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Als Stopfbuchse ausgebildeter Rohrdehnungsausgleicher Zum Ausgleich
der in einer Rohrleitung auftretenden Wärmedehnungen werden entweder große leierförmige
Bogen oder federnde Zwischenstücke mit Ringwellen vorgesehen. Die erste Maßnahme
erfordert viel Platz, der oft nicht zur Verfügung steht; im zweiten Falle besteht
die Gefahr, daß der durch die Herstellung der Ringwellen ohnehin in seiner Widerstandsfähigkeit
geschwächte Werkstoff an diesen Stellen überbeansprucht wird. Deshalb hat man es
auch schon mit stopfbuchsartigen Verbindungen versucht, bei denen das eine Rohrstück
in das andere hineinragt und beide Teile der Rohrleitung sich normalerweise ohne
Aufnahme zusätzlicher Spannungen gegeneinander verschieben können. Eine solche freie
axiale Beweglichkeit ist aber in Frage gestellt, wenn eine Packung verwendet wird,
die insbesondere bei höheren Drükken nur dann einigermaßen dichthält, wenn sie durch
wiederholtes Nachziehen der Stopfbuchsbrille mit der Zeit immer fester gegen die
abzudichtenden Flächen gepreßt wird.
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Ein solches mehrfaches und nur für eine begrenzte Dauer durchführbares
Nachziehen der Stopfbuchsbrille kann vermieden werden, wenn diese ausschließlich
oder doch vorwiegend zum Festhalten der in der Kammer angeordneten Packung dient
und deren Abdichtungsdruck auf andere Weise erreicht wird. Man kann dabei etwa an
die Verwendung selbstspannender Ringe nach Art von Kolbenringen o: dgl. denken.
Da jedoch der radiale Abdichtungsdruck solcher Ringe jeweils nur nach einer Seite
gerichtet ist, müßten für eine Stopfbuchskammer außenspannende und innenspannende
Ringe vorgesehen werden. Äber selbst eine aus mehreren Ringen bestehende Anordnung,
bei der der Reihenfolge nach abwechselnd je ein Ring durch Eigen-oder auch Fremdspannung
nach außen bzw. nach innen abdichtet, genügt allein noch nicht für die im vorliegenden
Falle gestellten Anforderungen, da die äußeren und inneren Dichtungsstellen von
verschiedenen Teilen gebildet werden.
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Einen weiteren Schritt auf dem Wege zu einer für hochbeanspruchte
Rohrdehnungsausgleicher geeigneten Stopfbuchse bilden solche Dichtungselemente,
die gleichzeitig nach außen und nach innen abdichten können. Man hat zu diesem Zweck
Ringe von U-förmigem Querschnitt entwickelt, deren Schenkel sich radial an die beiden
Kammerwände legen. Das Auseinanderspreizen der beiden Schenkel erfolgt durch besondere
Spannglieder
oder auch durch das Druckmittel selbst, indem die
offene Seite des Ringquerschnittes der Leckrichtung entgegen liegt. Derartige zur
Abdichtung gegen Druckflüssigkeiten und Druckluft vorzugsweise aus Leder hergestellten
Manschettenringe eignen sich jedoch ehensowenig wie alle Weichpackungen für Heißdampfstopfhuchsen.
Es gibt zwar auch Ringe aus anderen imprägnierten Geweben. die eine genügende Widerstandsfähigkeit
gegen hohe Temperaturen haben; mit Rücksicht auf die Werkstoffeigenschaften einerseits
und die Anordnung als endlose oder jedenfalls mit im eingebauten Zustand dicht aufeinanderliegenden
Stoßflächen versehene Ringe andererseits ist dabei eine Abdichtung auf Grund eigener
Elastizität nur in sehr beschränktem Maße möglich. Das gleiche trifft auf endlose
Metallringe zu, deren U-förmiger Querschnitt in der erwähnten "'eise angeordnet
ist. Ein aus anderen Gründen mit einem derartigen Querschnitt versehener geschlitzte-
Ring ist als Kolbenring bekannt; demgemäß ist er im vorliegenden Falle nicht verwendbar,
weil sein Querschnitt entsprechend der anderen Aufgabe so liegt, daß er nur nach
außen, und zwar mit dem die beiden Schenkel verbindenen Mittelteil abdichtet: ein
Auseinanderspreizen der Schenkel würde dagegen das Arbeiten des Ringes in der Kolbennut
gefährden.
