Schleifringdichtung Zusatz zum Patent 834930 Gegenstand des Patents
83q.930 ist eine Schleifriugdichtung zum Abdichten von Wellen hoher Drehzahl, bei
der die Schleifringe nur im Stillstand und im Bereich niedriger Drehzahlen abdichten,
während sie im Drehzustand durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit aus@einandergehalten
werden, wobei die Unterdrucksetzung der Dichtflüssigkeit mit Hilfe des umlaufenden
Schleifrings erfolgt und hierbei die Flüssigkeit einen dichtenden Flüssigkeitsring
bildet. Die Wirkungsweise der Schleifringdichbung ist im Hauptpatent an Hand eines
Beispiels für eine Dichtung bei innerem Unterdruck ausführlich beschrieben. Die
Wellendichtung ist natürlich ebenso zuY Dichtung bei inneren überdrücken geeignet.
Mit Vorteil wird man es so einrichten, da.ß der Druckunterschied, den die Dichtung
aufzunehmen hat, möglichst klein ist, weil dann der Außendurchmesser des als Schleuderring
dienenden Schleifrings klein gehalten werden kann und die Flüssigkeitsreibung des
Schleuderrings gering ist. Bei Anwendung der im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform
der Wellendichtung kann jedoch von dieser Möglichkeit, den Kraftverbrauch der Dichtung
herabzusetzen, unter gewissen Verhältnissen nicht oder nur in beschränktem Umfang
Gebrauch gemacht werden. Solche Verhältnisse liegen dann vor, wenn der im Stillstand
zu erwartende Innendruck erheblich
größer, .ist als der Druck,
_ gegen welchen die Dichtung-im Betrieb, zu -dichten hat, was z. B. bei Kältekompressoren
leicht vorkommt. Die Federhelastung ider Schleifringe muß dann nämlich den im Stillstand
zu erwartenden Brücken angepaßt sein. Damit aber die Schleifringe im Drehzustand
aüseinändergehalten werden können, muß der durchden # Schleuderring :erzeugte Druck
die Federb@elastung überwinden, ,also. mindestens dem maximalen Stillstandsdruck
;gleich sein< Der Schleuderring ruß demnach für den Stillstandsdruck und somit
größer bemessen werden, als zur Abdichtung der Betriebsdrücke an sich erforderlich
wäre: -Erfindungsgemäß läßt sich die Überbemessung des Schleuderrings und die damit
verbundene Vergrößerung,des Kraftverbrauchs dez Wellendichtung dadurch vermeiden,
daß der. stillstehende Schleifring zusätzlich durch .einen zweiten Membrankörper
gasdicht mit dem Gehäuse -verbunden wird, -wobei der wirksame Durchmesser .dieses
Membrankörpers etwa gleich :dem mittleren Durchmesser der Schleiffläche ist, und
daß der Rauuri, welcher von den beiden Membrankörpern. - de.4 - G.e, häuse und der
der Schleiffläche abgewandten Seite des Schleifrings umschlossen wird, mit. dem
abzudichtenden Druck in Verbindung .gesetzt wird. Auf diese Weae'kann die sich Scheinbar
widersprechende Bedingung erfüllt werden, daß nämlich ein im Stillstand .- vorhandener"
Gasdruck beliebiger Größe zu keiner Kraftwirkung auf den Schleifring 8 führt, während
im Drehzustand `schon geringe Drücke der Dichtflüssigkeit verhältnismäßig große
Kräfte auf den Schl6ifrfnk-8 ausüben. Die Erfindung werde an Hand des in der Abbildung
dargestellten Beispiels näher erläutert. Die Abbildung zeigt .einen Längsschnitt
durch die Wellendichtung. Die mit :den Ziffern i bis 14 bezeichneten Teile sind
die gleichen wie die gleichziffrigen Teile des Hauptpatents. Der Unterschied gegenüber
der Wellendichtung nach dem Patent 834930 li69t-in den mit den Ziffern--i5,
-16 und 17 bezeichneten Teilen.. 15 ist-ein- zweiter Membrankörper,, welcher den
Schleifring gasdicht mit dem Deckel 14 des Gehäuses. verbindet. Durch die beiden-
Membrankörper i-- und 15, dem Gehäuse ä und dem Deckel 14 wird somit ein nach außen
gasdichter Raum 16 geschaffen, der durch die Bohrung 17 auf -den Druck
im Raum 3 .gebracht wird. Im herrscht somit in den Räumen 6, i i und i ö überall
der ,gleiche Druck. Der -wirksame - Diurchn#i-ess:er des - Mein brankörpers 15 ist
nun so zu wählqn, daß der Schleifring 8 im Stillstand; also, bei gleichearn Druck
in den Räumen 6, i i und 16, , von jeder , Druckwirkung -entlastet ist. Dies
bedeutet, daß der .wirksame Durchmesser des Membrankörp,ers 15 ' etwa ;gleich
dem mittleren Durchmesser der, Schleiffläche auszuführen ist. Die Kraft, reit welcher
die beeiden Schleifringe im Stillstand aufeiniandergepreßt werden, ist also stets
nur gleich der Federhelastunng, gleichgültig, wie groß der im Stillstand auftretende
Druck ist. Irr übrigen ist .nun die Wirkungsweisie die gleiche wie bei der im Hauptpatent
beschriebenen Ausführungsform. Im Drehzustand herrscht nämlich durch die Wirkung
des Schleuderrings im oberen Teil der Kammer 6 und im Raum i i .-ein höherer Druck
als im Raum 16, wodurch die Schleifrüige im Drehzustand auseinandergehalten werden.Slip ring seal Addendum to patent 834930 The subject of patent 83q.930 is a slip ring seal for sealing shafts at high speeds, in which the slip rings only seal when they are at a standstill and in the range of low speeds, while they are held apart by a pressurized fluid while they are rotating. wherein the pressurization of the sealing liquid takes place with the aid of the circumferential slip ring and in this case the liquid forms a sealing liquid ring. The mode of operation of the slip ring seal is described in detail in the main patent using an example of a seal with internal negative pressure. The shaft seal is of course also suitable for sealing with internal excess pressures. It is advantageous to set it up in such a way that the pressure difference that the seal has to absorb is as small as possible, because then the outer