung
eines Reinigungsvorgangs einem in den Zeichnungen nicht dargestellten
Zirkulationssystem zugeführt,
bevor es durch Druck wieder zu der Zuführpassage 57 zurückgeführt wird.
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Das
in der Zuführpassage 57 zugeführte Schmiermittel
sorgt nicht nur für
ein Schmieren, sondern auch für
ein Kühlen
der mechanischen Dichtung 15 des zweiten Dichtungsbereichs,
der Lager 56A, 56B und des Axiallagers 55.
Der Druck des der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69 zugeführten Schmiermittels
L hält
dem Druck des Dichtungsmittels S über den zweiten Dichtungsbereich 15 stand, so
dass der zweite Dichtungsbereich 15 eine Druckfestig keitseigenschaft
erhält
und eine Leckage des Dichtungsmittels S verhindert ist. Der zweite
Dichtungsbereich 15 benötigt
somit keine weiter entwickelte Dichtungsfunktion, wobei dies zu
geringeren Herstellungskosten führt.
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2 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Schlüsselbereichs einer Wellendichtungsvorrichtung 1 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Die
Darstellung in 2 entspricht in etwa der Darstellung
der 1, und zwar mit Ausnahme des Schweberings 2,
der Hülse 51,
der Position der Austrittspassage 67, des ersten Dichtungsbereichs 14 und
des zweiten Dichtungsbereichs 15.
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Bei
diesem Schwebering 2 ist kein stationärer Ring 11 erforderlich.
Der Grund hierfür
besteht darin, dass die Außendurchmesser-Fläche des
Endbereichs des Schweberings 2 über einen O-Ring 68 an die
Innendurchmesser-Fläche
der Durchgangsöffnung 61 des
Gehäuses 60 gepasst
ist. Der O-Ring 68 ist aus einem Gummi, wie z.B. Silikongummi
(VMQ), Akrylgummi (ANM) oder dergleichen gebildet, der sich einfach
elastisch verformen lässt.
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Ferner
ist die Druckreduzier-Innenfläche 3 des
Schweberings 2 für
eine abgeschrägte
Oberfläche
ausgebildet. Vier Sätze
von unregelmäßigen Labyrinth-Dichtungen sind in 2 in
der Druckreduzier-Innenfläche 3 angeordnet.
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Der
Schwebering 2 benötigt
keinen ersten Befestigungsstift 65A gemäß 1. Die Schraubenfeder
in 1 kann entweder weggelassen oder so wie sie ist
verwendet werden.
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Der
erste Dichtungsbereich 14 hat eine integrale Konstruktion,
bestehend aus einem aus Gummi hergestellten Ring 14A und
einem aus Harz hergestellten Ring 14D, wobei letzterer
in verschiebbarer Dichtungsberührung
mit dem ersten Hülsenteil 51A steht.
Der aus Harz hergestellte Ring 14D des ersten Dichtungsbereichs 14 kann
durch einen aus Kohlenstoff hergestellten Ring ersetzt werden. Bei
dem Material des elastischen Gummirings 14E des ersten Dich tungsbereichs 14 handelt
es sich z.B. um Silikongummi (VMQ), Butylgummi (IIR), fluorhaltigen Gummi
(FKM) oder Urethangummi usw.
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Der
erste Dichtungsbereich 14 kann bei Bedarf an mehreren Stellen
entlang der Axialrichtung vorgesehen sein. Die Anzahl der ersten
Dichtungsbereiche 14 wird auf der Basis der Eigenschaften
eines verwendeten Prozessfluids, wie z.B. dem Druck, der Temperatur,
dem Typ usw. bestimmt. Eine Packung oder ein O-Ring kann als Alternative
verwendet werden, falls dies erforderlich ist.