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Ein sowohl bezüglich der Abdichtung gegen sehr hohe Drücke als auch
bezüglich der erforderlichen gegenseitigen Beweglichkeit der beiden Rohrenden betriebssicherer
und dazu für Heißdampfleitungen geeigneter Stopfhuchsenausgleicher kann also nicht
mit dem einen oder anderen der bekannten Dichtungselemente versehen werden; deshalb
soll mit der vorliegenden Erfindung unter Benutzung von teilweise an sich bekannten
Einzelmerkmalen eine ganz besondere Gesamtanordnung vorgeschlagen «-erden, die den
beabsichtigten Zweck nach jeder Richtung hin erfüllt. Diese Anordnung besteht darin,
daß in der vorgeschalteten Kammer aufgeschnittene Ringe aus einem «-armfesten iNIetall
und von an sich bekanntem U-förmigem, nach der Überdruckseite hin offenem Querschnitt
angeordnet sind, deren Schenkel sowohl durch eigene Federung als auch durch das
Strömungsmittel radial nach außen und nach innen gegen die einerseits von dem «-NIuffenrohr,
andererseits von dem Tauchrohr gebildeten Kammerwände gedrückt «-erden und in der
nachgeschalteten Kammer ebenfalls in an sich bekannter `'eise, und zwar auch hier
wieder ohne@hesondere Spannfedern allein mit Hilfe der Brille. der Reihe nach abwechselnd
an der inneren und äußeren Kammerwand anliegende Dichtungsringe von dreieck- hzw.
tra l@ezförmigem Querschnitt angeordnet sind, die, vorzugsweise paarweise. abwechselnd
aus Metall und Graphit bestehen.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung gegenüber bekannten Rohrdehnungsausgleichern
liegt nicht nur im einfachen Iufbau der Stopfbuchse und dein Fortfall leicht rostender
und nur einseitig die Pakkung an die Dichtflächen anpressender Spannfedern, sondern
insbesondere zunächst in der Anordnung durch eigene Federung und dein Druck der
1.eckinengen selbsttätig nach aulien und nach innen abdichtender U-förmiger geschlitzter
Packungsringe aus «-armfestem Metall in der vorgeschalteten Kammer. Ein weiterer
Vorteil der Komhinationsstopfhuchse ist in den für den veränderten Zustand des Druckmittels
in der nachgeschalteten Kammer besonders -geeigfieten Abdichtungselementen aus verschiedenem
Werkstoff zti erblicken, die init ihrem vorzugsweise trapezfiirutigerri Querschnitt
paarweise abwechselnd nach auflen und innen durch leichtes axiales Anziehen der
Packung in radialer Richtung gegen die Kainnierwände abdichten. Vermittels der zwischengelegten
Graphitringe ist ferner ein gutes Arbeiten der Stopfbuchse unter Wegfall besonderer
Schmiervorrichtungen gewährleistet. Die Nichtverwendung von im l3etriehe erfahrungsgemäß
öfters nachzuziehender `Veiehpackungen bei gleicher Zahl und Größe der übrigen Dichtungsringe
gestattet außerdem eine kürzere Baulunge. Darüber hinaus kann die Vorspannung jeder
Kammerpackung unabhängig von der anderen, durch eine besondere Brille entsprechend
den gegebenenfalls auftretenden Undichtheiten für sich allein eingestellt werden.
