DE69132134T2

DE69132134T2 - Kompensierende Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE69132134T2
Application number: DE69132134T
Authority: DE
Inventors: Ann T. Attenasio; Henri V. Azibert; Margaret B. Willbrant
Original assignee: Chesterton AW Co
Current assignee: Chesterton AW Co
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2011-11-28
Also published as: AU654830B2; NZ240531A; JP2837773B2; NO914669D0; ES2148145T3; FI102561B1; AU8783891A; KR100242888B1; DE69132134D1; FI915584A; FI102561B; NO914669L; NO301186B1; DK0488683T3; US5333882A; EP0488683A1; FI915584A0; US5203575A; ATE192218T1; EP0488683B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf mechanische Dichtungen, mechanische Dichtungen mit Druckausgleich und einen Fließring zur Beschleunigung der Barriereflüssigkeit innerhalb der Dichtung.

Hintergrund der Erfindung

Bei mechanischen Dichtungen werden Dichtflächen verwendet, die im Verhältnis zueinander rotieren und sich berühren, d. h. gepaarte Dichtflächen eines Ständerrings, der an einer Stopfbüchse befestigt ist, und eines Rotorrings, der an der Welle einer Drehausrüstung befestigt ist, um eine Druckflüssigkeit, d. h. die Prozessflüssigkeit, entlang der Ausrüstungswelle zu isolieren und abzudichten. Um die Dichtungen zu kühlen und mitzuhelfen, jeglichen Durchgang von Prozessflüssigkeit über die Dichtflächen zu verhindern, wird häufig eine zweite Druckflüssigkeit, d. h. eine Barriereflüssigkeit, auf der Rückseite der Dichtflächen gegenüber den mit der Prozessflüssigkeit in Kontakt befindlichen Flächen in die Dichtungen eingebracht. Im Normalfall werden Schaufeln auf der rotierenden Welle gebildet, um den Strom der Barriereflüssigkeit zwischen Welle und Stopfbüchse zu beschleunigen. Im Normalfall drücken Federn die Dichtflächen zusammen.
Bei Dichtungsanordnungen mit Druckausgleich werden die Druckflüssigkeiten ebenfalls auf Kolbenflächen angewendet, die auf den Rückseiten der Dichtungselemente gegenüber den Dichtflächen angeordnet sind, um das Schließen der Dichtflächen zu unterstützen. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass die Kolbenfläche, die mit der Flüssigkeit verbunden ist, die den höheren Druck aufweist, weniger als 100% und vorzugsweise etwa 70% des Kontaktbereichs der Dichtflächen beträgt. Durch diese Beziehung wird die Wärmeerzeugung durch den Reibungskontakt der Dichtflächen reduziert und gleichzeitig eine Schließkraft auf den Dichtflächen aufrechterhalten, die ausreichend hoch ist, um eine ordnungsgemäße Abdichtung zu sichern. Es ist ebenfalls wünschenswert, den Kontaktbereich der Dichtflächen zu reduzieren, um die Wärmeerzeugung während der Rotation der Dichtflächen im Verhältnis zueinander zu reduzieren. Wird eine Barriereflüssigkeit eingesetzt, wird häufig außerdem eine doppelte Dichtungsanordnung verwendet, bei der die Prozessflüssigkeit auf ein Ende der Dichtung und die Barriereflüssigkeit auf die Mitte der Dichtung mit relativ zueinander rotierenden Dichtflächen auf jeder Seite der Barriereflüssigkeit beschränkt ist, wobei die lokale Umgebung an einem Ende der Dichtung abgedichtet ist.
Bei einer Art Doppeldichtung mit Druckausgleich nach dem Stand der Technik haben beide Flüssigkeiten Zugang zur Rückseite der jeweiligen Dichtungselemente gegenüber den Dichtflächen, und das gewünschte Ausgleichsverhältnis der Kolbenfläche zum Kontaktbereich der Dichtfläche wird durch Bereitstellung von O-Ringen erreicht, die in ihren O- Ringrillen hinter den jeweiligen Dichtflächen der Dichtelemente verschiebbar sind. Die O-Ringe gleiten in den Rillen, um die Anwendung von Flüssigkeitsdruck von der Flüssigkeit mit dem höchsten Druck auf die entsprechenden Kolbenflächen auf den Seiten der Dichtelemente gegenüber den Dichtflächen zu ermöglichen. Federn, die die Dichtflächen zusammendrücken, befinden sich innerhalb der Dichtung auf jeder Seite der Dichtflächen und können entweder der Prozess- oder der Barriereflüssigkeit oder beiden ausgesetzt sein. Diese Anordnung weist erhebliche Beschränkungen auf. Da die Innen- und Außendurchmesser der O-Ringe die Ausgleichsdruckpunkte für die jeweiligen Flüssigkeiten bestimmen, muss zunächst einmal das Radialkontaktmaß der Dichtflächen ausreichend groß sein, um die Dicke der O-Ringe zu berücksichtigen. Damit ist die Konstruktion der Dichtflächen begrenzt, für die der Mindestkontaktbereich gewünscht wird. Zweitens werden die Ausgleichsdrücke nicht wie vorgesehen erreicht, wenn die O- Ringe nicht wie beabsichtigt in ihren Rillen gleiten.
Außerdem unterliegen, die Federn, die der Prozess- und Barriereflüssigkeiten ausgesetzt sind, der Kontamination und Korrosion.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mechanische Dichtungsbaugruppe bereitzustellen, die die Mängel des Stands der Technik überwindet.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dichtungsbaugruppe mit Druckausgleich bereitzustellen, bei der der Druckausgleich nicht durch die Bewegung des O- Rings beeinflusst wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Doppeldichtungsbaugruppe mit doppeltem Druckausgleich, bei der die Druckausgleiche durch feste Kolbenflächen bestimmt werden, die auf den hinteren Flächen der passenden primären Dichtungsringe definiert werden.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Dichtungsbaugruppe mit Druckausgleich, bei der die primären Dichtungselemente ungeachtet des Schlags oder Längsspiels der Welle rechtwinklig zueinander und zu der drehenden Welle bleiben.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Dichtungsbaugruppe mit einem schwimmenden Fließring, der die Beschleunigung und Zufuhr der Barriereflüssigkeit innerhalb der Barriereflüssigkeitskammer der Dichtungsbaugruppe ungeachtet Wellenanomalien optimiert.
US-A-4,666,619 und EP-A-0 163 552 legen jeweils eine doppelte mechanische Dichtung offen, die Merkmale der Präambel von Anspruch 1 aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale des charakterisierenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und andere Ziele werden durch die hier offengelegte Erfindung erreicht. Bei einem Aspekt der Erfindung isoliert die Dichtungsbaugruppe den Dichtungsprozess von jeglichem Versatz zwischen der Welle der abgedichteten Ausrüstung und der Ausrüstung selbst, d. h. zwischen der Welle und einer Ebene senkrecht zur Endfläche der Stopfbüchse der Ausrüstung, an der die Dichtungsstopfbüchse angebracht ist.
Die Dichtungsbaugruppe weist ringförmige primäre Dichtungselemente, die im Verhältnis zueinander drehbar sind, zur Abdichtung und Trennung der Prozess- und Barriereflüssigkeiten jeweils auf radialen inneren Peripherien der primären Dichtungselemente auf, wobei die Dichtungselemente jeweilige ringförmige, sich radial erstreckende, gegenüberliegende Dichtflächen dazwischen definieren, die einander über eine vorbestimmte Kontaktfläche berühren, wobei eine Welle einen Flansch an einem Ende aufweist und die Dichtungselemente relativ zu der Hülse zwischen einem Flansch an einem Ende der Hülse und Federn an dem anderen Ende der Hülse angebracht sind. Eine jeweilige sekundäre Dichtung berührt jeweils eines der primären Dichtungselemente auf den Rückseiten derselben in Positionen, die axial von und gegenüber den Dichtflächen angeordnet sind, in festen Durchmessern der primären Dichtungselemente, um den Durchgang von Flüssigkeit axial entlang der Dichtungselemente zu verhindern.
Die obigen primären Dichtungselemente bilden ein erstes und ein zweites Paar primärer Dichtungselemente, und die verbundenen sekundären Dichtungen bilden ein erstes und ein zweites Paar sekundärer Dichtungen und bilden Innen- und Außendichtungen mit einer abgedichteten Barriereflüssigkeitskammer dazwischen.
Eine zweite Stopfbüchse kann an der Ausrüstung nominell konzentrisch zu der Welle angebracht werden, und zwei stationäre primäre Dichtungselemente sind federnd und verschiebbar daran angebracht. Die beiden anderen primären Dichtungselemente sind an der Hülse zur Drehung mit der Welle angebracht, wobei das äußere verschiebbar angebracht ist und das innere an den Hülsenflansch anschlägt. Mit den Federn, die die primären Dichtungselemente zusammen und in den Flansch drücken, bleiben die primären Dichtungselemente ungeachtet des Axialspiels und Schlags der Welle relativ zu dem Flansch ausgerichtet.
Die Dichtungsbaugruppe weist weiterhin eine feste und vordefinierte Kolbenfläche auf, die ungeachtet der Position oder Dicke der sekundären Dichtung auf der Rückseite jedes primären Dichtungselements definiert ist.
Jede Kolbenfläche bildet eine vorbestimmte Fläche, die vorzugsweise gleich einem Hauptteil des Kontaktbereichs ist ist. Eine der Kolbenflächen erstreckt sich radial nach innen in Flüssigkeitskommunikation mit der inneren Peripherie der primären Dichtungselemente, und die anderen Kolbenflächen erstrecken sich radial nach außen in Flüssigkeitskommunikation mit der äußeren Peripherie der Dichtungselemente. Die axial äußere der Kolbenflächen dient als Kolbenfläche für die Barriereflüssigkeit, und die axial innere der Kolbenflächen dienst als Kolbenfläche für die Prozessflüssigkeit.
In verschiedenen Verwirklichungen sind die Kontaktflächen der ersten und zweiten Paare Dichtflächen gleich. Ein axial inneres Dichtungselement des ersten Paars primärer Dichtungselemente wird am gegenüberliegenden Ende der Dichtungsbaugruppe von dem einen axial äußeren Dichtungselements des zweiten Paars Dichtungselement angeordnet, wobei die Rückseite eines jeden von den anderen ersten und zweiten primären Dichtungselementen weg zeigt und die Kolbenfläche derselben sich radial nach innen erstreckt und mit der inneren Peripherie aller primären Dichtungselemente kommuniziert und die Kolbenflächen dieser einen Dichtungselemente der ersten und zweiten Paare primärer Dichtungselemente gleich sind. Vorzugsweise kommuniziert die radial innere Peripherie jedes primären Dichtungselements mit der Barriereflüssigkeit.
Vorteilhafterweise dichtet eine Dichtungsbaugruppe laut der vorliegenden Erfindung eine Ausrüstungswelle ungeachtet eines Versatzes zwischen der Welle und der Ausrüstung ab und erreicht einen Druckausgleich kraft der Geometrie der Teile, wobei feste, vorbestimmte Kolbenflächen auf den Seiten der primären Dichtungselemente gegenüber den Dichtflächen ohne Einsatz beweglicher Teile (wie z. B. O- Ringe) vorgesehen wird, die Verschleiß oder Funktionsstörungen unterliegen. Eine einzelne Kolbenfläche ist nur einer der Flüssigkeiten ausgesetzt. Weiterhin kann die Kontaktfläche der Dichtflächen optimiert werden, ohne dass durch die Größe der O-Ringe, die die Ausgleichsdruckpunkte definieren, eine Begrenzung auferlegt wird. Die Federn, die die Dichtflächen neigen, können an einem Ende der Dichtungsbaugruppe angeordnet sein und sind weder Prozess- noch Barriereflüssigkeiten ausgesetzt. Vorteilhafterweise können diese Federn als Maß des Verschleißes der Dichtfläche beobachtet werden. Außerdem bleibt die Federlast im Allgemeinen unbeeinflusst von Versatz der Dichtungsbaugruppe und der Ausrüstungswelle, auf der die Dichtungsbaugruppe angebracht ist. Vorteilhafterweise wird außerdem ein Druckausgleich der Dichtflächen in beiden Richtungen ohne relative Bewegung der Dichtflächenteile erreicht, die zur Erreichung des Ausgleichs erforderlich sind. Da die Erfindung die Konstruktion von Dichtflächen ermöglicht, die eine kleine Kontaktfläche aufweisen, ist die Wärmeerzeugung im Betrieb der Dichtungsbaugruppe reduziert.
In einer noch anderen Verwirklichung der vorliegenden Erfindung werden diese Merkmale und Vorteile weiter in einer Anordnung zur Optimierung der Zuführung von Barriereflüssigkeit zu den Teilen für den Kontakt mit diesen optimiert, in denen die gegenüberliegenden hinteren Enden der nicht rotierenden, stationären primären Dichtungselemente gegen eine jeweilige axiale Seite eines axial schwimmenden, für Rotationsschutzes sorgenden kreisförmigen Fließring stoßen, der konzentrisch zu der Welle angeordnet ist. Der Ring ist im Allgemeinen kreisförmig und definiert einen inneren Fließweg oder Fließkanal, indem er einen inneren Umfangsbodenteil an einem ersten Innendurchmesser aufweist, an den Seitenwände desselben grenzen, die in einem kleinen Innendurchmesser enden, der nur geringfügig größer als der lokale Außendurchmesser der Wellenhülse daran ist.
Verschiedene Verwirklichungen der Welle oder Hülse umfassen Pumpenschaufeln zur Beschleunigung der Barriereflüssigkeit, während die Welle sich dreht. Bei dieser Verwirklichung ist von Vorteil, dass der Ring axial mit dem Hub der nicht drehbaren, stationären Elemente schwimmt. Durch dieses Schwimmen wird der Fließkanal über den Pumpenschaufeln zentriert, um die Zufuhr kalter Barriereflüssigkeit zu den axial verschobenen Dichtflächen bei Axialspiel der Welle zu optimieren.
Der Flüssigkeitsstrom in einem Teil des definierten Fließkanals wird durch einen Damm versperrt, der auf dem Ringinneren gebildet wird. Der Ring definiert weiter ein Paar Flüssigkeitsöffnungen, die als Flüssigkeitseinlassöffnungen oder Flüssigkeitsauslassöffnungen je nach Richtung der Wellendrehung dienen. Jede Öffnung erstreckt sich radial durch den Ringumfang und endet im Ringinneren, während die Öffnung sich in den definierten Fließkanal erstreckt. Der nicht versperrte Teil des Fließkanals bietet einen Fließweg der Barriereflüssigkeit von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung in einer gewünschten Richtung des Flüssigkeitsstroms, während der Damm den Flüssigkeitsstrom in der Gegenrichtung verhindert.
Der Damm wird durch ein Paar Flansche gebildet, die sich von einem gemeinsamen Ursprung auf dem Außenumfang des Rings radial nach innen erstrecken. Jeder Flansch definiert eine jeweilige Umfangsöffnung, die sich radial durch den Ring erstreckt. Die Einlass- und die Auslassöffnungen werden jeweils als radiale Umfangsöffnung gebildet, die jeweils eine der durch den Flansch definierten radialen Umfangsöffnungen verbinden. Im Betrieb lenkt der verbundene Flansch an der Einlassöffnung den Flüssigkeitsstrom nach innen zwischen die drehende Welle und den nicht versperrten Fließkanal, und die Auslassöffnung des verbundenen Flansches lenkt die beschleunigte Flüssigkeit aus dem Fließkanal nach außen.
Der Außenumfang des Fließrings umfasst Rotationsschutzvorsprünge, die in die Rotationsschutzkerben der gegenüberliegenden Ende der obenerwähnten nicht drehbaren Elemente eingreifen. Ein Rotationsschutzansatz sichert den Ring an der Dichtungsstopfbüchse. Somit werden die gekerbten Elemente und der Fließring gegen Rotation gesichert, und die Ausrichtung der Einlass- und Auslassöffnungen des Fließkanals mit den jeweiligen Mündungen der radialen Einlass- und Auslassöffnungen der Stopfbüchse ist dadurch sichergestellt. Die Einlass- und Auslassöffnungen der Dichtung verbinden sich mit den Einlass- und Auslassöffnungen des Rings im wesentlichen tangential zu der Mittelachse der Welle. Der Innendurchmesser jeder Öffnungsmündung ist größer als der Innendurchmesser der damit verbundenen Öffnung, so dass der Flüssigkeitsstrom auch bei axial schwimmendem Ring erleichtert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser zu verstehen, in der gleiche Referenzzahlen sich auf gleiche Elemente beziehen und in der:
Bild 1 eine Vorderansicht einer mechanischen Dichtungsbaugruppe der Erfindung ist.
Bild 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Erfindung von Bild 1 ist, die in der Linie 2-2 aufgenommen wurde.
Bild 2A eine Teilschnittansicht der Erfindung von Bild 1 ähnlich Bild 2 ist, die an einem gegenüber Bild 2 um 90º gedrehten Punkt aufgenommen wurde.
Bild 2B eine vergrößerte Schnittansicht der Erfindung von Bild 1 ist, die in der Linie 2B-2B von Bild 2A aufgenommen wurde.
Bild 3 ein auseinandergezogener Perspektivschnitt der Erfindung von Bild 1 ist.
Bild 4 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils der Schnittansicht von Bild 2 ist.
Bild 5 eine Seitenansicht eines Fließrings der Erfindung 30 ist.
Bild 5A eine Querschnittansicht einer anderen Verwirklichung des Rings von Bild 5 ist, die entlang der Linie 5A-5A aufgenommen wurde.
Bild 6 eine Schnittansicht einer Verwirklichung der Dichtung von Bild 1 ist, die entlang der Linie 2-2 mit einem installierten Fließring aufgenommen wurde.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Verwirklichungen

