DE654418C

DE654418C - Shaft lead-in for devices working under negative pressure or moderate overpressure with a connecting piece of the device containing sealing fluid through which the shaft is passed

Info

Publication number: DE654418C
Application number: DEH142850D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-02-22
Filing date: 1935-02-22
Publication date: 1937-12-22

Description

REICHSREICHS

Die Abdichtung zweier Räume ungleichen Druckes, die eine gemeinsame Welle enthalten, bereitet bisher nicht überwindbare Schwierigkeiten, weil die zur Verfügung stehenden Dichtungen, Stopfbüchsen, Schleifringdichtungen o. dgl., stets dem natürlichen Verschleiß ausgesetzt sind, so daß Undichtigkeitsstellen entstehen, über die sich die Drücke auszugleichen suchen. Auch selbsttätig wirk-The sealing of two spaces of unequal pressure, which contain a common shaft, causes previously insurmountable difficulties because of the available seals, stuffing boxes, slip ring seals o. The like., Are always exposed to natural wear and tear, so that leaks arise, through which the pressures seek to equalize. Also works automatically

same Nachstellungen derartiger Dichtungen führen nicht zum Erfolg, weil die durch den Verschleiß bedingte Formänderung eine genaue Anpassung der Dichtungsteile an die Welle nicht mehr zuläßt. Insbesondere bei Einrichtungen zur Erzeugung von Kälte, in denen entweder giftige oder explosible Gase zur Kälteerzeugung benutzt werden, muß der Frage der Abdichtung besondere Aufmerksamkeit zugewandt werden, weil die Dichtungen nicht ständig überwacht, nachgestellt und erneuert werden können. Man ist daher bei derartigen Einrichtungen dazu übergegangen, den Antriebsmotor mit dem Verdichter in einem einzigen geschlossenen Raum anzuordnen, um dadurch die Durch- und Einführung umlaufender oder hin und her gehender Wellen zu umgehen. Aber auch diese Anordnung weist gewisse Nachteile auf. So ist insbesondere die Isolierung des Elektromotors durch die Kältegase gefährdet. Weiter istthe same adjustments of such seals do not lead to success because the Wear-related change in shape an exact adaptation of the sealing parts to the Wave no longer allows. In particular for devices for generating cold, in where either toxic or explosive gases are used to generate cold, the Particular attention should be paid to the issue of sealing because the seals cannot be constantly monitored, readjusted and renewed. With such facilities, one has therefore switched to to arrange the drive motor with the compressor in a single closed space, in order to avoid the passage and introduction of circulating or reciprocating waves. But also this arrangement has certain disadvantages. So is the insulation of the electric motor in particular endangered by the refrigerant gases. Next is

ein unerwünschter Einfluß' der Gase auf das ■ Schmiermittel in Betracht zu ziehen, und schließlich ist die Verwendung von Gleichstrom zum Antrieb des Elektromotors unmöglich. Dazu kommt, daß der Lüfter, der die Abführung der Kondensationswärme bei luftgekühlten Anlagen beschleunigt, bei einer vollständig geschlossenen Anordnung einen zweiten Motor erforderlich macht, so daß derartige Einrichtungen nicht nur die dargelegten Nachteile aufweisen, sondern auch verhältnismäßig kostspielig werden.to consider an undesirable influence of the gases on the lubricant, and finally, the use of direct current to drive the electric motor is impossible. In addition, the fan, which accelerates the dissipation of the heat of condensation in air-cooled systems, occurs in a completely enclosed arrangement makes a second motor necessary, so that Such devices not only have the disadvantages set out, but also become relatively expensive.

Man hat auch schon versucht, Dichtungsflüssigkeiten als Abdichtungsmittel zu benutzen, indem man unter grundsätzlicher Beibehaltung der mechanischen Abdichtungsmittel durch besondere Aufnahmevorrichtungen dafür sorgt, daß der Abstand zwischen diesen mechanischen Abdichtungsmitteln einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreitet. Der dadurch entstehende Zwischenraum wird dann durch die Dichtungsflüssigkeit ausgefüllt, so daß das bei früheren Ausführungen stets eintretende Festsetzen der Schliffe nicht mehr eintrat. Da aber die Dichtungsflüssigkeit unter dem Einfluß der Druckunterschiede eine Bewegung ausführt, muß die auf diese Weise abgewanderte Abdichtungsflüssigkeit immer wieder ersetzt werden, so daß ein besonderer Flüssigkeitskreislauf zu schaffen ist, der durch Pumpen oder ähnliche Maßnahmen aufrechterhalten werden muß. Es entsteht also .die Notwendigkeit, derartige leistungsverbrauchende Einrichtungen vorzusehen.Attempts have also been made to use sealing liquids as sealing agents, by maintaining the mechanical sealing means by means of special mounting devices ensures that the distance between these mechanical sealing means is a certain one Does not fall below the minimum value. The resulting space is then filled by the sealing liquid, so that the seizure of the cuts, which always occurs in earlier versions, does not occur more occurred. But since the sealing liquid is under the influence of the pressure differences executes a movement, the sealing liquid migrated in this way must be replaced again and again, so that a special fluid cycle has to be created, which must be maintained by pumping or similar measures. It arises So .the need to provide such power consuming devices.