diameter of the slip ring serving as a slinger can be kept small and the fluid friction of the slinger is low. When using the embodiment of the shaft seal described in the main patent, this possibility of reducing the power consumption of the seal cannot, under certain circumstances, be used, or only to a limited extent. Such conditions exist when the internal pressure to be expected at standstill is considerably greater than the pressure against which the seal has to seal during operation, which is, for example, B. easily occurs in refrigeration compressors. The spring loading ider slip rings must then be adapted to the bridges to be expected at standstill. However, so that the slip rings can be kept outside one another in the rotating state, the pressure generated by the slinger: must overcome the spring tension, that is. at least the maximum standstill pressure; be equal to <The slinger soot must therefore be dimensioned for the standstill pressure and thus larger than would be necessary to seal the operating pressures: -According to the invention, the overdimensioning of the slinger and the associated increase in the power consumption of the shaft seal can be thereby avoid the. stationary slip ring is additionally connected to the housing in a gastight manner by .a second membrane body, -which the effective diameter of this membrane body is approximately the same: the mean diameter of the grinding surface, and that the Rauuri, which of the two membrane bodies. - de.4 - Ge, housing and the side of the slip ring facing away from the grinding surface is enclosed with. connected to the pressure to be sealed. In this way, the apparently contradicting condition can be fulfilled, namely that a gas pressure of any magnitude that is present at standstill does not result in any force acting on the slip ring 8, while in the state of rotation, even low pressures of the sealing liquid cause relatively large forces on the grinding surface. 8. The invention will be explained in more detail using the example shown in the figure. The figure shows .ein longitudinal section through the shaft seal. The parts marked with: the digits i to 14 are the same as the parts with the same number in the main patent the shaft seal according to patent 834930 li69t - in the parts designated with the numbers - i5, -16 and 17 .. 15 is - a second membrane body, which connects the slip ring gas-tight with the cover 14 of the housing .. Through the two - Membrane body i-- and 15, the housing ä and the cover 14, an outwardly gas-tight space 1 6 is created, which through the Boh tion 1 7 to the pressure in room 3. In the rooms 6, ii and i ö the same pressure prevails everywhere. The - effective - Diurchn # i-ess: he des - My burner body 15 is now to be chosen so that the slip ring 8 is at a standstill; So, with the same pressure in rooms 6, ii and 1 6 ,, each, pressure effect is relieved. This means that the effective diameter of the membrane body, ers 1 5 ', is approximately equal to the mean diameter of the grinding surface. The force with which the two slip rings are pressed against one another while at a standstill is always only equal to the spring load, regardless of how great the pressure that occurs at standstill is. Otherwise, the mode of action is the same as in the embodiment described in the main patent. In the rotating state, the effect of the throwing ring in the upper part of the chamber 6 and in space ii. -A higher pressure than in space 16, whereby the grinding parts are kept apart in the rotating state.
Man. erkennt-also; daß bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsfarm
der Wellendichtung der Schleifring 7 in jedem Fall nur für die Abdichtung des im
Betrieb zu erwartenden Druckes bemessen..zu -sein -braucht. Bei Kältekompressoren,
wo die Unterschiede zwischen den :m Betrieb und im Stillstand auftretenden Drücken
sehr groß sein können, kann die Verringerung der Abmessungen und des Kraftverbrauchs
der Wellendichtung recht beachtlich sein.Man. recognizes-so; that in the embodiment farm described above
the shaft seal of the slip ring 7 in any case only for sealing the im
Measure operation of the expected pressure .. to be needed. For refrigeration compressors,
where the differences between the: m operation and standstill occurring pressures
Can be very large, can reduce size and power consumption
the shaft seal can be quite considerable.
Es ist möglich, daß, durch kleine Unterschiede in den mittleren bzw.
wirksamen Durchmessern des Federkörpers 15 und .dex Schleiffläche der Flächenausgleich
nicht vollkommen gelingt. Die hierdurch entstehenden Kraftwirkungen können jedoch
immer sehr klein gehalten werden und sind daher auf die vorteilhafte Wirkungsweise
der beschriebenen Ausführungsform der Wellendichtung iohne Ein$uß!: Betont sei-ferner,
daß die Anwendung der beschriebenen Ausführungsform über _die loben bezeichneten
Fälle hinaus stets .dann von Vorteil ist, wenn die Anpreßkraft der Schleifringe
vom abzudichtenden Druck unabhängig sein soll.It is possible that not succeed completely by small differences in the mean or effective diameters of the spring body 1 and 5 .dex grinding surface of the surface compensation. The resulting force effects can, however, always be kept very small and therefore have no effect on the advantageous mode of operation of the embodiment of the shaft seal described! It is advantageous if the contact pressure of the slip rings should be independent of the pressure to be sealed.