Unter Bezugnahme auf die Bilder 1-3 wird jetzt eine mechanische Dichtungsbaugruppe 10 laut der Erfindung an einer Pumpenwelle 12 angebracht und an dem Pumpengehäuse 14 mit Schrauben 16 befestigt. Die Dichtungsbaugruppe 10 erstreckt sich teilweise in die Stopfbüchse 18 des Pumpengehäuses.
Die Dichtung 10 umfasst eine Hülse 20 neben der Welle 12. Am inneren Ende der Hülse 20, d. h. dem in die Stopfbüchse 18 eingeschobenen Ende, nimmt eine Rille 22 der inneren Peripherie von Hülse 20 einen O-Ring 24 neben Welle 12 auf, um zu verhindern, dass Prozessflüssigkeit von der Pumpe zwischen Hülse 20 und Welle 12 fließt. Hülse 20 weist eine Stufenkonstruktion an ihrem inneren Ende auf und definiert so einen Flansch 26, wobei der Außendurchmesser des Flansches kleiner als der Innendurchmesser der Stopfbüchse 18 ist und eine nach außen zeigende Wand 28 aufweist, die senkrecht zu der Innenfläche von Hülse 20 neben Welle 12 steht. Eine Stufe 30 ist in axialer Außenrichtung von Flansch 26 vorgesehen und weist einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser des Hauptteils von Hülse 20, aber kleiner als der Durchmesser von Flansch 26 ist. Eine Rille 32 in der Außenfläche von Stufe 30 nimmt einen O-Ring 34 auf. Eine Mehrzahl von Buckeln 36 ist neben Stufe 30 um den Umfang der Hülse vorgesehen. In der beschriebenen Verwirklichung sind um dieselbe Hülse drei Buckel in gleichem Abstand angeordnet. In Bild 3 erstrecken sich neben dem äußeren Ende der Hülse eine Mehrzahl kreisförmiger Öffnungen durch die Hülse, die drei größere Öffnungen 38, drei kleinere Öffnungen 39 und drei kleinere Öffnungen 40 aufweist, wobei die Öffnungen abwechselnd um den Umfang der Hülse angeordnet sind.
Ein rotierendes Dichtungselement 42 ist an dem inneren Ende von Hülse 20 angebracht. Das Dichtungselement 42 weist einen relativ breiten Öffnungsteil 44 mit einer axial nach außen zeigenden Dichtungsfläche 46 auf. Dichtungselement 42 auf dem Innendurchmesser des Dichtungsteils 44 besitzt eine Vielzahl von Kerben 48, die in die Buckel auf Hülse 20 eingreifen und das rotierende Dichtungselement 42 an Hülse 20 zur Drehung damit arretieren. Der Außendurchmesser des rotierenden Dichtungselements 42 ist etwas kleiner als der von Flansch 26 von Hülse 20 und ist in einem Abstand von der Innenwand von Stopfbüchse 18 angeordnet. Auf der Rückseite der gegenüberliegenden Fläche 46 von Dichtungsteil 44 ist der Innendurchmesser des rotierenden Dichtungselements 42 neben Hülsenstufe 30 vergrößert und versieht Dichtungselement 42 mit einer Stufe 50 mit einem Innendurchmesser, der etwa gleich dem Außendurchmesser von Hülsenstufe 30 ist. O-Ring 34 in Rille 32 von Hülsenstufe 30 dichtet gegen den Innendurchmesser von Stufe 50 der rotierenden Dichtung 42 ab, so dass Schritt 40 dadurch elastisch gegenüber Stufe 30 abgedichtet und in einem Abstand dazu angeordnet ist. Der Innendurchmesser von Dichtungsteil 44 des rotierenden Dichtungselements 42 ist geringfügig größer als der lokale Außendurchmesser von Hülse 20, so dass Buckel frei in die Kerben 48 passen können. Die axial nach innen zeigende Wand 52 von Element 42 gegenüber von Dichtungsfläche 46 ist in einem Abstand von Endwand 31 von Stufe 30 angeordnet, um den Durchgang von Flüssigkeit dazwischen zu ermöglichen und somit Kolbenfläche A auf Wand 52 zu bilden. In einer alternativen Verwirklichung wird Endwand 31 als Referenzfläche statt Wand 28 von Flansch 26 verwendet, da sie ebenfalls senkrecht zu der Welle verläuft.
Ein stationäres Dichtungselement 54 ist in axialer Außenrichtung des rotierenden Dichtungselements 42 vorgesehen. Das stationäre Dichtungselement 54 umfasst einen Dichtungsteil 56, der sich von dem Innendurchmesser, der etwas größer als der Außendurchmesser von Hülse 20 ist, zu einem Außendurchmesser erstreckt, der etwas kleiner als der Innendurchmesser von Stopfbüchse 18 ist. Eine schmale, axial nach innen zeigende Dichtfläche 58 erstreckt sich von dem Dichtungsteil 56 zu der Dichtfläche 46 des drehbaren Dichtungselements 42 und greift dichtend in diese ein. In Außenrichtung des Dichtungsteils 56 des stationären Dichtungselements 54 wird ein sekundärer Dichtungsteil 55 durch eine Stufe 60 mit einem Außendurchmesser definiert, der relativ zu dem Außendurchmesser des Dichtungsteils 56 reduziert ist und eine axial nach außen zeigende Wand 62 auf der Rückseite des Dichtungsteils 56 gegenüber Dichtfläche 58 definiert. Wie in Bild 3 gezeigt, erstrecken sich vier in gleichem Abstand angeordnete Kerben 64 radial durch das äußere Ende von Stufe 60. In einer besonderen Verwirklichung besteht die stationäre Dichtung 54 aus Kohlenstoff und das drehbare Dichtungselement 42 aus Siliziumkarbid.
Ein zweites stationäres Dichtungselement 54' ist in Außenrichtung von dem ersten stationären Dichtungselement 54 in umgekehrter Orientierung vorgesehen, d. h. mit axial nach außen zeigender Dichtfläche 58'. Das stationäre Dichtungselement 54' ist identisch mit dem stationären Dichtungselement 54, und die entsprechenden Teile desselben werden mit den gleichen Referenzziffern bezeichnet, die durch eine Hauptbezeichnung unterschieden werden. Die Enden der gegenüberliegenden Dichtflächen 58, 58' der stationären Dichtungselemente 54, 54' berühren einander mit Kerben 64, 64', die in einer Linie liegen.
Ebenso ist in Außenrichtung des zweiten stationären Dichtungselements 54' ein zweites drehbares Dichtungselement 42' vorgesehen, das identisch mit dem drehbaren Dichtungselement 42 und relativ zu diesem umgekehrt orientiert ist, dessen Dichtfläche 46' die Dichtfläche 58' des zweiten stationären Dichtungselements 54' berührt. Die Teile des zweiten drehbaren Dichtungselements 42' sind mit den gleichen Referenzziffern wie die entsprechenden Teile des ersten drehbaren Dichtungselements 42 bezeichnet, die durch eine Hauptbezeichnung unterschieden werden.
Ein Sicherungsring 66 ist am äußeren Ende von Hülse 20 angebracht. Der in den Bildern 2 und 3 dargestellte Sicherungsring 66 weist ein radial vergrößertes äußeres Ende mit Gewindeöffnungen 68 auf, die nach Öffnungen 38 für die Aufnahme von Befestigungselementen 69 ausgerichtet sind, die die Dichtungsbaugruppe an der Welle 12 zur Rotation mit dieser arretieren. Das vergrößerte Ende des Sicherungsrings 66 weist ebenfalls Gewindeöffnungen 70 auf, die nach Öffnungen 40 in Hülse 20 ausgerichtet sind, um Befestigungselemente mit Gewinde 71 aufzunehmen, deren zylindrische Enden geeignet sind, in die Kanten der Öffnungen 40 einzugreifen und die Dichtungskomponenten vor der Montage in einer Pumpe axial zu positionieren. Drei zusätzliche Gewindeöffnungen 72, die nach Öffnungen 39 ausgerichtet und im Äußeren des Sicherungsrings in gleichem Abstand angeordnet sind, sind vorgesehen, um Befestigungselemente mit Gewinde 73 zur Sicherung der Zentrierklammern 74 an dem Sicherungsring 66 aufzunehmen. Auf der Innenfläche des Sicherungsrings ist eine Rille 76 vorgesehen, die von den Hülsenöffnungen 38, 39, 40 und den Sicherungsringöffnungen 68, 70, 72 mit einem Abstand nach innen angeordnet ist. Ein O-Ring 78 ist in Rille 76 vorgesehen, um zu verhindern, dass sich Flüssigkeit zwischen der Außenfläche von Hülse 20 und der Innenfläche von Sicherungsring 66 bewegt. Die Innenkante von Sicherungsring 66 ist mit drei sich axial erstreckenden Überständen 80 versehen, die den Buckeln 36 am anderen Ende von Hülse 20 entsprechen. Kerben 48' in dem zweiten drehbaren Dichtungselement greifen in die Überstände 80 des Sicherungsrings 66 ein und arretieren die zweite drehbare Dichtung 42' zur Drehung mit der Welle 12 und der Hülse 20 daran. Zwischen den Überständen 80 und den Öffnungen 68, 70, 72 weist Sicherungsring 66 eine Stufe 82 auf, deren Durchmesser dem Durchmesser von Stufe 30 am anderen Ende der Hülse entspricht und gegenüber diesem leicht verkleinert ist. Stufe 82 weist eine Rille 84 zur Aufnahme eines O-Rings 86 auf, der gegen Stufe 50' am Innendurchmesser des zweiten drehbaren Dichtungselements 42' abdichtet. Der Innendurchmesser des zweiten drehbaren Dichtungselements 42' im Dichtungsteil 44' desselben ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Hülse daran. Wand 52' der Rückseite des zweiten drehbaren Dichtungselements 42' gegenüber Dichtfläche 46' ist in einem Abstand von der Endwand 31' der Sicherungsringstufe 82 angeordnet, um den Zugang durch Flüssigkeit zu ermöglichen, und bildet so Kolbenfläche A' laut Darstellung in Bild 2, die gleich Kolbenfläche A ist. Eine Reihe axialer Bohrungen 87 um die nach innen zeigende Wand von Sicherungsring 66 sehen Taschen für Federn 88 vor, die gegen das äußere Ende des zweiten drehbaren Dichtungselements 42' drücken. Federn 88 lenken alle Dichtflächen hin zu Flansch 26 am nach innen gerichteten oder inneren Ende von Hülse 20.