Vorliegende Erfindung setzt sich die Ausbildung von Abdichtungen zur Aufgabe,The present invention has the task of forming seals

welche die für die bekannten Einrichtungen dargelegten -Nachteile'nicht mehr aufweisen, äußerst einfach im Aufbau und von einer Betriebssicherheit sind, die sich im Betriebe auch bei fehlender Wartung unverändert erhält. Insbesondere sollen noch derartige Ein-; richtungen unabhängig von leistungsverbrauchenden Vorrichtungen, wie Pumpen o. dgl., sein, da jederzeit die Möglichkeit besteht, daß ίο diese Leistung etwa bei Ausfall der elektrischen Stromzufuhr nicht mehr aufgewendet werden kann, so daß die Abdichtungsflüssigkeit aus dem Dichtungsspalt herausgedrückt und ein Austreten der zündfähigen oder giftigen Gase möglich wird. Die zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagene Welleneinführung für unter Unterdruck oder mäßigem Überdruck arbeitende Einrichtungen mit einem Dichtungsflüssigkeit enthaltenden Abschlußstutzen der Einrichtung, durch den die Welle durchgeführt ist, kennzeichnet sich dadurch, daß mindestens ein Teil der den Wellenantrieb vermittelnden kinematischen Kette durch die Dichtungsflüssigkeit derart durchgeführt ist, daß An- und Abtrieb jedes Kettenstückes oder der Kette insgesamt oberhalb des Spiegels der Abdichtungsflüssigkeit liegt und der dem Unter- oder Überdruck ausgesetzte Abdichtungsflüssigkeit enthaltende Anschluß stutzen eine Länge- aufweist, die mindestens gleich ist der Länge der Dichtungsflüssigkeitssäule, die dem Unter- bzw. Überdruck entspricht.which no longer have the disadvantages set out for the known devices, are extremely simple in structure and have an operational reliability that can be seen in operations remains unchanged even if there is no maintenance. In particular, such input; directions independent of power-consuming devices, such as pumps or the like, because there is always the possibility that ίο this power is no longer expended, for example in the event of a failure of the electrical power supply can be so that the sealing liquid is pressed out of the sealing gap and escape of ignitable or poisonous gases is possible. The solution this object proposed according to the invention shaft entry for under vacuum or devices operating at moderate overpressure with a sealing liquid containing End piece of the device through which the shaft is carried out, identifies characterized in that at least a part of the kinematic chain conveying the shaft drive through the sealing liquid is carried out in such a way that the input and output of each chain piece or the Chain is overall above the level of the sealing liquid and the dem Trim the connection containing the sealing liquid exposed to negative or positive pressure has a length which is at least equal to the length of the sealing liquid column, which corresponds to the negative or positive pressure.

Eine ganz besonders einfache Ausbildung ergibt sich dabei durch eine U-förmige Formgebung des Anschlußstutzens. Als Abdichtungsflüssigkeit kommt dabei insbesondere Quecksilber in Betracht, da es für die meisten Gase völlig undurchlässig ist. Da außerdem 4-0 Quecksilber verhältnismäßig schwer ist, macht die bauliche Anordnung bei allen Unterdrücken und selbst bei mäßigen Überdrücken keine Schwierigkeiten.A particularly simple training results from a U-shaped design of the connecting piece. As a sealing liquid mercury comes into consideration in particular, since it is completely impermeable to most gases. Since also 4-0 mercury is relatively heavy, makes the structural arrangement with all negative pressures and even with moderate overpressures no difficulties.