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Die
Eintrittspassage 20 steht mit einer Verbindungspassage 22 in
Verbindung, die sich zwischen dem ersten Dichtungsbereich 14 und
der Fluidkammer 63 befindet. Ein Spalt 23 ist
relativ zu der Verbindungspassage 22 auf der Seite der
Fluidkammer 63 vorgesehen. Der Spalt 23 vermindert
den Druck des Dichtungsmittels S. Der Druck des druckreduzierten
Dichtungsmittels S wird durch die Passage durch den Schwebering 2 noch
weiter reduziert. Das Dichtungsmittel S wird aus der Austrittspassage 67 ausgestoßen, die
sich zwischen der Fluidkammer 63 und dem zweiten Dichtungsbereich 15 befindet.
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3 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Schlüsselbereichs einer Wellendichtungsvorrichtung 1 als
drittes Ausführungsbeispiel.
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Die
Wellendichtungsvorrichtung der 3 ist ähnlich ausgebildet
wie die in 1 dargestellte Wellendichtungsvorrichtung 1.
Der Unterschied besteht darin, dass vier Sätze unregelmäßiger Labyrinth-Dichtungen
in der Druckreduzier-Innenfläche 3 des
Schweberings 2 angeordnet sind. Die Anzahl der Labyrinth-Dichtungen kann auch
eins oder zwei betragen.
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Das
Dichtungsmittel S, dessen Druck nahezu gleich oder in einem Bereich
von 0,1 bis 3 MPa geringer ist als der Druck des Prozessfluids,
wird von der Eintrittspassage 20 zugeführt, die mit der ersten Dichtungsinstallationskammer 26 in
Verbindung steht. Das Dichtungsmittel S hält dem Fluiddruck von der anderen
Seite her über
eine mechanische Dichtung des ersten Dichtungsbereichs 14 stand,
um eine Leckage des Fluids zu verhindern.
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Der
zweite Dichtungsbereich 15 hat eine integrale Konstruktion
bestehend aus einem aus Gummi hergestellten Ring 15E und
einem aus Harz hergestellten Ring 15D, wobei letzterer
in gleitend verschiebbarer Dichtungsberührung mit dem ersten Hülsenteil 51A steht.
Der aus Harz hergestellte Ring 15D des zweiten Dichtungsbereichs 15 kann
durch einen aus Kohlenstoff gebildeten Ring ersetzt werden. Bei dem
Material des elastischen Gummirings 15D des ersten Dichtungsbereichs 15 handelt
es sich z.B. um Silikongummi (VMQ), Butylgummi (IIR), fluorhaltigen Gummi
(FKM) oder Urethangummi usw.
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Der
zweite Dichtungsbereich 15 kann bei Bedarf an mehr als
einer Stelle vorgesehen sein. Die Anzahl der zweiten Dichtungsbereiche 15 wird
auf der Basis der Eigenschaften eines verwendeten Prozessfluids,
wie z.B. des Drucks, der Temperatur, des Typs usw. bestimmt. Eine
Packung oder ein O-Ring kann als Alternative verwendet werden, falls
dies erforderlich ist. Weiterhin steht die Austrittspassage 67 mit
einem Bereich zwischen der Fluidkammer 63 und dem zweiten
Dichtungsbereich 15 in Verbindung.
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Im
Folgenden werden in der Praxis entstehende Wirkungen der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Bei
der Wellendichtungsvorrichtung 1 muss es sich bei dem Schwebering 2 nicht
um ein Material handeln, das eine gute Dichtungsleistung aufweist. Die
Auswahl eines Materials mit hoher Verschleißbeständigkeit und hoher Festigkeit
führt zu
einer Dichtungsleistung sowie zu einer Lebensdauer, wie diese mit
einer herkömmlichen
Dichtungsvorrichtung, die auf Dichtungsleistung alleine ausgerichtet
ist, nicht erzielt werden kann.
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Wenn
der Schwebering 2 aus einem druckfesten Material gebildet
ist, ist das Material in Kombination mit dem Druck eines Dichtungsmittels
S alleine ausreichend, um dem Druck eines Prozessfluids standzuhalten.