Eine Dichtungsstopfbüchse 90 ist im Allgemeinen in der Mitte der Dichtungsbaugruppe angeordnet. Die in Bild 1 dargestellte Stopfbüchse 90 weist eine Mehrzahl von Schlitzen 92 um das Äußere derselben auf, um Montageschrauben 16 zur Befestigung der Stopfbüchse und der Dichtungsbaugruppe an dem Pumpengehäuse 14 aufzunehmen. Wie in Bild 2 dargestellt, nimmt eine ringförmige Rille 94 auf der Innenseite von Stopfbüchse 90 eine Dichtung 96 auf, um die Leckage von Flüssigkeit zwischen Pumpengehäuse und Stopfbüchse zu verhindern. Der Innendurchmesser der Stopfbüchse ist mit einem Paar in axialem Abstand angeordneter Rillen 98, 100 versehen, die O-Ringe 102 bzw. 104 aufnehmen, über den Stufen (oder gestuften Wänden) 60, 60' der stationären Dichtungselemente 54, 54' liegen und gegen diese abdichten.
Das axial nach innen zeigende Ende 99 der Stopfbüchse ist in einem Abstand von der axial nach außen zeigenden Wand 62 des stationären Dichtungselements 54 angeordnet, um den Zugang durch die Prozessflüssigkeit zu ermöglichen, und bildet so Kolbenfläche B; und die axial nach außen zeigende Wand 99' der Stopfbüchse ist in einem Abstand von der axial nach innen zeigenden Wand 62' des stationären Dichtungselements 54' angeordnet, um den Zugang durch die abgedichteten Umgebungsfluide (z. B. Luft) zu ermöglichen, und bildet so Kolbenfläche B'.
Die Stufen 60, 60' positionieren sekundäre Dichtungsteile 55, 55' stationärer Dichtungselement 54, 54' mit einem kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser von Stopfbüchse 90 radial, und O-Ringe 102, 104 werden gewählt, um diese Trennung elastisch abdichtend aufzunehmen. Bei dieser Anordnung wird die Elastizität des O-Rings genutzt und ein Mittel vorgesehen, die sekundäre Dichtung dichtend zwischen der Stopfbüchse und den Stufen 60, 60' der stationären Elemente 54, 54' zu halten, auch wenn Welle 12 nicht parallel zu der Mittelachse der Stopfbüchse verläuft. Infolge dieser Trennung und der Elastizität der O-Ringe 102, 104 können die stationären Dichtungselemente 54, 54' radial schwingen, um den Schlag der Welle auszugleichen.
Der Wellenschlag kann z. B. durch eine beanspruchte oder verdrehte Welle hervorgerufen werden und bewirkt, dass die drehbaren Dichtflächen 46, 46' und tatsächlich die gesamte Dichtungsbaugruppe 67 exzentrisch zu der Mittelachse der Stopfbüchse ist. Indem die stationären Dichtungselemente die Möglichkeit erhalten, zusammen mit dieser drehbaren Exzentrizität zu schwingen, bleiben die jeweiligen Dichtflächenpaare 46, 58, 46', 58' in Kontakt und parallel zueinander sowie zu Wand 28 von Flansch 26 und senkrecht zu der Welle. So kann durch die elastische Montage der stationären Dichtungselemente 54, 54' die gesamte Anpassung an den Wellenschlag an den O-Ringen 102, 104 gegenüber den sekundären Dichtung isoliert und von der Hauptdichtungsfunktion an den Dichtflächen der drehbaren und stationären primären Dichtungselemente getrennt werden.
Aufgrund des Vorstehenden ist die Abnutzung der Dichtfläche reduziert, und die Wahrscheinlichkeit schwingungsbedingter Ermüdung der Federn, die sonst durch die kontinuierliche Aufnahme der schwingenden Dichtungselemente eintreten kann, ist ausgeschlossen. Ebenso ist die Reibung an O-Ring 86, der den äußeren Rotorring 42' gegenüber der Hülse abdichtet, vorteilhaft reduziert.
In den BILDERN 2A, 2B und 3 ist ein Ansatz 106 in einer der axial ausgerichteten Gruppen von Kerben 64, 64' stationärer Dichtungselemente 54, 54' angebracht und erstreckt sich in eine Aussparung 108, die auf dem Innendurchmesser der Stopfbüchse zwischen den Rillen 98 und 108 vorgesehen ist. Ansatz 106 weist im Allgemeinen eine rechteckige Basis, die in Kerben 64, 64' eingepasst ist, und eine Querstange 107 auf, die sich in Aussparung 108 in Stopfbüchse 90 neben Kerben 64, 64' erstreckt. Wie in Bild 2A dargestellt, ist Querstange 107 in einem Abstand von in einem axialen Abstand angeordneten Endwänden von Aussparung 108 angeordnet, und wie in Bild 2B dargestellt, ist die breite der Querstange reduziert, so dass nur eine ihrer Seiten 107A oder 107B eine der Seitenwände 108A oder 108B der Aussparung 108 berührt. Querstange 107 und notwendigerweise Aussparung 108 sind im Umfang etwas breiter als die Kerben 64, 64', wodurch Ansatz 106 bei der Montage in Position gehalten wird. Ansatz 106 klemmt die stationären Dichtungselemente 54, 54' an Stopfbüchse 90 fest und sichert diese Dichtungselemente vor Rotation, gestattet aber gleichzeitig axiale Schwingungen der Dichtungselemente 54, 54' ohne Störung durch die Stopfbüchse.
Ebenso sind in axiale Richtung zeigende Wände 99, 99' in axialen Abständen 111, 111' von in axiale Richtung zeigenden Wänden 62, 62' auf den Rückseiten der Dichtungsteile 56, 56' der stationären Dichtungselemente 54, 54' angeordnet. Dieser Abstand stellt weiterhin sicher, dass Wellenschwingungen in jeder Axialrichtung ohne Einfluss auf die Passung der Dichtflächen ausgeglichen werden können.
Stopfbüchse 90 ist mit einem par Radialöffnungen 110, 112 versehen. Diese Öffnungen öffnen sich in das Innere der Stopfbüchse zwischen Rillen 98, 100. Öffnungen 110, 112 sind als Einlass- und Auslassöffnungen für eine Barriereflüssigkeit vorgesehen, die durch die Kerben 64, 64' strömt, die nicht Ansatz 106 enthalten:
Die Außenfläche von Hülse 20, die nach den Kerben 64, 64' und den Öffnungen 110, 112 ausgerichtet ist, ist, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Rillen 65 versehen, die sich axial um ihren Umfang erstrecken. Die Rillen wirken als Pumpenschaufeln, um das Pumpen der Barriereflüssigkeit von einer Öffnung zur anderen zu unterstützen.
Wie in Bild 2 dargestellt, ist auf der Außenseite der Dichtung um die innere Peripherie von Stopfbüchse 90 eine Rille 114 zur Aufnahme der radial nach außen vorstehenden Enden der Zentrierklemmen 74 vorgesehen. Die Zentrierklemmen sichern so die axiale Positionierung der Stopfbüchse und die Zentrierung der Stopfbüchse und der stationären Dichtungen während der Montage.
Unter Bezugnahme auf Bild 4 ist das nach innen gerichtete erste Paar primärer Dichtungselemente 42 und 54, das das erste Paar Kontaktdichtflächen 46, 58 definiert, geeignet, der Barriereflüssigkeit die Ausübung von Druck auf die Rückwand 52 gegenüber Dichtfläche 46 und der Prozessflüssigkeit die Ausübung von Druck auf die Rückwand 62 gegenüber Dichtfläche 58 zu ermöglichen. Aufgrund ihrer Konstruktion definieren die Rückwände 52, 62 vorbestimmte, feste Kolbenflächen, Kolbenfläche A bzw. Kolbenfläche B, die Nettodruck von einer der Flüssigkeiten auf das erste Paar Dichtflächen 46, 58 übertragen. Jede Kolbenfläche wird durch den Umfang definiert, in dem die dazugehörige Wand 52, 62 den Kontaktbereich der Dichtflächen 46, 58 überlappt. So erstreckt sich Kolbenfläche A von Wand 52 im Falle des drehbaren Dichtungselements 42 zwischen dem festen Innendurchmesser der stationären Dichtfläche 58 und dem festen Durchmesser von Wand 52 an Stufe 50. Ebenso erstreckt sich Kolbenfläche B an Wand 62 des stationären Dichtungselements 54 zwischen dem festen Außendurchmesser der stationären Dichtfläche 58 und dem festen Durchmesser von Wand 62 an Stufe 60. In der illustrierten Verwirklichung definieren O-Ringdichtungen 34 und 102 an den Stellen, wo sie gegen die Stufen 50 und 60 abdichten, jeweils die Grenzen der Kolbenflächen relativ zu den Innen- und Außendurchmessern von Dichtfläche 58, wo sie gegen die Stufen 50 bzw. 60 abdichten. Durch korrekte radiale Positionierung der Stufen 50, 60, die die Dichtungsringe 34, 102 aufnehmen, können die Kolbenflächen in jeder Richtung (Kolbenflächen A und B) problemlos für die Aufnahme des gewünschten Prozentsatzes der Kontaktfläche der Dichtflächen 46, 58 konstruiert werden.
