DE681664C

DE681664C - Stuffing box packing, which consists of two radially superimposed, slotted, resilient rings and each of a cover ring which is placed against these rings on the front side

Info

Publication number: DE681664C
Application number: DEB172380D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-01-04
Filing date: 1936-01-04
Publication date: 1939-09-28

Description

Stopfbüchsenpackung, die aus zwei radial übereinandergelagerten, geschlitzten, federnden Ringen und aus je einem sich gegen diese Ringe stirnseitig legenden Deckring besteht Die Erfindung betrifft eine Stopfbüchsenpackung, ,die aus zwei radial übereinandergelagerten, geschlitzten, federnden Ringen und aus je einem sich gegen .diese Ringe stirnseitig legenden Deckring besteht. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art besteht der Mangel, .daß die Ringe nur einmalig, nämlich vor -dem Einbau, sich .der Stopfbüchswandun.g und der abzudichtenden Stange möglichst gasdicht angepaßt werden. So kann sich ein Undichtwerden der Bohrung, das der Verschleiß später zur Folge hat, uneingeschränkt auswirken. Besteht eine Nachstellmöglichkeit der Dichtung, so bewirkt sie nur ein engeres Anlegen der Dichtungsringe an die abzudichtende Stange, erstreckt sich aber nicht auf eine gasdichte Wiederanpassung der Ringberührungsflächen, die durch die Nachstellung in gleicher Weise wie die Ringe eine gewisse Verlagerung und Verbiegung erfahren haben und mehr oder weniger durchlässig geworden sind. Ein zweiter Mangel dieser Stopfbüchsdichtungen besteht darin, daß sie einer seitlichen Pendelbewegung der abzudichtenden Stange, die kaum zu vermeiden ist, keine oder nur in unvollkommener Weise Rechnung tragen; denn sie sind seitlich unnachgiebig oder wie in einem älteren Vorschlag nur um einen bestimmten Punkt drehbar in ihrem Gehäuse angeordnet. Bei allgemeinen seitlichen Nebenbewegungen wird die abzudichtende Stange jede Dichtung, die ihr nicht zwangslos folgen kann, verletzen und deren Wirkung schwächen. -Gegenüber diesen Mängeln besitzt die Erfindung zwei neue Eigenschaften: z. Fortwährende Anpassung aller Dichtungsflächen durch selbsttätiges Einschleifen, wobei das Ausmaß der Schleifbewegungen von dem des Verschleißes gesteuert wird. a. Genügende allseitige Beweglichkeit der Dichtung, um jeder Nebenbewegung der abzudichtenden Stange folgen zu können.Stuffing box packing, which consists of two radially superimposed, slotted, resilient rings and one cover ring each against these rings on the front side The invention relates to a stuffing box packing, which consists of two radially superimposed, slotted, resilient rings and one against each other. These rings on the face laying bezel. In the case of known facilities of this type, there is a shortage .that the rings only move once, namely before installation, .the stuffing box wall and the rod to be sealed are adapted as gas-tight as possible. So can a Unrestricted leakage of the bore, which later results in wear impact. If the seal can be readjusted, it only has one effect Closer application of the sealing rings to the rod to be sealed, but extends not on a gas-tight readjustment of the ring contact surfaces caused by the Adjustment in the same way as the rings, some displacement and bending have experienced and have become more or less permeable. A second flaw This stuffing box seals is that they allow a lateral pendulum motion the rod to be sealed, which can hardly be avoided, none or only imperfectly Wise take into account; because they are unyielding laterally or as in an older one Proposal arranged in its housing rotatable only about a certain point. at general lateral secondary movements, the rod to be sealed is every seal, who cannot follow it casually, hurt and weaken their effect. -Opposite to In view of these shortcomings, the invention has two new features: e.g. Continuous adaptation of all sealing surfaces by automatic grinding, whereby the extent of the grinding movements by which the wear is controlled. a. Sufficient mobility in all directions of the Seal in order to be able to follow every secondary movement of the rod to be sealed.