Die neue Bauart kann schließlich auch als Drehstopfbuchse ausgebildet werden. wobei
das Tauchrohr gegenüber (lein anderen Teil der Rohrleitung auf sich frei beweglich
unmittelbar gegen die beiden Rohrteile abstützenden Kugeln drehbar gelagert ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen
in io Abbildungen dargestellt, von denen die Abh. i und ? jeweils die ganze Stopfhuchsanordnung
und die Ahb.3 bis io i verschiedene Einzelheiten erkennen lassen.
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Das Tauchrohr a. ist von zwei ringförmigen Stopfhuchskaminern b, c=
umgehen, die nach aulien durch die beiden Stopfbuchsgehäused, e begrenzt «-erden;
von diesen stellt das erste t eine erweiterte Fortsetzung des Anschlußrohrstückes
t dar.- In der vorgeschalteten Kammer b sind mehrere im Oberschnitt etwa U-förmige
geschlitzte -NIanschettenringe g aus einer für hohe Dampftemperaturen geeigneten
Stahllegierung angeordnet: die Schenkel dieser Ringe sind, wie au: Ahb. 3 ersichtlich
ist,
auf den Außenseiten mit Nuten k versehen und an ihren freien Enden zugeschärft.
Die gegeneinander versetzten schmalen Ringschlitze i (Abb. 4) sind durch Einlagen
überbrückt. Die Abb.6 bis io zeigen weitere Ausführungen von gegebenenfalls durch
Schweißung hergestellten U-förmigen Ringquerschnitten, deren Schenkel durch federnde
Elemente zusätzlich auseinandergespreizt werden können. Zum Abführen des bereits
in der Kammer b anfallenden Kondensates ist am Austrittsende dieser Kammer eine
nicht besonders gezeichnete Entwässerungsleitung angeschlossen.
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In der nachgeschalteten Stopfbuchskammer c sind der Reihe nach innen-
und außenspannende Dichtungsringe k bzw. m von dreieck- oder in weiterem Sinne trapezförmigem
Querschnitt angeordnet; hierbei folgen immer abwechselnd zwei Metallringe und zwei
Graphitringe. Zwischen ihren schrägen Seitenflächen befinden sich zur Überbrückung
der Ringschlitze dünne Bleche n, die mit ihren zugeschärften inneren und äußeren
Kanten eine Spitzendichtung bilden. Abgeschlossen wird die Kammer c durch die S'topfbuchsbrille
o, in der sich ein Ringkanal p zur Ableitung von Leckwasser befindet. Außerdem kann
eine Einrichtung zum genauen Einstellen der Stopfbuchsbrille vorgesehen werden.
Die beiden Gehäuse d, e sind durch eine Flanschverschraubung q gegeneinander
befestigt; ihre Trennfuge ist durch einen Weicheisenring r abgedichtet. Die abdichtende
Außenfläche des Tauchrohres ist mit einer widerstandsfähigen harten Deckschicht
s versehen (Abb.3).
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Die Ausführung nach Abb. 2 zeigt die Anwendung einer derartigen Anordnung
bei einer Drehstopfbuchse. In diesem Falle ragt das zweite Stopfbuchsgehäuse e mit
einer ringförmigen Verlängerung t in einen entsprechenden Raum hinein, der einerseits
von dem Tauchrohr und andererseits von einem Ansatz zs dieses Rohres gebildet wird.
Die Stopfbuchskammer b erhält dadurch einen etwas größeren Durchmesser, die. U-förmigen
Ringe g sind aber in diesem Falle schmaler und unmittelbar hintereinander oder,
wie aus Abb. 9 ersichtlich ist, mit gegenseitigem-Abstand in den Ansatz u eingelassen.
Zwischen den Stirnflächen dieses Ansatzes und den Gegenflächen der beiden Stopfbuchsgehäuse
sind Kugeln v mit ganz geringem Spiel angeordnet.