Wie in Bild 4 dargestellt, besteht die Möglichkeit, verschiedene Kolbenflächen für die jeweiligen verschiedenen Flüssigkeitsdrücke für eine bestimmte Anwendung zu konstruieren. So kann in einer bevorzugten Verwirklichung der Kolbenflächenteil B von Wand 62 des stationären Dichtungselements 54 gleich 70% der Kontaktfläche der Dichtflächen 46, 58 sein, die schematisch durch die Kontrollmarken auf den Flächen angegeben ist, wobei jede Marke 10% der Kontaktfläche darstellt, während Kolbenfläche A an Wand 52 des drehbaren Dichtungselements 42 gleich 60% der Kontaktfläche der Dichtflächen 46, 58 ist. Würde die Geometrie des drehbaren Dichtungselements 42 geändert, so dass Kolbenfläche A von Wand 52 sich weitere 10% der Kontaktfläche der Dichtflächen 46, 58 radial nach außen erstreckte (d. h. bis Linie AA), wäre Kolbenfläche A dann ebenfalls gleich 70% der Kontaktfläche und würde dann die gleiche Größe aufweisen wie Kolbenfläche B. In der dargestellten Verwirklichung beträgt die Federlast, die nötig ist, um die O-Ringreibung auf den Oberflächen 50', 60 und 60' zu überwinden und die Dichtflächen zu neigen, 40- 50 psi (2,8-3,5 kg cm²), und die Kolbenflächen A und A' werden jeweils mit 60% (statt 70%) des Kontaktbereichs der Kontaktflächen 46, 58 und 46', 58' gewählt, wodurch die Gesamtschließkraft entsprechend reduziert wird. Im Idealfall sind die Kolbenflächen reduziert, um die Reibung und die Wärmeerzeugung zu vermindern und dennoch einen Sicherheitsfaktor bereitzustellen, um den Verlust von Flüssigkeit über die relativ zueinander drehenden Dichtungsflächen zu verhindern. Die Kolbenflächen müssen so gewählt werden, dass jede Nettokraft in Gegenrichtung vermieden wird, die dazu neigt, die Dichtflächen zu öffnen.
Die Kolbenflächen sind von fester und vorbestimmter Größe und unabhängig von der Dicke oder Position der dazugehörigen sekundären Dichtungen. Der Kontaktbereich der Dichtfläche, der mit den Kolbenflächen verbunden ist, ist ebenfalls unabhängig von der sekundären Dichtungsdicke und kann deshalb recht klein sein. Die Struktur weist in dem Sinne einen doppelten Druckausgleich auf, dass die Dichtungsbaugruppe eine Nettohydraulik- plus Federschließkraft über ihre Innen- und Außendichtungen ungeachtet Druckschwankungen und selbst bei Umkehrung der Reihenfolge (niedrig zu hoch oder hoch zu niedrig) der abgedichteten Drücke aufrechterhält.
Die Dichtung wird montiert, indem O-Ring 24 in Rille 22 und O-Ring 34 in Rille 32 gesetzt wird. Das drehbare Dichtungselement 42 wird dann an Hülse 20 angebracht, wobei Kerben 48 in Buckel 36 auf der Oberfläche der Hülse eingreifen. Die O-Ringe 102, 104 werden in Rillen 98, 100 von Stopfbüchse 90 eingeschoben, und das stationäre Dichtungselement 54 wird in die Stopfbüchse mit Buckel 106 in einer Kerbe 64 eingeschoben, die mit Querstange 107 in Stopfbüchsenaussparung 108 angeordnet ist. Das stationäre Dichtungselement 54' wird dann in das andere Ende der Stopfbüchse eingeschoben und stößt gegen das stationäre Dichtungselement 54, wobei Ansatz 106 sich in eine Kerbe 64' erstreckt. Dann werden O-Ringe 78, 86 in Rillen 76, 84 von Sicherungsring 66 gesetzt, und das drehbare Dichtungselement 42' wird an Sicherungsring 66 gegen Federn 88 angebracht. Stopfbüchse 90 wird um die Hülse 20 angebracht, und der Sicherungsring wird an dem Ende von Hülse 20 positioniert. Befestigungselemente mit Gewinde 71 werden in Öffnungen mit Gewinde 70 des Sicherungsrings und in den Öffnungen 40 in der Hülse befestigt, um die Dichtungskomponenten axial zu positionieren und den durch Federn 88 ausgeübten Druck zu definieren. Zentrierklemmen 74 werden durch Befestigungselemente mit Gewinde 73 in dem Sicherungsring angebracht, wobei ihre Enden sich in Rille 114 von Stopfbüchse 90 erstrecken. Die Zentrierklemmen positionieren die Stopfbüchse axial und zentrieren die Stopfbüchse und die stationären Dichtungen bis zur Montage in einem Pumpengehäuse.
Zur Montage der Dichtung in einer Pumpe wird die Dichtungsbaugruppe mit Dichtungen 42, 54, die sich in die Stopfbüchse 18 des Pumpengehäuses 14 erstrecken, entlang der Pumpenwelle geschoben. Dann werden Schrauben 16 in Schlitzen 92 von Stopfbüchse 90 befestigt, um die Dichtung an dem Pumpengehäuse zu sichern, wobei Dichtung 96 zwischen die Stopfbüchse und das Gehäuse geschoben wird. Die Dichtungsbaugruppe wird dann mit Befestigungselementen mit Gewinde 69, die sich durch Öffnungen 68 des Sicherungsrings und 38 der Hülse zur Befestigung an Welle 12 erstrecken, an Welle 12 gesichert. Die Zentrierklemmen 74 werden dann von der Dichtungsbaugruppe entfernt.
Im Betrieb dreht sich Hülse 20 mit Welle 12 und trägt die drehbaren Dichtungselemente 42, 42' sowie Sicherungsring 66 und die Federn 88 mit sich. Stationäre Dichtungselemente 54, 54' werden durch Ansatz 106, der in die Kerben 64, 64' und Stopfbüchse 90 eingreift, in einer nicht drehbaren, stationären Position gehalten. Federn 88 lenken beide Paare Dichtflächen 46, 58 und 46' 58' zusammen und zu Flansch 26 am anderen Ende von Hülse 20. Prozessflüssigkeit bewegt sich zwischen dem Aussendruchmesser der Dichtungselemente 42, 54 und dem Innendurchmesser von Stopfbüchse 18. Relativ drehbare Dichtflächen 46, 58 dichten die Prozessflüssigkeit an ihrer stationären/drehbaren Grenzfläche ab (d. h. in dem vorerwähnten Kontaktbereich der Dichtfläche, und O- Ringdichtung 102 hindert Prozessflüssigkeit daran, über das nicht drehbare Dichtungselement 54 hinaus zu fließen. Prozessflüssigkeit übt eine Schließdruckkraft auf den Dichtflächen 46, 58 aus, während sie Druck auf die Kolbenfläche B ausübt. Kolbenfläche B ist vorzugsweise gleich 70% des Kontaktbereichs der Dichtflächen 46, 58. Barriereflüssigkeit, die durch eine der Öffnungen 110, 112 der Stopfbüchse 90 eintritt, wird auf der Außenfläche stationärer Dichtung 54, 54' durch O-Ringe 102, 104 in Stopfbüchsenrillen 98, 100 abgedichtet. Während die Barriereflüssigkeit durch Kerben 64, 64' der Außenfläche von Hülse 20 strömt, übt sie Druck auf die Rückwände 52, 52' der drehbaren Dichtungselemente 42, 42' an den Kolbenflächen A und A' aus. Diese Kolbenflächen betragen 70 % oder in einer bevorzugten Verwirklichung 60% der Kontaktbereiche der Dichtflächen 46, 58 und 46', 58'. Kolbenfläche b' an Wand 62' auf der gegenüberliegenden Seite der Dichtflächen 58' wird radial durch Fläche 58' in ihrem Außendurchmesser und an Stufe 60' in ihrem Inndurchmesser definiert, und an Wand 62' wirkt atmosphärischer oder sonstiger externer Fluiddruck, der zwischen dem Inneren der Stopfbüchse und der Außenfläche der Dichtungen 42', 54' fließt, auf sie ein.
Vorteilhafterweise werden die Kontaktbereiche der Dichtflächen nicht durch die O-Ringgröße definiert und können so konstruiert werden, dass sie so klein wie möglich sind, um die Wärmeerzeugung zu reduzieren. Die Kolbenflächen A, A' der drehbaren Dichtungselemente 42, 42', auf die Druck von der Barriereflüssigkeit angewendet wird, können jeweils etwas kleiner als die Kolbenfläche B des stationären Dichtungselements 54 sein, auf das Druck von der Prozessflüssigkeit angewendet wird, um die abgedichtete Druckdifferenz auszugleichen. So kann die Größe der Kolbenflächen bei Bedarf unabhängig voneinander angepasst werden. Von besonderer Bedeutung ist, dass eine solche Einstellung so vorgenommen wird, dass Nettokräfte, die die Dichtflächen schließen, in Richtung des Flansches am Ende der Hülse gelenkt werden. Die Federn 88 bewirken eine erste Neigung hin zu dem Flansch, und während Prozessflüssigkeit Druck auf Wand 62 des stationären Dichtungselements 54 ausübt, lenkt Druck der Prozessflüssigkeit die Baugruppe weiter hin zu dem Flansch. Während Druck der Barriereflüssigkeit an den Kolbenflächen A und A' in Innenrichtung von jedem Ende der Baugruppe ohne Nettokraft in jeder Richtung angewendet wird, erzeugen die Federkraft und jeglicher Druck der Prozessflüssigkeit an Kolbenfläche B und der Nettodruck der Dichtungsumgebung in B' ggf. stets eine Nettokraft hin zu dem Flansch.
Vorteilhafterweise werden die Dichtungen an den Flächen 46, 58, 46' 58' nicht durch Druckschwankungen zwischen Prozess- und Barriereflüssigkeit beeinflusst. Die Federn und die Drücke an den Kolbenflächen B, B' führen ungeachtet dessen eine Schließkraft an den Dichtflächen zu. Deshalb verursachen solche Schwankungen keine Verschiebung der Dichtflächen relativ zu den O-Ringen 34, 102, und deshalb besteht kein Risiko einer "Aufhängung" der O-Ringe, was ein Ungleichgewicht der Kolbenflächen bewirken würde (wenn die Kolbenflächen durch die O-Ringe definiert würden.