Dies wird dadurali erreicht, daß die stirnseitigen Berührungsflächen zwischen den federnden Ringen und den Deckringen so kegelig ineinandergreifen, daß, ein axiales Gegeneinanderpressen der Deckringe ein Aufspreizen der federnden Ringe bewirkt; daß -der der Druckseite zugekehrte Deckring geschlitzt ist und der andere keine Schlitzung aufweist, und daß schließlich auf der Druckseite der Packung eine auf die wechselnden Drücke der Stopfbüchse ansprechende und auf den geschlitzten Deckring wirkende Membrandose vorgesehen ist, welche die Packung abwechselnd axial zusammenpreßt und entlastet, und deren Hub durch Anschläge begrenzt ist.This is achieved dadurali that the frontal contact surfaces between the resilient rings and the cover rings interlock in such a conical manner that, Axial pressing of the cover rings against one another, spreading of the resilient rings causes; that the cover ring facing the pressure side is slotted and the other has no slit, and that finally one on the pressure side of the pack responsive to the changing pressures of the stuffing box and to the slotted Cover ring acting diaphragm box is provided, which the pack alternately axially compressed and relieved, and the stroke is limited by stops.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Abb. i die Packung bei aufgeschnittenem Stopfbüchsengehäuse in der oberen Hälfte in der Außenansicht und in der unteren im Längsschnitt, Abb. a einen Schnitt durch Abb. i nach Linie I-II, Abb.-3 einen Schnitt durch Abb. i nach Linie III-IV, Abb. q. den Innenring des federnden Ringpaares in der Seitenansicht, Abb. 5 den Außenring -des federnden Ringpaares in der Seitenansicht, Abb. 6 den äußeren Deckring in der Seitenansicht, Abb. 7 den Deckring,der Druckseite in der Seitenansicht, Abb. 8 die Membrandose in der Seitenansicht, Abb. 9 einen Schnitt durch Abb. 8 nach Linie III-IV, Abb. io einen Schnitt durch A:bb. 8 nach Linie I-II.In the drawing, the invention is shown by way of example. It Fig. i shows the packing with the stuffing box housing cut open in the upper one Half in the external view and in the lower one in longitudinal section, Fig. A a section through fig. i according to line I-II, fig. 3 a section through fig. i according to line III-IV, Fig.q. the inner ring of the resilient ring pair in the side view, Fig. 5 den Outer ring - of the resilient ring pair in the side view, Fig. 6 the outer cover ring in the side view, Fig. 7 the cover ring, the pressure side in the side view, Fig. 8 the diaphragm box in side view, Fig. 9 a section through Fig. 8 along the line III-IV, Fig. Io a section through A: bb. 8 to line I-II.