Zweckmäßig weist der Anschlußstutzen Er-Weiterungen zur Aufnahme der Flüssigkeit bei Druckausgleich oder bei Druckschwankungen auf. Statt dessen kann naturgemäß auch der Schenkel des Anschlußstutzens, in dem das Quecksilber während des Betriebes niedriger steht, mit etwas größerem Durchmesser ausgeführt werden als der andere Schenkel. 'The connecting piece expediently has extensions for receiving the liquid in the event of pressure equalization or pressure fluctuations. Instead, naturally also the leg of the connection piece, in which the mercury during operation stands lower, with a slightly larger diameter than the other Leg. '

Da viele Flüssigkeiten, auch Quecksilber, die Neigung besitzen, bei auftretenden Unterdrücken stark zu verdampfen, so werden die Flüssigkeitsspiegel, insbesondere die Quecksilberspiegel, vorteilhaft mit einer Schicht hochsiedenden Öles abgedeckt, um die Verdampfung und damit die Flüssigkeitsverluste bzw. Störungen der eingetretenen Drücke und Unterdrücke zu vermeiden.Since many liquids, including mercury, have a tendency to react when negative pressures occur to evaporate strongly, the liquid levels, especially the mercury levels, advantageously covered with a layer of high-boiling oil to prevent evaporation and thus to avoid the loss of liquid or disturbances of the pressures and negative pressures that have occurred.

Außer der U-förmigen Ausbildung des Anschlußstutzens kommt jede Formgebung des Anschlußstutzens in Betracht, bei der die ■ Flüssigkeit die beiden Räume, in der sich die ■-gemeinsame Welle befindet, voneinander ab-,-schließt. Auch die Ausbildung der Welle selbst sowie ihr Bewegungszustand ist voll-.kommen unerheblich. Sie kann innerhalb des Anschlußstutzens durch jede kinematische Kette verwirklicht werden, sofern diese die Übertragung des der Welle zugedachten Bewegungszustandes gewährleistet.Except for the U-shaped design of the connecting piece Any shape of the connecting piece comes into consideration, in which the ■ liquid the two spaces in which the ■ - common wave is, separates from each other -, - closes. The formation of the wave itself and its state of motion are complete irrelevant. It can be implemented within the connection piece by any kinematic chain, provided that this Transmission of the state of motion intended for the shaft is guaranteed.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgedankens. Abb. 1 gibt eine Ausbildung mit starrer Ausbildung der Welle. Abb. 2 eine Ausführung mit biegsamer Ausführung der Welle wieder.The drawing shows, for example, embodiments of the inventive concept. Fig. 1 gives training with rigid training the wave. Fig. 2 shows a version with a flexible design of the shaft.

In beiden Abbildungen bezeichnet 1 eine Einrichtung, in der beispielsweise ein Unterdruck gegenüber der Atmosphäre auftritt, in welcher der Elektromotor 2 vorgesehen ist. Die Aufgabe, die Welle 3 des Elektromotors unter Beseitigung der bei den bisherigen Dichtungen aufgetretenen Schwierigkeiten in die Einrichtung 1 einzuführen, wird erfindungsgemäß durch Anordnung eines U-förmigen, flüssigkeitserfüllten Anschlußstutzens an der Einrichtung, durch den die Welle 3 durchgeführt ist, erfüllt. Der Anschlußstutzen go besteht dabei aus einzelnen an den Behälter 1 angesetzten Rohrstüeken 4, 5, 6, 7, 8, 9 usw.,-die miteinander dichtend verbunden sind, beispielsweise durch Verlötung oder Verschweißung. Die Welle 3 endet in einem Kegelzahnrad 10, das mit einem entsprechenden Gegenrad 11 kämmt. Das mit diesem Kegelzahnrad 11 verbundene Wellenstück 12 trägt ein entsprechendes Kegelzahnrad 13, das mit dem Kegelzahnrad 14 des in die Einrichtung 1 eingeführten Wellenstückes 15 kämmt. Kugellager 16, 17, 18, 19, 20 und 21 sichern dabei die Lage der einzelnen Wellenstücke. Der U-förmige Anschluß stutzen ist mit Quecksilber 22 gefüllt, das infolge des Unterdruckes, unter dem die Einrichtung 1 steht, in den Rohrstüeken 5, 4 einen höheren Stand einnimmt als in den Rohrstüeken 8, 9. Beide Ouecksilberspiegel sind durch Schichten 23, 24 aus hochsiedendem Öl abgedeckt, um unerwünschte Verdampfungen des Quecksilbers zu beseitigen.In both figures, 1 denotes a device in which, for example, a negative pressure occurs with respect to the atmosphere in which the electric motor 2 is provided. The task of introducing the shaft 3 of the electric motor into the device 1, eliminating the difficulties encountered with the previous seals, is achieved according to the invention by arranging a U-shaped, liquid-filled connection piece on the device through which the shaft 3 is passed. The connection piece go consists of individual pipe pieces 4, 5, 6, 7, 8, 9, etc., attached to the container 1 - which are sealingly connected to one another, for example by soldering or welding. The shaft 3 ends in a bevel gear 10 which meshes with a corresponding mating gear 11. The shaft piece 12 connected to this bevel gear 11 carries a corresponding bevel gear 13 which meshes with the bevel gear 14 of the shaft piece 15 introduced into the device 1. Ball bearings 16, 17, 18, 19, 20 and 21 secure the position of the individual shaft pieces. The U-shaped connection clip is filled with mercury 22, which, as a result of the negative pressure under which the device 1 is, occupies a higher level in the pipe sections 5, 4 than in the pipe sections 8, 9 Covered from high-boiling oil to eliminate unwanted evaporation of the mercury.