Vorteilhafterweise besteht keine Axialbewegung der Dichtungen relativ zu den Federn; somit wird ein konstanter Federdruck ungeachtet Axialschwingungen der Welle angewendet. Ein radialer Versatz der Welle besitzt keine Auswirkung auf die Federn, da die Federn die Baugruppe gegen ein rechteckiges Ende lenken und die stationären Dichtungselemente elastisch angebracht sind und sich entsprechend im Hinblick auf die Hülse anpassen können; somit ist keine Biegung der Feder erforderlich, falls ein solcher radialer Versatz eintreten sollte. Insbesondere wenn die Welle nicht im rechten Winkel zu der Stopfbüchse steht, schwingen die stationären Elemente 54, 54' entsprechend relativ zu der Stopfbüchse 90, während sie und die drehbaren Dichtungselemente 42, 42' rechtwinklig zueinander, zu Flansch 26 und zu Welle 12 bleiben. Da die Federn sich außerhalb der Pumpe und der Stopfbüchse befinden, unterliegen sie keiner Korrosion oder Kontamination durch die Prozess- oder Barriereflüssigkeit. Außerdem kann die Abnutzung der Dichtflächen durch Beobachtung der Länge der Federn beurteilt werden.
Ungeachtet der vorstehenden Merkmale und Vorteile wird die Pumpenleistung der Schaufeln 65 an den Einlass- und Auslassöffnungen 110, 112 kleiner, wenn die Axialschwingung der Welle die Schaufeln weg von den fest positionierten Öffnungen verschiebt. Deshalb wird in einer alternativen bevorzugten Verwirklichung, die in den BILDERN 5-6 vorgesehen ist, ein ringförmiger Fließring 120 vorgesehen, der einen Fließweg oder Kanal 121 definiert. Ring 120 optimiert die Zufuhr der durch die Schaufeln beschleunigten Barriereflüssigkeit, die durch die Öffnungen 110, 112 entlang der Oberfläche von Hülse 20 und zu und von den gepaarten Dichtflächen 46, 58, 46', 58' fließt, um damit unabhängig von Wellenschwingungen gekühlt zu werden. Eine Verwirklichung des Rings 120 ist in der Seitenansicht in Bild 5 darstellt, und eine alternative Verwirklichung von Ring 120 ist in Bild 5A dargestellt. Bild 6 zeigt eine alternative Verwirklichung der Baugruppe von Bild 2 mit einer Verwirklichung des installierten Rings 120.
Die Ringwulst 120 ist nicht drehbar an der Stopfbüchse konzentrisch zu der Welle angebracht. Insbesondere weist der Ring eine äußere Umfangsfläche 122 mit einem Außendurchmesser auf, der etwas geringer als der Innendurchmesser der angrenzenden Innenfläche 124 von Stopfbüchse 90 ist, die den Ring daran aufnimmt. Der Ring weist axiale Seitenwände 126, 126' auf, von denen jede mit einem sich axial nach außen erstreckenden Flansch oder Buckel 128, 128' versehen ist. In dieser Verwirklichung enthalten die Enden der primären Dichtungselemente 54, 54' mindestens eine der vorerwähnten Kerben 64, 64', und diese gekerbten Enden stoßen gegen jeweils eine Seitenwand 126, 126' mit einer jeweiligen Kerbe 64, 64', die mit einem jeweiligen Flansch 128, 128' zur nicht drehbaren Anpassung der Dichtungselemente an die Stopfbüchse über den Ring gepaart ist. Die Ringseitenwände 126, 126' erstrecken sich radial nach innen hin zu der Wellenhülse zur radialen Innenfläche 130 130' des Rings mit einem Durchmesser, der vorzugsweise nur geringfügig größer als der lokale Außendurchmesser der Wellenhülse daran ist.
Flansche 128, 128' können auf unterschiedliche Weise konstruiert sein. In der Verwirklichung von Bild 5 werden z. B. Flansche 128, 128' durch Anbringen eines Streifens 132 an dem Umfangsschlitz 134 auf der Außenfläche 122 des Rings 120 mit Flanschen 128, 128' gebildet, die in einem Winkel von 45º von der Oberfläche 122 angeordnet sind. In der Verwirklichung von Bild 5A sind die 45º-Flansche aus den Seitenwänden 126, 126' gestanzt.
Ring 120 definiert weiter eine innere Umfangsfläche 136, die sich axial zwischen den Innenseiten der Seitenwände 126, 126' erstreckt und so den inneren Fließkanal 121 bildet, der mit der lokalen, die Schaufeln tragenden Hülsenfläche daran zusammenwirkt. Der Fließkanal dient zur wirksamen Beförderung der Barriereflüssigkeit von und zu den Öffnungen 110, 112 und durch die gesamten Empfangsbereiche 140 der Barriereflüssigkeit innerhalb der Dichtung, d. h. zwischen der Außenfläche der Hülse und den Innenflächen aller Dichtungselemente 42, 54, 42', 54' bis zu den O-Ringen 34, 86.
Ring 120 wird weiter mit radial nach innen gewölbten Flanschen 142, 144 versehen, die sich durch die Außen- und Innenflächen 122 und 136 des Rings erstrecken. Die nach innen gewölbten Flansche definieren einen Damm 150 dazwischen innerhalb des Fließkanals 121. Der Damm blockiert den Flüssigkeitsstrom daran, während der Flüssigkeitsstrom im restlichen Teil des Fließkanals ungehindert ist. In dem Prozess der Bildung der Flansche wird ein Paar radialer Durchgänge 146, 148 gebildet, die radial den Ringumfang neben den Flanschen 142 bzw. 144 durchdringen.
Der nicht blockierte Teil des Fließkanals sieht einen Fließweg der Barriereflüssigkeit vor, der zwischen den Durchgängen 146, 148 verläuft, während die Flansche den Flüssigkeitsstrom in und aus den Durchgängen 146, 148 in oder aus dem Fließkanal lenken. Die Durchgänge 146, 148 passen mit den Mündungen der Öffnungen 110, 112 der Stopfbüchse für die Übertragung von Barriereflüssigkeit dazwischen zusammen und bilden abhängig von der Drehrichtung der Welle entweder einen Einlass oder einen Auslass. Im Betrieb lenkt der verbundene Flansch am Einlassdurchgang den Flüssigkeitsstrom nach innen zwischen die rotierende, die Schaufeln tragende Wellenhülse und den nicht blockierten Fließkanal, und am Auslassdurchgang lenkt der verbundene Flansch die beschleunigte Flüssigkeit aus dem Fließkanal nach außen zu der angrenzenden Auslassöffnung. Infolge dieser Anordnung kann die Gerätewelle entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei die Zufuhr von Barriereflüssigkeit in beiden Fällen optimiert ist.
Die Stopfbüchse dieser Erfindung entspricht der in Bild 1 dargestellten Stopfbüchse, nur dass die Öffnungen 110, 112 entsprechend der Position der Durchgänge 146 und 148 verschoben sind. Wie in Bild 5 gezeigt, liegen die Durchgänge 146 und 148 einem spritzen Winkel von etwa 40 Grad gegenüber und umschließen den Damm 150 dazwischen, und die Öffnungen 110, 112 sind entsprechend angeordnet.
Ein Teil von Ring 120 an Damm 150 definiert einen Umfangsschlitz 154, der sich von dem Ringumfang zur Aufnahme des Ansatzes 106 zur drehbaren Befestigung des Rings an der Stopfbüchse radial nach außen öffnet. Diese sichert dann primäre Dichtungselemente 54, 54' über den Ring nicht drehbar an der Stopfbüchse und sichert außerdem die Ausrichtung der Einlass- und Auslassdurchgänge des Fließkanals nach den jeweiligen Mündungen der Einlass- und Auslassöffnungen der Dichtung.
Die jeweiligen Dichtungsöffnungen verbinden sich mit den jeweiligen Ringdurchgängen, um eine Flüssigkeitszufuhr im Wesentlichen tangential zur Mittelachse der Welle bereitzustellen, um Turbulenzen beim Flüssigkeitstransfer im Fließkanal zu reduzieren. Vorzugsweise ist der Querschnitt jeder der Öffnungsmündungen (z. B. die in Bild 6 dargestellte Mündung 156 von Öffnung 110) größer als der Querschnitt des damit verbundenen Durchgangs 146 oder 148, so dass ein Weg des Flüssigkeitsstroms ungeachtet des Versatzes dazwischen, der durch Axialverschiebung des Rings relativ zu der Stopfbüchse aufrechterhalten werden kann.
Im Betrieb verschieben sich die Dichtungselemente 42, 54, 42', 54' mit dem Ring 120, der axial zwischen den Dichtungselementen 54, 54' schwimmt, während die Hülse und die Schaufeln 65 auf der Hülse sich axial verschieben. Diese Anordnung hält den Fließkanal zentriert über den Pumpenschaufeln, um die Zufuhr der kühlenden Barriereflüssigkeit zu den axial verschobenen Dichtungsflächen ungeachtet des Längsspiels der Welle zu optimieren. Im Idealfall wirkt der Ring mit der Wellenhülse und der Stopfbüchse mit solchen Maßen und Toleranzen zusammen, dass der Ring sich mit den an der Stopfbüchse angebrachten stationären Dichtungselementen 54, 54' verschieben kann, um Längsspiel und Schlag der rotierenden Welle auszugleichen.
Andere Verwirklichungen dieser Erfindung, die Fachleuten einfallen, liegen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche. Zum Beispiel wäre es möglich, eine einzelne stationäre Dichtung mit zwei Dichtflächen in Verbindung mit einer geteilten Stopfbüchse einzusetzen.