Die Stopfbüchsenpackung besteht aus den zwei Dichtungsringen a; b und den Deckringen c und d. Ring d ist eine geschlossene Scheibe mit einer weiten, mutigen Bohrung für den freien Durchgang der abzudichtenden Stange i, deren nach außen liegende Stirnfläche gasdicht mit der Stopfbüchsenverschraubung verbunden ist. Die andere Stirnfläche steigt nach gewissem Abstand von außen nach der Mitte zu einem Kegelstumpf ,an. Während der so verbliebene zylindrische Rand zur besseren Aufnahme der noch zu erläuternden Anschläge g und der Verbindungsstücke k dient, legen sich gegen den Kegelstumpf mit prassend konischen Stirnflächen die Ringe a und b an. Sie sind durch einen Schlitz als Spannringe ausgebildet. Nach innen federnd -und mit versetzten Schlitzen radial übereinandergelagert, umschließen sie dichtend die Stange i. a stellt hierbei den Innen- und b den Außenring .dar. Die andere Stirnseite des Ringpaares, die gleichfalls kegelig gehalten ist; wird von dem entsprechend konisch gehaltenen und geschlitzten Deckring c abgedichtet. Er hat die Aufgabe, den Schlitz des Innenringes a abzudecken. Es ist deshalb erforderlich, däß er diesem mit seiner Öffnung bestenfalls entgegengesetzt gelagert ist: Zum Ermöglichen der selbsttätigen; dauernden Einschleiftätigkeit ist ferner eine Membrandose e vorgesehen. Sie ist ein gasdichter, zylindrischer Hohlkörper mit freier, mittiger Durchführung für die Stange i und besitzt an-Stelle einer ihrer Grundflächen die elastischd Membran 3. Diese ist mit der einen Seite dem unveränderlichen Druckdes Dosenhohlraumes und mit der anderen, der Außenseite, dem Druckwechsel in der Stopfbüchse ausgesetzt. Sie ist über einen an der Außenseite vorgesehenen Ring z, an diesem gegenüberliegend sitzenden Befestigungslaschen und Verbindungsstücke k, die ihren Weg durch Aussparungen j .einer Scheibe lt nehmen und die der Deutlichkeit halber nur in Abb. eingezeichnet sind, an dem Deckring d befestigt und steht unbeweglich in der Stopfbüchse. Dementsprechend ist der frei bewegliehe übrige Teil der Membrändose e gezwungen, .gegen sie zu schwingen. Von ihm -werden die Druckstöße über am äußeren Rande der Membrandose gegenüberliegend vorgeseheneDruckansätzei auf die demDeckringc vorgelagerte Scheibe h und damit auf den Ringsatz a, b; c, d übertragen. Damit dieser nicht unregelmäßig weit zusammengeschoben werden kann, sind gegenüberliegende, sich gegen die Scheibe lz legende Anschläge g vorgesehen, die sich auf dem zylindrischen Rand des Deckringes d abstützen und bis zur ebenen, .der Druckseite zugekehrten Stirnfläche -des anderen Deckringes c reichen.The gland packing consists of the two sealing rings a; b and the cover rings c and d. Ring d is a closed disc with a wide, courageous hole for the free passage of the rod i to be sealed, the end face of which is connected to the gland screw connection in a gas-tight manner. The other end face rises after a certain distance from the outside to the center to form a truncated cone. While the remaining cylindrical edge serves to better accommodate the stops g and the connecting pieces k, which are still to be explained, the rings a and b rest against the truncated cone with matching conical end faces. They are designed as clamping rings through a slot. Inwardly resilient and superimposed radially with offset slots, they enclose the rod i in a sealing manner. a represents the inner ring and b the outer ring .dar. The other end face of the pair of rings, which is also kept conical; is sealed by the correspondingly conical and slotted cover ring c. Its job is to cover the slot in the inner ring a. It is therefore necessary that it is positioned opposite this with its opening at best: To enable the automatic; A diaphragm box e is also provided for continuous loop-in activity. It is a gas-tight, cylindrical hollow body with a free, central passage for the rod i and has the elastic membrane 3 instead of one of its bases exposed to the stuffing box. It is attached to the cover ring d and stands by means of a ring z provided on the outside, on opposite fastening straps and connecting pieces k, which make their way through recesses j. Of a disk and which are only shown in Fig. For the sake of clarity immobile in the stuffing box. Accordingly, the remaining part of the diaphragm can e that moves freely is forced to swing against it. From it, the pressure surges are applied to the disc h located in front of the cover ring c and thus to the ring set a, b; c, d transferred. So that this can not be pushed together irregularly, opposing stops g are provided, which lie against the disk lz, which are supported on the cylindrical edge of the cover ring d and extend to the flat end face facing the pressure side of the other cover ring c.

Schließlich ist noch ,die gasdichte Verbindung .der Deckscheibe d mit der Stopfbuchsenverschraubung zu erläutern. Sie soll -der Packung die seitliche Pendelfreiheit geben und besteht aus einem allseitig ;geschlossenen. zylindrischen Hohlkörper f, der sich in geringem Abstand ringförmig um die Stange i legt. Die Stirnflächen bilden elastische Membranen 6; die durch Rohrstutzen 5 mit den Nachbarteilen undurchlässig verbunden sind. Hierdurch ist der Ringhohlkörper in beiden Membranebenen allseitig nachgiebig; so daß die Packung allen Bewegungen .der abzudichtenden Stange oder Welle auch einer Parallelverschiebung ohne weiteres folgen kann.Finally, the gas-tight connection .der cover disk d to explain with the gland screw connection. It should be the side of the pack Give freedom of movement and consists of an all-round; closed. cylindrical Hollow body f, which lies in a small distance in a ring around the rod i. the End faces form elastic membranes 6; the through pipe socket 5 with the neighboring parts are impermeably connected. As a result, the hollow ring body is in both membrane planes yielding on all sides; so that the packing all movements of the rod to be sealed or shaft can easily follow a parallel shift.