Soweit das Getriebe 3, 10, 11, 12, 13, 14, 15 einer Schmierung bedarf, kann diese in einfachster Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß das Quecksilber vor der Anfüllung mit Öl versetzt wird, so daß dieses seine schmierende Wirkung zu entfalten vermag. Bei der Übertragung größerer Kräfte werden die einzelnen Getriebeteile, wie dies beispielsweise für das Zahnrad 13, 14 gezeigt ist, bei 25 zweckmäßig durch eine SchmierkammerAs far as the transmission 3, 10, 11, 12, 13, 14, 15 requires lubrication, this can be accomplished in the simplest way be that the mercury is mixed with oil before filling, so that this is his able to develop a lubricating effect. When transmitting greater forces will be the individual gear parts, as shown for example for the gear 13, 14, at 25 expediently by a lubrication chamber

eingekapselt. Die Ausbildung der Dichtungen 26,27 macht dabei keine besonderen Schwierigkeiten, weil ein geringer Austritt von Schmiermittel unschädlich ist.encapsulated. The formation of the seals 26, 27 does not make anything special Difficulties because a small leakage of lubricant is harmless.

Um das bei Druckausgleich bzw. bei Druckschwankungen aus dem Rohrstück 5 austretende Quecksilber aufzufangen, ist das Rohrstück 9 bei 9' birnenförmig erweitert, um das in den Rohrstücken 5, 5 angesammelte Mehr an Quecksilber aufzunehmen.To that which emerges from the pipe section 5 in the event of pressure equalization or pressure fluctuations To collect mercury, the pipe section 9 is pear-shaped at 9 'to the to absorb excess mercury that has accumulated in the pipe sections 5, 5.

Die Ausführung der Abb. 2 entspricht der Ausführung nach Abb. 1 mit dem einzigen Unterschied, daß die Welle 3 des Antriebsmotors 2 mit der Antriebswelle der Einrich- tung ι über eine biegsame Welle 28 in Verbindung steht. Hierdurch fallen alle schmiertechnischen Besonderheiten weg. Es genügt, daß die biegsame Welle 28 bei 29 so geführt wird, daß keine unnötigen Reibungen an den Wandungen des Anschlußstutzens durch sie hervorgerufen werden.The embodiment of Fig. 2 corresponds to the embodiment of Fig. 1 with the only one Difference that the shaft 3 of the drive motor 2 with the drive shaft of the device tung ι via a flexible shaft 28 in connection. This eliminates all lubrication-related issues Peculiarities away. It is sufficient that the flexible shaft 28 is guided at 29 so that no unnecessary friction on the Walls of the connecting piece are caused by them.

Es sind mannigfache Abweichungen von den Vorschlägen der Ausführungsbeispiele möglich, ohne daß der Erfmdungsgedanke verlassen wird.There are manifold deviations from the proposals of the exemplary embodiments possible without leaving the concept of the invention.

Claims

Patent claims:

i. Shaft entry for working under negative pressure or moderate overpressure Devices with a sealing fluid-containing connection piece of the device through which the shaft is carried out, characterized in that at least part of the shaft drive mediating kinematic chain is carried out through the sealing liquid in such a way that input and output each chain section or the chain as a whole above the level of the sealing liquid and the connection piece which is exposed to the negative or positive pressure and contains sealing liquid has a length at least equal to the length of the sealing liquid column, which corresponds to the negative or positive pressure.

2. shaft inlet according to claim 1, characterized in that the connecting piece Is designed U-shaped.

3. Shaft introduction according to claims 50 = chen ι and 2, characterized in that the connecting piece extensions to Absorption of the liquid in the event of pressure equalization or pressure fluctuations.

4. shaft inlet according to one of claims ι to 3, characterized by the arrangement of layers of high-boiling oil on the free liquid level, especially mercury levels.

1 sheet of drawings