Claims

1. Eine doppelte Gleitringdichtung mit einer vorbestimmten Druckkompensation zur Abdichtung von Prozeßflüssigkeit in einer ersten Flüssigkeitsumgebung an einer Innendichtung (42, 54) innerhalb der Stopfbüchse (18) einer Einrichtung konzentrisch zu einer Welle (12) der besagten Einrichtung, die eine Außendichtung (42', 54') zur Abdichtung einer zweiten Flüssigkeitsumgebung zwischen sich und der besagten Innendichtung mit relativ drehbaren primären Dichtungselementen (42, 42', 54, 54') aufweist, die die besagten Innen- und Außendichtungen definieren und konzentrisch zu der besagten Welle angeordnet sind, wobei jeweilige einer Mehrzahl sekundärer Dichtungen (34, 102, 104, 81) jeweilige der besagten primären Dichtungselemente im Hinblick auf die besagte Einrichtung innerhalb der Dichtung zur Abdichtung der besagten ersten Flüssigkeitsumgebung gegenüber der besagten zweiten Flüssigkeitsumgebung abdichten

und jedes besagte primäre Dichtungselement eine axiale Dichtflächenseite (46, 46') aufweist, die sich zwischen einem Innen- und einem Außendurchmesser desselben erstreckt und eine sich jeweils radial erstreckende axiale Dichtfläche definiert, wobei die besagten Dichtflächen (46, 58) eines ersten Paares besagter Dichtungselemente unter Bildung der besagten Innendichtung (42, 54) über einem ersten primären Dichtflächen-Kontaktbereich gepaart, der sich zwischen ersten Innen- und Außendurchmessern des primären Dichtflächen-Kontaktbereiches erstreckt und besagte Dichtflächen (46', 58') eines zweiten Paars besagter primärer Dichtungselemente unter Bildung der besagten Außendichtung (42', 54') über einem zweiten primären Dichtflächen-Kontaktbereich gepaart werden, der sich zwischen zweiten Innen- und Außendurchmessern des primären Dichtflächen-Kontaktbereiches erstreckt,

wobei die Dichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß:

jedes besagte primäre Dichtungselement jeweils eine Seite gegenüber der besagten axialen Dichtflächenseite desselben (52, 62, 52', 62') umfaßt, wobei sich jede besagte gegenüberliegende Seite zwischen einem Zwischendurchmesser desselben und einem der besagten Innen- und Außendurchmesser desselben erstreckt und einen vorher festgelegten, sich generell radial erstreckenden, jeweils damit verbundenen Kolbenbereich (A, B und A', B') umfaßt

und jeder Kolbenbereich des besagten primären Dichtungselements definiert wird als sich radial erstreckend zwischen dem besagten Zwischendurchmesser des besagten jeweiligen primären Dichtungselements, mit dem er verbunden ist, und jeweils einem der besagten Innen- oder Außendurchmesser des primären Dichtflächen-Kontaktbereiches und

jeder besagte Kolbenbereich ein vorbestimmter fester Bereich ist, der gleich einem Hauptteil des besagten Kontaktbereiches unabhängig von der Dicke oder Position der besagten sekundären Dichtungen ist.

