DE9017889U1

DE9017889U1 - Anordnung zum Messen der Leckrate einer Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE9017889U1
Application number: DE9017889U
Authority: DE
Original assignee: Pacific Wietz GmbH and Co KG
Current assignee: Pacific Wietz GmbH and Co KG
Priority date: 1990-10-20
Filing date: 1990-10-20
Publication date: 1992-09-03
Anticipated expiration: 2000-10-21

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der Leckrate einer Gleitringdichtung mit zwei Dichtringen oder Dichtscheiben, die zwischen einem rotierenden Maschinenteil und einem feststehenden Maschinenteil (z.B. zwischen einer Welle und einem Gehäuse) angeordnet ist und einen fluidführenden Druckraum gegen Atmosphäre abdichtet, wobei über den Dichtspalt der Gleitringdichtung ein Leckfluidstrom austritt, der die Leckrate bestimmt. Der Begriff Gleitringdichtung umfaßt insbesondere axiale Gleitringdichtungen und in diesem Rahmen auch gasgestützte. Das Fluid, aus dem der Leckfluidstrom abfließt, kann eine Flüssigkeit oder auch ein Gas sein. Leckrate bezeichnet den in der Zeiteinheit abfließenden Leckfluidstrom, der volumenmäßig oder massenmäßig bestimmt ist. Es versteht sich, daß die Leckrate möglichst klein sein soll und zumeist auch kontrolliert wird.

Im Rahmen der bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht, wird zur Bestimmung der Leckrate der Leckfluidstrom aufgefangen. Die Leckrate wird durch wägende Maßnahmen bestimmt. Die so gewonnenen Meßergebnisse sind ungenau und in erheblichem Maße trägheitsbelastet. Das Auflösungsvermögen ist klein. Zeitlich kurze Schwankungen der Leckrate sind nicht ermittelbar.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen der Leckrate einer Gleitringdichtung anzugeben, mit der die Leckrate des Leckfluidstromes wesentlich genauer und vergleichsweise trägheitsarm gemessen werden kann, und zwar mit sehr hohem Auflösungsvermögen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Anordnung ein Meßvorrichtungsgehäuse aufweist, welches einerseits an das Dich-

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tungsgehäuse der Gleitringdichtung anbaubar ist und andererseits mit einem Konzentrationsmeßkopf für die Messung der Konzentration des Leckfluids ausgerüstet ist, daß das Meßvorrichtungsgehäuse eine Mischkammer aufweist, in das der Leckfluidstrom einmündet, und daß an das Meßvorrichtungsgehäuse eine Einrichtung zur geregelten oder gesteuerten Einführung eines Inertgasmengenstromes in die Mischkammer angeschlossen ist. Die Mischkammer kann mit einer Beheizungseinrichtung versehen sein.

Die Erfindung geht von besonderen meßverfahrenstechnischen Erwägungen aus. Dazu gehört die Erkenntnis, daß der Leckfluidstrom im gasförmigen Zustand in eine den Atmosphärendruck aufweisende Mischkammer eingeführt werden kann, in der der gasförmige Zustand des Leckfluidstromes aufrechterhalten wird, daß in die Mischkammer außerdem ein mit dem gasförmigen Leckfluid mischbarer Inertgasmengenstrom eingeführt und mit dem gasförmigen Leckfluidstrom gemischt werden kann, so daß in der Mischkammer und/oder in einer nachgeschalteten Meßkammer die Konzentration des Leckfluids in der Mischung bzw. in einem Mischungsmengenstrom gemessen und daraus die Leckrate ermittelt werden kann. - Ist das Fluid, aus dem der Leckfluidstrom abfließt, ein Gas, beispielsweise Erdgas, so sind besondere Maßnahmen nicht erforderlich, um den Leckfluidstrom im gasförmigen Zustand in die Mischkammer einzuführen. Ist das Fluid, aus dem der Leckfluidstrom abfließt, eine Flüssigkeit, so muß aus dieser der gasförmige Zustand durch Verdampfen erzeugt werden. Der gasförmige Zustand kann durch die Reibungswärme in der Gleitringdichtung erzeugt werden. Die Scherbeanspruchungen, die der Film des Leckfluidstromes im Dichtspalt erfährt, tragen dazu bei. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den gasförmigen Zustand durch eine entsprechende Beheizung im Bereich der Gleitringdichtung oder daran angeschlossen zu erzeugen.

