-
Bewegliche Stopfbuchspackung Dreiteilig, aber auch zwei- und vierteilig
fast tangential geschnittene Dichtungsringe mit von einer Nut im Umfang aus rein
radial wirkender Federbelastung haben sich für bewegliche Stopfbuchspackungen weitgehend
eingeführt. Beim Einbau dieser Packungen in Stopfbuchsen von Hochdruck-Schnelläufer-Dampfmaschinen
und Verdichtern nach dieser Arbeitsweise hat sich jedoch der Nachteil herausgestellt,
daß die Spitzen der Ringsegmente am inneren Ringumfang durch die hohe mechanische
Beanspruchung abbrechen. Dadurch werden die Kolbenstangen riefig und die Packung
undicht.
-
Untersuchungen haben gezeigt, daß diese außergewöhnliche Beanspruchung
der Dichtringe und ihr bisher unbekannter Mangel darauf zurückzuführen sind, daß
der dampfseitige Ring jeder Kammer durch die Dampfstöße nach jedem Hubwechsel aufgerissen
wird. Dieser Beanspruchung ist die belastende Feder nicht voll gewachsen. Statt
der ganzen Ringinnenfläche werden in diesen Augenblicken nur die Segmentspitzen
auf die Stange gedrückt. Durch die in diesem Zeitpunkt zwischen den Segmenten des
aufgerissenen Ringes entstehenden Spalten dringt nun der volle Anfangsdampfdruck
jeder Stufe auch in den freien Ringraum hinter den Ringen. Der luftseitige Ring
jeder Kammer wird so stark zusammengedrückt, daß er eine zu große Abnutzung erleidet
und die Kolbenstange unzulässig angreift. Da die Ringe erfahrungsgemäß mit
o,
i bis 0,2 mm axialem Spiel in die Kammern eingesetzt und diese engen Spalte außerdem
mit steifem Zylinderöl zugesetzt sind, kann sich der Druck zwischen dem Ringinnern
und dem Ringäußeren nicht so schnell ausgleichen, wie nötig wäre, um das erläuterte
Auseinanderreißen der Ringsegmente zu verhindern.
-
Aus diesen Beobachtungen wurde die Nutzanwendung gezogen, daß dem
Dampf oder dem sonstigen Druckmittel besondere Wege zu dem Raum hinter den Ringen
geöffnet werden müssen. An sich ist für bewegliche Stopfbuchspackungen wiederholt
empfohlen worden, das Aufspreizen und -schlagen dadurch zu verhindern, daß der belastende
Dampf selbst in den Zeitpunkten höchster Beanspruchung zur Unterstützung des Andruckes
durch die Schlauchfeder hilft. Als neu und erfinderisch wird jedoch die Lösung betrachtet,
die nach Anordnung und Abmessung für diese zusätzliche Belastung durch das Druckmittel
bei fast tangential geschnittenen federbelasteten Dichtringen gefunden wurde.
-
Nach der Erfindung enthält jede Kammer mindestens einen üblichen Ring
und diesem vorgelagert einen Dichtring mit auf dem Innen- und Außenumfang verteilten
Öffnungen winkliger Kanäle. Die Bohrungen der dampfwärtigen Kanalteile sind so nahe
an die Dichtfläche der Ringe gerückt und haben einen so großen Durchmesser von mehreren
Millimetern, daß die Stangenoberfläche selbst einen Teil der Kanalwandungen bildet.
Der gegenüberliegende Wandteil des dampfwärtigen Kanalendes verläuft etwa in der
Fläche des dampfwärtigen Ringspaltes in der Packung. Auf diese einfache Weise wird
ein sehr kurzer und bequemer Weg geschaffen, auf dem das Druckmittel unmittelbar
zu dem äußeren Federringumfang gelangt, von wo sein Druck zusätzlich belastend wirkt.
Nunmehr ist dieser Weg für das Druckmittel der kürzere und bequemere. Das Aufspreizen
und -schlagen der Ringe und die Folgen dieser Erscheinung, nämlich die Riefenbildung
auf der Stange, hören auf. Die bekannten Vorteile der etwa tangential geteilten
federbelasteten Ringe treten nunmehr auch bei Hochdruck-Schnelläufer-Dampfmaschinen
und Verdichtern voll in die Erscheinung.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform
dargestellt.
-
Fig. i ist die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung mit Einzelteilen in Ansicht; Fig. 2 ist ein Schnitt nach I-1 der Fig.
i.
-
In der Zeichnung sind mit K1, K2, K3 übliche Kammern dargestellt,
die insgesamt die bewegliche Stopfbuchspackung für die Stange S bilden. Im beispielsweisen
Fall enthält jede Kammer zwei Dichtringe Dl, F1, D2, 171 usw. Die
Ringe F1, F2 sind die üblichen, im allgemeinen dreiteiligen Ringe. Die vorgeschalteten
Ringe Dl, D2 usw., die ihnen im Grundaufbau entsprechen, sind erfindungsgemäß als
Druckausgleichringe ausgebildet. Alle Ringe sind außen mit einer radial wirkenden
Schlauchfeder B1 usw. belastet. Mit A sind die Ringräume bezeichnet, die in den
Packungen KI, K2 außerhalb der Federn Dl, F1 usw. verbleiben. Der Ringspalt in.
den Kammern K1 und K2 an der Stange ist mit B bezeichnet. Nach der Erfindung hat
er eine Weite, die wesentlich oberhalb der kapillaren Abmessungen liegt und in praktischen
Fällen mehrere Millimeter beträgt.
-
Wie Fig. 2 erkennen läßt, zweigen von diesen Spalten auf dem Umfang
der Druckausgleichringe Dl verteilte winkelförmige Kanäle G1, G2 ab, deren Durchmesser
der Weite des Spaltes B. entspricht. Die nach außen führenden Kanäle G2 enden in
den Nuten zur Aufnahme der Schlauchfedern BI usw.
-
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Federringe gleichmäßig und
zuverlässig abdichten und die Lebensdauer der Packung verlängert wird.
-
Für die Erfindung spielt die räumliche Anordnung der Kanäle und ihre
Größenabmessung oberhalb der kapillaren Dimensionen eine Rolle sowie der Umstand,
daß sie in zwei- oder mehrteiligen, etwa tangential geschnittenen Federringen verwendet
werden. Eine geringe oder gar keine technische Bedeutung für die Erfindung hat jedoch,
ob zwei- oder mehrteilig geschnittene Dichtringe verwendet werden. Unbeachtlich
sind auch die Abmessungen der Ringe und die Zahl der Ringe in einer Packung. Ebensowenig
kommt es auf die Baustoffe an, aus denen die Ringe im einzelnen bestehen. Die Wirkung
tritt aus rein physikalischen Gründen immer dann ein, wenn die Zahl und der Durchmesser
der Kanäle auf die jeweiligen Druck-und Geschwindigkeitsverhältnisse abgestimmt
sind.