2. Die Dichtung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Neigungsmittel (88) umfaßt, das sich lediglich außerhalb der besagten ersten Flüssigkeitsumgebung befindet und eine Neigungskraft lediglich gegen primäre Dichtungselemente 42', 54') anwendet, die die besagte Außendichtung der besagten Dichtungen bilden und dadurch alle besagten Dichtflächen (46, 58, 46', 58') in einer Richtung hin zu besagter Innendichtung (42, 54) neigen.

3. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der zwei der besagten Kolbenbereiche des primären Dichtungselementes (A, A') der besagten zweiten Flüssigkeitsumgebung ausgesetzt sind und ein weiterer Kolbenbereich (B) des besagten primären Dichtungselements der besagten ersten Flüssigkeitsumgebung ausgesetzt ist.

4. Die Dichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Isolieranordnung zur Isolierung einer Versetzung zwischen der besagten Welle und der besagten Einrichtung von den besagten Innendichtungen (42, 54) und Außendichtungen (42, ', 54') umfaßt, wobei die besagten primären Dichtungselemente Drehelemente (42, 42'), die mit der besagten Welle verbunden sind, und stationäre Elemente (54, 54') umfassen, die nicht drehbar mit der besagten Einrichtung verbunden sind, und die besagte Isolieranordnung umfaßt

Neigungsmittel (88), um die besagten Dichtflächen (46, 58, 46', 58') zusammenzuneigen, und

eine Hülse (20) zur konzentrischen Anbringung über der besagten Welle, wobei die besagte Hülse einen Flansch (26) aufweist, der sich radial im wesentlichen senkrecht zu der besagten Welle erstreckt, und die besagten primären Dichtungselemente in der besagten Dichtung relativ zu dem besagten Flansch (26) angebracht sind, wobei die besagten Dichtflächen ungeachtet jeglicher besagten Versetzung im wesentlichen senkrecht zu der besagten Welle gehalten werden, und die Drehelemente der besagten primären Dichtungselemente durch einige der besagten sekundären Dichtungen (34, 78) auf der besagten Hülse (20) nominell konzentrisch zu der besagten Welle angebracht werden und die besagte Hülse das besagte Neigungsmittel und einige der besagten primären Dichtungselemente stützt, so daß die Neigung durch das besagte Neigungsmittel die besagten Dichtflächen gleichmäßig hin zu dem besagten Flansch (26) neigt, wobei die besagte Dichtung ungeachtet der besagten Versetzung eine Druckkompensation über die besagten Dichtflächen aufrechterhält.

5. Die Dichtung nach Anspruch 4, bei der das besagte Neigungsmittel Druckfedern (88) umfaßt, die an die besagte Hülse gekoppelt sind, die sich außerhalb der besagten ersten oder zweiten Flüssigkeitsumgebungen befindet, und alle besagten primären Dichtungselemente (42, 54, 42', 54') hin zu dem besagten Flansch neigen.

6. Die Dichtung nach Anspruch 1 oder 4, die weiterhin umfaßt

eine Stopfbüchse (90) zur festen Anbringung an dem Gehäuse (14) der abzudichtenden Einrichtung, wobei die Welle einem Längsspiel unterliegt, mit Beschleunigungsschaufeln (65) des Flüssigkeitsstroms, die sich an der besagten Hülse befinden, wobei die besagte Stopfbüchse an der Innenfläche derselben nicht drehbar ein Paar besagter, damit verbundener primärer Dichtungselemente (54, 54') aufnimmt, deren Dichtflächen (58, 58') mit einer jeweiligen Dichtfläche (46, 46') eines jeweiligen, mit der besagten Welle (12) verbundenen besagten Dichtungselements gepaart sind, um besagte Innen und Außendichtungen zu bilden, und die eine abgedichtete Sperrflüssigkeitsumgebung zwischen den besagten ersten und zweiten Dichtungen definiert, wobei ein erstes Paar der besagten gepaart Dichtflächen Prozeßflüssigkeit entlang der besagten Welle in einer Prozeßflüssigkeitsumgebung abdichtet und besagte Stopfbüchse (90) ein Paar Öffnungen (110, 112) aufweist, die sich radial dadurch erstrecken, und jede Öffnung eine Mündung aufweist, die so angeordnet ist, daß sie sich in die besagte Sperrflüssigkeitsumgebung hinein neben den besagten Schaufeln öffnet, um daran einen Sperrflüssigkeitsstrom in Drehrichtung der besagten Welle (12) bereitzustellen, wenn die besagte Stopfbüchse (90) an besagter Ausrüstung konzentrisch zu besagter Welle (12) angeordnet ist,

wobei die Dichtung weiterhin einen axial schwimmenden, kreisförmigen Fließring (20) mit einer äußeren Umfangsfläche zur Anbringung an der Innenseite der besagten Stopfbüchse neben den besagten Öffnungsmündungen und axial zwischen besagten primären Dichtungselementen (54, 54') aufweist, die mit besagter Stopfbüchse (90) verbunden sind, wobei das Innere des besagten schwimmenden Rings einen versperrten Fließkanal (121) umfaßt,

und besagter schwimmender Ring (120) jeweilige Seitenwände (126, 126') aufweist, die sich radial nach innen zu dem Innendurchmesser des besagten schwimmenden Rings erstrecken und besagter Fließkanal (121) entlang einer inneren Umfangsfläche des besagten schwimmenden Rings definiert wird, der axial zwischen den besagten Seitenwänden angeordnet ist,

und besagter Schwimmring weiterhin ein Paar Durchgänge (146, 148) umfaßt, die sich radial durch besagte äußere und innere Umfangsflächen erstrecken und besagte Ringinnenseite weiterhin einen Damm (150) aufweist, der sich zwischen besagten Durchgängen befindet, und besagter Damm den Flüssigkeitsstrom zwischen besagten Durchgängen in einer ersten Drehrichtung in besagtem Fließkanal (121) blockiert und besagte Durchgänge jeweils schwimmend mit jeweiligen besagten Öffnungsmündungen der Stopfbüchse kommunizieren, um den Strom einer Sperrflüssigkeit durch besagte Öffnungen, Durchgänge und den Fließkanal in einer zweiten Drehrichtung zu erleichtern, und

Befestigungsmittel zur nicht drehbaren Befestigung des besagten schwimmenden Rings (120) und der besagten primären Dichtungselemente (54, 54'), die mit der besagten Stopfbüchse verbunden sind, an besagter Stopfbüchse, wobei die besagten Befestigungsmittel den Axialhub der besagten mit der Stopfbüchse verbundenen primären Elemente und des besagten schwimmenden Rings ermöglichen, um die Axialverschiebung der besagten Welle bei gleichzeitiger Abdichtung des Sperrflüssigkeitsstroms in besagter Sperrflüssigkeitsumgebung aufzunehmen, wobei besagter Axialhub des besagten schwimmenden Rings besagten Fließkanal ungeachtet des Längsspiels der Welle in einer Position neben besagten Schaufeln hält, während die besagten gepaarten Dichtflächen gepaart bleiben.

7. Die Dichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Hülse (20) zur konzentrischen Anbringung über besagter Welle und eine Stopfbüchse (90) zur Anbringung an besagter Einrichtung umfaßt, wobei zwei der besagten primären Dichtungselemente (54, 54') nicht drehbar an besagter Stopfbüchse angebracht sind und jeweils zugehörige Elemente der besagten sekundären Dichtungen (102, 104) mit besagten beiden Elementen verbunden sind und die besagten beiden Elemente dieser gegenüber abdichten, und wobei zwei der besagten primären Dichtungselemente (42, 42') drehbar an besagter Hülse (20) angebracht sind und jeweils zugehörige Elemente der besagten sekundären Dichtungen (34, 86) mit besagten beiden Elementen verbunden sind und die besagten beiden Elemente dieser gegenüber abdichten, wobei der Innendurchmesser besagter Stopfbüchse eine jeweilige Aussparung (98, 100) zur Aufnahme jeweils eines der verbundenen Elemente definiert, um ihre axiale Verschiebung innerhalb der besagten Dichtung zu verhindern, und besagte Hülse eine jeweilige Aufnahmeaussparung (32) zur Aufnahme jeweils eines der verbundenen Elemente definiert, um ihre axiale Verschiebung innerhalb der besagten Dichtungsgruppe zu verhindern.

8. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der es sich um eine doppelte kompensierende Dichtung handelt, die weiterhin umfaßt

eine Hülse mit einem Flansch (26) am Innenende derselben mit einer Oberfläche, die sich im wesentlichen senkrecht zu einer inneren Oberfläche der besagten Hülse radial nach außen erstreckt,

wobei die besagten primären Dichtungselemente an der besagten Hülse so angebracht werden können, daß sie seriell aneinander und an eine Nichtdichtflächenseite eines Innenelements (42) besagter primärer Dichtungselemente stoßen, die wiederum an besagte Flanschoberfläche (28) stoßen, wobei das besagte Innenelement und das besagte primäre Dichtungselement, das am weitesten von der besagten Innendichtung (42') entfernt ist, mit besagter Hülse zur Rotation damit verbunden sind und die anderen besagten primären Dichtungselemente (54, 54') Zwischenelemente zur Verbindung mit einer stationären Struktur darstellen, und

Neigungsmittel (88), die an besagte Hülse nur an einem Nichtflanschende gekoppelt sind, das sich gegenüber dem angeflanschten Ende der besagten Hülse befindet, wobei besagte Neigungsmittel das besagte primäre Dichtungselement berühren, das am weitesten von besagtem Innenelement entfernt ist, um alle besagten primären Dichtungselemente in einer Richtung im Hinblick auf und hin zu besagtem Flansch zu neigen.

9. Die Dichtung nach Anspruch 8, bei der besagte Neigungsmittel eine Mehrzahl von Federn (88) umfassen, besagte primäre Dichtungselemente unter gleichmäßiger Kompression durch besagte Federn angebracht werden und besagte Kompression von besagten Federn auf besagten Flansch (26) übertragen, und wobei besagte Druckfedern sich auf dem Umfang lediglich um ein Ende der besagten Hülsengruppe konzentrisch zu besagter Welle befinden und besagte Isoliermittel die Biegung besagter Federn ungeachtet jeglicher Versetzung verhindern.