Sind die Dichtungsringe d, a, b und c einander und der Stange i genau angepaßt, so ergeben sie auch .bei den höchsten Drücken eine vollkommene Abdichtung. Tritt nun im Betrieb durch die Reibung der Stange i Verschleiß auf, so erfährt die Bohrung des Ringsatzes unmittelbar eine Veränderung. Diese ist jedoch bei dem mitti:gen Nachstell.ungsbestreben der Spannringe nicht von Nachteil. Sie erfolgt immer so, daß sich Packung und Stange noch genauer anpassen; denn erstere ist .durch die gasdichte Verbindung f befähigt, dauernd an der Stange zu haften, wodurch ein Ausschlagen der Bohrung unmöglich ist. Aber durch die erwähnte Nachstellung der Spannringe nach innen sind gleichzeitig ihre kegeligen Berührungsflächen mit den Deckringen einer Verlagerung und Veränderung unterworfen.If the sealing rings d, a, b and c are precisely matched to one another and to the rod i, they also produce a perfect seal at the highest pressures. If wear occurs during operation due to the friction of the rod i, the bore of the ring set is immediately changed. However, this is not a disadvantage in terms of the effort to adjust the clamping rings. It is always done in such a way that the pack and the bar adapt even more precisely; because the former is .by the gas-tight connection f able to adhere permanently to the rod, whereby a knocking out of the hole is impossible. But due to the aforementioned readjustment of the clamping rings inwards, their conical contact surfaces with the cover rings are simultaneously subject to a shift and change.

Zur -Erläuterung ihrer Wiederanpassung sei vorausgesetzt, daß, während sich der Ringsatz in dichtender Stellung befindet, die Scheibe h gleichzeitig auf Ring c und auf den Anschlägen g ruht. Dieses ist auch die Einbaustellung der Dichtung. Der zu erläuternde Vorgang wiederholt sich mit jedem Arbeitstakt, mit jedem Druckwechsel der Maschine. Er soll .deshalb auch zunächst während eines solchen Zeitabschnittes betrachtet werden. Tritt durch Verschleiß auf der Stange i die erwähnte Nachstellung .der Spannringe ein, so verlängert sich der Ringsatz in axialer Richtung durch die Wirkung der konischen Flächen. Ring c schiebt, wenn auch nur um einen sehr kleinen Betrag, die Scheibe h vor sich her und hebt si.e von den Anschlägen g ab. Erfolgt nun über die Ansätze i der Druck von der Membrandose e, der jeweils in einen solchen Zeitabschnitt fällt, so wird h unter Zusammenpressung des Ringsatzes in ihre ursprüngliche Lage, wo sie wieder Auflage auf den Anschlägen g findet, zurückgestoßen. Hierbei schiebt sich die Packung unter Spreizung des federnden Ringpaares a, b um denselben Betrag zusammen, um deri sie sich zuvor verlängert hatte, und an allen Berührungsflächen tritt die einschleifende Reibungsbewegun:g .auf. Daneben verursacht der so erzeugte Verschleiß an den Ringstirnflächen eine gewisse Verkürzung des Ringsatzes. Der bleibende Verlängerungsrest addiert sich beim zweiten Vorgang zum Verlängerungszuwachs und ruft daher, da die Gesamtverlängerung jetzt größer ist als vorher und die Scheibe h immer bis zu den Anschlägen g zurückkehrt, einen größeren Reibungsweg und damit eine größere Ringsatzverkürzung hervor. Beim dritten Vorgang addiert sich der verbliebene Verlängerungsrest wieder zum Verlängerungszuwachs und verursacht -wieder eine Vergrößerung von keibungsweg und Ringsatzverkürzung. Da jedetsm.al der Verlängerungszuwachs ungefähr derselbe bleibt, .die Verkürzung aber immer wächst, wird nach einer Reihe von Wiederholungen die letztere dem ersteren gleich groß sein und ihn ausgleichen. Von dem Augenblick an wachsen die Reibungsbewegungen nicht mehr und können ein bestimmtes Ausmaß nicht überschreiten. Sie bleiben ungefähr im Größenbereich des Dichtungsverschleißes zwischen zwei Arbeitstakten. Die Öffnungen, die sie im Ringsatz hervorrufen, betragen daher nur ,geringe Bruchteile eines tausendstel Millimeters und können vernachlässigt werden, zumal sie durch die Elastizität des Ölfilms ganz oder teilweise ausgefüllt werden.To explain their readjustment, it is assumed that, while the ring set is in the sealing position, the disk h rests simultaneously on ring c and on the stops g. This is also the installation position of the seal. The process to be explained is repeated with each work cycle, with each pressure change in the machine. It should therefore first be considered during such a period of time. If the aforementioned readjustment of the clamping rings occurs due to wear on the rod i, the ring set is lengthened in the axial direction due to the effect of the conical surfaces. Ring c pushes disk h in front of it, even if only by a very small amount, and lifts it off from stops g. If the pressure from the diaphragm can e, which falls in such a period of time, occurs via the approaches i, then h is pushed back into its original position, where it again rests on the stops g, with the set of rings being compressed. Here, the pack is pushed together by spreading the resilient ring pair a, b by the same amount by which it had previously lengthened, and the abrasive friction movement occurs on all contact surfaces. In addition, the wear produced in this way on the ring face causes a certain shortening of the ring set. The remaining lengthening remainder adds up to the lengthening increase in the second process and therefore, since the total lengthening is now greater than before and the disk h always returns to the stops g, causes a greater friction path and thus a greater shortening of the ring set. In the third process, the remaining lengthening remainder adds up again to the increase in lengthening and causes - again an increase in the friction path and the shortening of the ring set. Since every time the increase in lengthening remains about the same, but the shortening always increases, after a series of repetitions the latter will be equal to the former and compensate for it. From that moment on, the frictional movements no longer grow and cannot exceed a certain level. They remain roughly in the size range of the seal wear between two work cycles. The openings that they create in the ring set are therefore only small fractions of a thousandth of a millimeter and can be neglected, especially since they are completely or partially filled by the elasticity of the oil film.