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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Leckrate mit sehr großer Genauigkeit gemessen werden, weil erfindungsgemäß alle modernen Methoden und Apparate für die Konzentrationsmessung in Gasen eingesetzt werden können, auch solche, die gleichsam mit ppm-Genauigkeit arbeiten. Diese modernen Einrichtungen zeichnen sich auch

durch geringe Trägheit und hohes Auflösungsvermögen aus. Erfindungsgemäß ist das Auflösungsvermögen praktisch nur durch die insoweit bekannte Meßapparatur bzw. das insoweit bekannte Meßverfahren für die Konzentrationsmessung bestimmt. Es besteht im übrigen stets die Möglichkeit, den Inertgasmengenstrom mengenmäßig zu steuern und zu regeln und dadurch der Charakteristik der Meßeinrichtung anzupassen sowie die Meßgenauigkeit zu optimieren. Um die Trägheit extrem klein zu halten und insoweit auch das Auflösungsvermögen positiv zu beeinflussen, kann mit einer Meßapparatur mit elektronischem Ausgang gearbeitet werden und können die Meßergebnisse einem Rechner zugeführt sowie durch eine zumindest einmalige mathematische Differenzierung, vorzugsweise durch eine zweimalige mathematische Differenzierung, einer Trägheitskorrektur unterworfen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch Maschinenteile mit einer

Gleitringdichtung und zugeordneten Bauteilen sowie mit einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand

nach Fig. 1.

In der Fig. 1 erkennt man zunächst eine Welle 1 auf die ein Flügelrad 2 aufgesetzt ist. Im Bereich des Hohlwellenstumpfes 3 des Flügelrades 2 ist eine Gleitringdichtung 4 angeordnt, die den Druck-

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raum 5 gegen die Atmosphäre im Raum 6 abdichtet. Man erkennt im übrigen das Dichtungsgehäuse 7. Die erfindungsgemäße Anordnung weist ein Meßvorrichtungsgehäuse 8 auf, welches einerseits an das Dichtungsgehäuse 7 der Gleitringdichtung 4 angebaut ist und andererseits einen Konzentrationsmeßkopf 9 für die Messung der Konzentration des Leckfluids aufweist. Das Meßvorrichtungsgehäuse 8 besitzt die Mischkammer 10. In die Mischkammer 10 mündet der durch Pfeil 11 angedeutete Leckfluidstrom ein. An das Meßvorrichtungsgehäuse 8 ist eine Einrichtung 12 zur geregelten und/oder gesteuerten Einführung des durch Pfeil 13 angedeuteten Inertgasstromes in die Mischkammer 10 angeschlossen. Zumindest die Mischkammer 10 kann mit einer Beheizungseinrichtung versehen sein. Jedenfalls ist erreichbar, daß der Leckfluidstrom, im gasförmigen Zustand in die den Atmosphärendruck aufweisende Mischkammer 10 eingeführt wird. In dieser wird der gasförmige Zustand des Leckfluidstromes aufrechterhalten. In die Mischkammer 10 ist außerdem der mit dem gasförmigen Leckfluid mischbare Inertgasstrom eingeführt. Er wird in der Mischkammer 10 mit dem gasförmigen Leckfluidstrom gemischt. In der Mischkammer 10 erfolgt die Konzentrationsmessung des Leckfluids. Das kann gleichsam in einem vorgegebenen Takt erfolgen, wobei der Inertgasstrom für eine bestimmte Zeitspanne zugeführt und danach die Konzentrationsmessung durchgeführt wird. Die Konzentrationsmessung kann jedoch auch in einem Mischungsmengenstrom kontinuierlich oder getaktet kontinuierlich erfolgen, weil sich insoweit in der Mischkammer 10 ein Fließgleichgewicht einstellt. - Angedeutet wurde ein Regelkreis 14 für die mengenmäßige Regelung des Inertgasmengenstromes, dem ein Rechner 15 zugeordnet ist.

Claims

Andrejewski, Horvke & Partner, Patentanwälte in Essen Schutzansprüche

1. Anordnung zum Messen der Leckrate einer Gleitringdichtung mit zwei Dichtringen oder Dichtscheiben, die zwischen einem rotierenden Maschinenteil und einem feststehenden Maschinenteil (z.B. zwischen einer Welle und einem Gehäuse) angeordnet ist und einen fluidführenden Druckraum gegen Atmosphäre abdichtet, wobei über den Dichtspalt der Gleitringdichtung ein Leckfluidstrom austritt, der die Leckrate bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Meßvorrichtungsgehäuse (8) aufweist, welches einerseits an das Dichtungsgehäuse (7) der Gleitringdichtung (4) anbaubar ist und andererseits mit einem Konzentrationsmeßkopf (9) für die Messung der Konzentration des Leckfluids ausgerüstet ist, daß das Meßvorrichtungsgehäuse (8) eine Mischkammer (10) aufweist, in das der Leckfluidstrom einmündet, und daß an das Meßvorrichtungsgehäuse (8) eine Einrichtung (12) zur geregelten oder gesteuerten Einführung eines Inertgasmengenstromes in die Mischkammer (10) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Mischkammer (10) mit einer Beheizungseinrichtung versehen ist.