10. Die Dichtung nach Anspruch 9, bei der sich besagte Federn an einem Außenende der besagten Dichtung befinden.

11. Die Dichtung nach Anspruch 9, bei der sich besagte Federn außerhalb der Einrichtung und besagter Stopfbüchse befinden und von besagter Prozeß- oder Sperrflüssigkeit isoliert sind.

12. Die Dichtung nach Anspruch 8, bei der besagtes Neigungsmittel Druckfedern (88) umfaßt, die um den Umfang eines Außenendes besagter Hülsengruppe angeordnet sind, wobei besagte Hülse den Effekt der Axialverschiebung besagter Welle zwischen ersten und zweiten Axialpositionen von besagten Innendichtungen (42, 54) und Außendichtungen (42', 54') isoliert und im wesentlichen die Biegung besagter Federn ungeachtet jeglicher besagten Axialverschiebung verhindert.

13. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der besagte primäre Dichtungselemente ein Paar drehbarer Dichtungselemente und ein Paar stationärer Dichtungselemente umfassen und besagte Dichtungsgruppe weiterhin umfaßt

Neigungsmittel (88) zur axialen Neigung besagter Dichtflächen hin zu besagtem Innenende der Dichtung und

eine Stützhülse (20) zur konzentrischen Anbringung über besagter Welle, wobei besagte Stützhülse eine innere Stützstruktur (26) aufweist, die sich radial und im wesentlichen senkrecht zu besagter Welle erstreckt und besagte primäre Dichtungselemente relativ zu besagter Stützhülse angebracht sind, so daß besagte Dichtflächen im wesentlichen senkrecht zu besagter Welle gehalten werden, wobei mindestens eines der besagten drehbaren primären Dichtungselemente und beide besagten stationären primären Dichtungselemente im Verhältnis zu besagter Stützhülse axial verschiebbar angebracht werden, um entsprechend der Neigung durch besagtes Neigungsmittel hin zu besagter Stützstruktur zu gleiten, und

besagte Stützhülse besagte Neigungsmittel und besagte primäre Dichtungselemente stützt, so daß besagte Neigung von besagtem Neigungsmittel und die reine Flüssigkeitsbelastung von besagten belasteten Innen- und Außendichtungen dauerhaft und gleichmäßig auf besagte Innen- und Außendichtungen angewendet und durch besagte primäre Dichtungselemente zwischen besagtem Neigungsmittel und besagter Stützstruktur ungeachtet der Verschiebung der besagten Welle zwischen einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition relativ zu besagtem Gehäuse übertragen wird.

14. Die Dichtung nach Anspruch 13, bei der besagte Innen- und Außendichtungen axiale Innen- und Außenseiten eines Flüssigkeitsströmungsquerschnitts besagter Dichtung für den Strom einer Sperrflüssigkeit innerhalb besagter Dichtung definieren, wobei besagte Hülse (20) für die Anbringung auf besagter Welle konfiguriert ist, besagte Hülse eine äußere Befestigungsfläche zur Befestigung besagter drehbarer primärer Dichtungselemente aufweist und besagte Stützstruktur umfaßt

einen Flansch (26) besagter Hülse, der sich senkrecht radial von besagter Befestigungsfläche besagter Hülse erstreckt, wobei besagtes Neigungsmittel (88) mit einem Ende besagter Hülse verbunden ist und besagte primäre Dichtungselemente (42, 54, 42', 54') konzentrisch an besagter Hülse angebracht sind und durch besagtes Neigungsmittel in Richtung des besagten Flansches geneigt werden und die besagten drehbaren primären Dichtungselemente über besagte jeweilige Sekundärdichtungen an besagte Hülse gekoppelt sind, wobei die Dichtflächenseite jedes der besagten drehbaren primären Dichtungselemente im wesentlichen einer gemeinsamen Flüssigkeitsumgebung ausgesetzt ist, und an besagte Innendichtung zur Abdichtung eines ersten Flüssigkeitsdruckdifferentials und besagte Außendichtung zur Abdichtung eines zweiten Flüssigkeitsdruckdifferentials, wobei Kombination des nicht abgedichteten Drucks plus die Neigung des besagten Neigungsmittels eine reine Axialkraft über besagte primäre Dichtungselemente auf besagten Flansch anwendet.

15. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der besagter Kolbenbereich radial nach besagtem damit verbundenen Gesamtkontaktbereich ausgerichtet und kleiner als dieser ist.

16. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der ein äußerstes (42') besagter primärer Dichtungselemente besagter Außendichtung (42', 54') sich an besagtem Außenende besagter Dichtung befindet, wobei besagte Seite (52') gegenüber besagter axialer Dichtfläche (46') besagten äußersten Elements axial nach außen weg von den anderen der besagten primären Dichtungselemente zeigt und die besagte nach außen zeigende Seite des besagten äußersten Dichtungselements einen sich generell radial erstreckenden äußeren Kolbenbereich (A') umfaßt, der radial nach dem besagten, mit besagtem zweitem Paar Dichtungselementen (42', 54') verbundenen Kontaktbereich ausgerichtet und kleiner als dieser ist, wobei der besagte äußere Kolbenbereich sich radial nach innen hin zu besagter Stützhülse in Flüssigkeitskommunikation mit der inneren Peripherie der besagten primären Dichtungselemente erstreckt.

17. Die Dichtung nach Anspruch 16, bei der ein innerstes (42) besagter primärer Dichtungselemente besagter Außendichtung (42, 54) am Innenende besagter Dichtung distal zu besagtem äußersten primären Dichtungselement (42') angeordnet ist und die Seite gegenüber (52) der besagten axialen Dichtfläche (46) der besagten innersten Fläche axial nach innen weg von den anderen der besagten primären Dichtungselemente zeigt und besagter Kolbenbereich (A) sich davon radial nach innen erstreckt und mit der inneren Peripherie der besagten primären Dichtungselemente kommuniziert, wobei besagte Kolbenbereiche (A, A') der besagten innersten und äußersten primären Dichtungselemente (42, 42') gleich sind.

18. Die Dichtung nach Anspruch 16, bei der eine Seite distal von besagter axialer Dichtfläche (46) des besagten innersten primären Dichtungselements (42) gegen einen Flansch (26) einer Hülse (20) stößt, die konzentrisch um besagte Welle angeordnet ist, wobei alle besagten primären Dichtungselemente über besagter Hülse angebracht sind, und bei der ein innerstes (54) besagter primärer Dichtungselemente des besagten ersten primären Dichtungselementpaares am Innenende der besagten Dichtung distal zu einem äußersten des besagten zweiten Paars primärer Dichtungselemente angeordnet ist, wobei die Seite gegenüber (52) der Dichtflächenseite (46) des besagten innersten Elements axial nach innen weg von den anderen der besagten primären Dichtungselemente zeigt und besagter Kolbenbereich (A) desselben sich radial nach innen erstreckt und mit der inneren Peripherie besagter primärer Dichtungselemente kommuniziert und besagte Dichtung weiterhin Neigungsmittel (88) umfaßt, die am Außenende der besagten Hülse (20) zur Neigung aller besagten primären Dichtungselemente (42, 54, 42', 54') hin zu besagtem Flansch (26) angeordnet sind.

19. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der besagte primäre Dichtungselemente ein innerstes Dichtungspaar (42, 54) und äußerste (42', 54') primäre Dichtungselemente umfassen, von denen jedes eine ringförmige Verlängerung (50, 50!) umfaßt, die sich von der Seite gegenüber der Dichtflächenseite desselben erstreckt, wobei besagte Verlängerungen vergrößerte Innendurchmesser im Verhältnis zu den Innendurchmessern der Kontaktbereiche der besagten gepaarten Dichtflächen aufweisen, die mit besagten innersten und äußersten primären Dichtungselementen verbunden sind, und die Innendurchmesser besagter Verlängerungen gleich den Außendurchmessern besagter Kolbenbereiche besagter innerster und äußerster primärer Dichtungselemente sind.

20. Die Dichtung nach Anspruch 19, bei der besagte innerste (42) und äußerste (42') primäre Dichtungselemente auf einer Hülse (26) befestigt sind, die konzentrisch um die Welle angeordnet ist, und die anderen der besagten primären Dichtungselemente (54, 54') der besagten ersten und zweiten primären Dichtungselementpaare jeweils eine verbundene ringförmige Verlängerung (55, 55') auf der besagten Seite gegenüber der Dichtflächenseite derselben aufweisen, wobei besagte verbundene Verlängerungen reduzierte Außendurchmesser im Verhältnis zu den Außendurchmessern der Kontaktbereiche der besagten Dichtflächen aufweisen, die mit besagten anderen primären Dichtungselementen verbunden sind, und die Außendurchmesser der besagten verbundenen Verlängerungen gleich dem Innendurchmesser des verbundenen besagten Kolbenbereiches (B, B') besagter anderer primärer Dichtungselemente sind, die weiterhin eine jeweilige sekundäre Dichtung (34, 86) zur Abdichtung gegenüber einer der besagten verbundenen ringförmigen Verlängerungen (50, 50') der besagten anderen primären Dichtungselemente (42, 42') an Positionen umfaßt, die in einem Abstand von den Kolbenbereichen (A, A') angeordnet sind, die mit besagten anderen primären Dichtungselementen verbunden sind.

21. Die Dichtung nach Anspruch 1, bei der besagte sekundäre Dichtungselemente (102, 104) jeweils das besagte stationäre primäre Dichtungselement (54, 54') gegenüber dem besagten stationären Gehäuseteil (14) abdichten und (34, 86) jeweils das besagte drehbare primäre Dichtungselement (42, 42') gegenüber der besagten Stützhülse (20) abdichten, wobei die besagten primären Dichtungselemente jeweils einen sich generell radial erstreckenden Kolbenbereich (A, B, A', B') auf der Seite gegenüber der Dichtflächenseite desselben definieren und eine der besagten sekundären Dichtungen einen radialen Querschnitt aufweist, der sich zu einem ersten Innendurchmesser erstreckt, und besagter Kontaktbereich, der mit besagtem einen besagter sekundärer Dichtungen verbunden ist, einen radialen Querschnitt aufweist, der sich zu einem Innendurchmesser erstreckt, der unabhängig von dem ersten besagten Innendurchmesser ist.