Um den Reibungsdruck zwischen den Ringen ca und b zu vergrößern, ohne durch zu starke Spannung des äußeren Ringes b nach innen die Stange i übermäßig einzuklemmen, -gibt man gegebenenfalls dem Ring a eine etwas schwächere Gegenspannung, d. h. nach außen, so,daß beide zusammen noch .das Bestreben haben, sich nach innen nachzustellen.In order to increase the frictional pressure between the rings ca and b without excessively jamming the rod i due to excessive tension of the outer ring b inwards, a somewhat weaker counter-tension is given to the ring a, ie to the outside, so that both together still. have the endeavor to recreate themselves inwardly.

Mit Rücksicht auf Temperaturschwankungen ist noch darauf zu achten, daß die Anschläge g einen geringeren Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen als der Ringsatz. Es könnte sonst bei Temperaturwechsel (Inbetri.e@bnahme) durch die zu kurzen Anschläge eine zu starke Verkürzung der Dichtung erfolgen, so .daß diese nach vollständiger Anschlagausdehnung (nach Erreichen der Betriebstemperatur) längere Zeit der Einwirkung der Membrandose e entzogen würde.With regard to temperature fluctuations, it is important to ensure that that the stops g have a lower coefficient of thermal expansion than that Ring set. Otherwise there could be a change in temperature (Commissioning) by the zu short stops result in too great a shortening of the seal, so that this longer after full stop extension (after reaching operating temperature) Time of the action of the membrane box e would be withdrawn.

Claims

PATENT CLAIM: i. Stuffing box packing, which consists of two radially superimposed, .gesch @ itzten, resilient rings and of a cover ring each resting against these rings at the front, characterized in that the front contact surfaces between the resilient rings (a and b) and the cover rings (c and d) so conically interlock in a manner known per se "that an axial pressing of the cover rings against one another causes the resilient rings to spread apart, that the cover ring (c) facing the pressure side is slotted, while the other has no slit, and that furthermore on the pressure side the packing is preceded by a diaphragm box (e) that responds to the changing pressures in: the stuffing box and acts on the cover ring (c): the packing is alternately compressed axially and relieved again, whereby the stroke of the diaphragm box is provided by fixed stops (g) is limited, for example a stuffing box seal according to claim i, characterized in that the inner clamping ring (a) is a clamping ring ng to the outside and the outer (b) has a somewhat stronger inward. 3. Stuffing box seal according to Claim i and 2, characterized in that the outwardly lying cover ring (d) is in a gas-tight connection with the stuffing box housing acting like a membrane through a cylindrical hollow ring body (f) with elastic end faces.