Aus diesem Grund kann eine Dichtung mit niedriger Spezifikation
für den
ersten Dichtungsbereich 14 verwendet werden, so dass sich
die Kosten vermindern.
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Da
ferner ein Stück
eines Schweberings 2 zum Reduzieren eines hohen Fluiddrucks
ausreichend ist, lässt
sich die Wellendichtungsvorrichtung 1 nicht nur kompakt
ausbilden, sondern es gestaltet sich auch die Installation des Dichtungsbereichs
einfach.
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Der
Druck des Dichtungsmittels S wird durch einen Druckreduzierspalt 7 vermindert,
der zwischen der Verbindungspassage 22 und dem Schwebering 2 vorgesehen
ist, und das Prozessfluid wird vor dem Druckreduzierungsvorgang über den
ersten Dichtungsbereich 14 abgedichtet. Außerdem wird
der Verbrauch an Dichtungsmittel S niedrig gehalten, da das druckreduzierte
Dichtungsmittel S zurückgewonnen
wird und somit ein sparsamer Einsatz von diesem ermöglicht wird.
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Das
Dichtungsmittel S strömt
zuerst durch die Verbindungspassage 22, die sich zwischen
dem ersten Dichtungsbereich 14 und der Fluidkammer 63 befindet,
dann durch den Spalt 23, der sich zwischen dem Gehäuse 60 und
der Drehwelle 50 befindet, bevor es die Fluidkammer 63 erreicht.
Der Druck des Dichtungsmittels S wird somit in der Verbindungspassage 22 reduziert,
die mit der Eintrittspassage 20 in Verbindung steht, bevor
der Druck durch den Schwebering 2 reduziert wird. Der Druck
kann an dem Spalt zwischen dem Gehäuse 60 und der Drehwelle 50 weiter
reduziert werden.
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Aus
diesem Grund kann der Druck des Dichtungsmittels S effizient vermindert
werden, bevor dieser an dem Schwebering 2 reduziert wird,
und es kann einem hohen Druck des Prozessfluids standgehalten werden,
so dass die Dichtungsfähigkeit
des ersten Dichtungsbereichs 14 gegenüber dem hohen Fluiddruck aufrechterhalten
wird. Dies führt
auch zu der Möglichkeit
der Verwendung eines Materials mit niedriger Druckfestigkeit für den Schwebering 2.
Außerdem
trägt dies
zu einer noch kompakteren Ausbildung der Vorrichtung bei.
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Da
die Eintrittspassage 20 mit der ersten Dichtungsinstallationskammer 26 in
Verbindung steht, wird der Druck des in die Installationskammer 26 strömenden Dichtungsmittels
S selbst unter einem hohen Fluiddruck nahe dem Druck des Prozessfluids
gehalten. Ein Druckunterschied des Fluiddrucks und des Dich tungsmitteldrucks
wird somit innerhalb eines Spezifikationsbereichs des Prüfdrucks bzw.
der Druckfestigkeit des ersten Dichtungsbereichs 14 gehalten.
Die Dichtungsleistung des ersten Dichtungsbereichs 14 kann
somit unabhängig
von dem hohen Druck aufrechterhalten werden.
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Da
ferner ein Schmiermittel L mit der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69 in
Verbindung gebracht wird, die sich relativ zu dem zweiten Dichtungsbereich 15 auf
der Seite des Lagers 56A befindet, wird der zweite Dichtungsbereich 15 auf
seiner relativ zu dem Prozessfluid entgegengesetzten Seite durch
den Druck des Schmiermittels L abgestützt, das der zweiten Dichtungsinstallationskammer 69 zugeführt wird.
Der zweite Dichtungsbereich 15, der dem Druck des Dichtungsmittels
ausgesetzt ist, wird somit von der entgegengesetzten Seite her durch den
Schmiermitteldruck abgestützt.
Dies ermöglicht dem
zweiten Dichtungsbereich 15 die Aufrechterhaltung sowohl
von Druckfestigkeit als auch einer guten Dichtungsleistung.