DE904844C

DE904844C - Sealing of pipe ends

Info

Publication number: DE904844C
Application number: DEM14172A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Roller
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-05-24
Filing date: 1952-05-24
Publication date: 1954-02-22

Description

Abdichtung von Rohrenden Die Erfindung betrifft eine Abdichtung von Rohrenden, insbesondere von sich drehenden oder Teildrehungen ausführenden Rohrenden an Gelenkführungen, vorzugsweise unter Verwendung einer Stopfbüchse mit Weichpackung.Sealing of pipe ends The invention relates to a sealing of Pipe ends, in particular of rotating pipe ends or pipe ends that perform partial rotations on articulated guides, preferably using a stuffing box with soft packing.

An den mit Weichpackungen ausgerüsteten Stopfbüchsen üblicher Bauart, die zur Abdichtung von Rohrenden, z. B. in Gelenkführungen. Verwendung finden, treten mit fortschreitender Abnutzung der Packung Undichtheiten auf, die Verluste des durch das Gelenk fortzuleitenden Mittels verursachen. Dieser Umstand macht sich beispielsweise bei Gelenkführungen der Zu- und Ablaufleitungen für das Kolbenkühlwasser bei Verbrennungskraftmaschinen unangenehm bemerkbar, weil Kühlwasser in die Gleitbahnen der Triebwerksteile gelangen kann.On the stuffing boxes of the usual design equipped with soft packings, for sealing pipe ends, e.g. B. in joint guides. Find use, step as the packing leaks up, the losses of the through cause the joint to be carried away. This fact makes itself for example in the case of articulated guides for the inlet and outlet lines for the piston cooling water in internal combustion engines noticeable unpleasantly because cooling water gets into the slideways of the engine parts can.

Man konnte diese Undichtheiten dadurch vermeiden, indem man die Stopfbüchsen in gewissen Zeitabständen von Hand nachzog, d. h. die Packung mit einem bestimmten Anpreßdruck gegen .das bewiegte Rohrende drückte, doch war ,das Nachziehen der meisten dieser Gelenkstopfbüchsen nur bei stillstehender Maschine möglich. Das Stillsetzen der Maschine für solche Arbeiten wurde in vielen Fällen jedoch als störend empfunden. Wurde aber das Nachziehen nicht regelmäßig oder nur mangelhaft durchgeführt, so waren unter Umständen Betriebsunterbrechungen zu oft ganz unpassenden Betriebszeiten unvermeidbar. Zu schwaches Nachziehen der Stopfbüchsen behob die Undichtheiten nicht. Zu kräftiges Nachziehen konnte, wenn die Reibung zwischen Packung und bewegtem Rohrende zu groß wurde, zum Bruch des Gelenkes führen.One could avoid these leaks by removing the stuffing boxes re-tightened by hand at certain time intervals, d. H. the pack with a specific Contact pressure against the bent end of the pipe pressed, but was the tightening of most of them this jointed stuffing box is only possible when the machine is at a standstill. The shutdown In many cases, however, the machine for such work was found to be a nuisance. But if the retightening was not carried out regularly or only inadequately, so were possibly business interruptions at often very unsuitable operating times unavoidable. Tightening the stuffing boxes too weakly did not remedy the leaks. Excessive tightening could occur if there was friction between the packing and the moving end of the pipe became too big, leading to fracture of the joint.

Durch den Gegenstand der Erfindung werden die genannten Mängel und Nachteile der üblichen Stopfbüchsen mit Weichpackung vermieden. Statt der bisher üblichen von Hand aus nachzuziehenden Stopfbüchsen dieser Art wird nunmehr eine selbsttätig dichten-die Stopfbüchse mit Weichpackung vorgesehen, auf die ein Druckstück in axialer Richtung pressend einwirkt.By the subject matter of the invention, the shortcomings mentioned and Disadvantages of the usual stuffing boxes with soft packing avoided. Instead of the Stuffing boxes of this type that were previously customary to be tightened by hand are now an automatically seal-the stuffing box with soft packing provided on the one Pressure piece acts pressing in the axial direction.

Derartige Druckstücke sind bei Rohrendabdichtungen in Verbindung mit anderen Dichtungsmitteln, deren -Verschleißeigenschaften von denen einer Weichpackung wesentlich abweichen, wie z. B. Graphit- und/oder Rotgußkörper, bereits insoweit bekanntgeworden, als dabei der Anpreßdruck durch eine Feder bewirkt wird: Dies hat jedoch den Nachteil, daß durch die Feder allein nicht für alle Fälle ein ausreichender Anpreßdruck bereitgestellt wird. Außerdem erfolgt bei der bekannten Anordnung die Abdichtung selbst nicht radial, wie dies erwünscht ist, sondern im wesentlichen durch Axialdruck. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist der, daß die Lagerung für das bewegte Rohrstück im Flüssigkeits- oder Gasraum des Gelenkes liegt.Such pressure pieces are in connection with pipe end seals other sealants whose wear properties are different from those of a soft pack differ significantly, such as B. graphite and / or gunmetal body, already insofar became known when the contact pressure is brought about by a spring: this has however, the disadvantage that the spring alone is not sufficient for all cases Contact pressure is provided. In addition, the known arrangement takes place Sealing itself not radially, as is desired, but essentially by axial pressure. Another disadvantage of the known arrangement is that the Storage for the moving piece of pipe is in the fluid or gas space of the joint.

Demgegenüber besteht in neuartigem Weise das wesentliche Merkmal der Erfindung darin, daß der Anpreßdruck des Druckstückes außer durch eine Feder noch durch den Druck der geförderten Flüssigkeit oder des geförderten Gases selbst auf die von der Stopfbüchsenpackung abgewandte Stirnseite des Druckstückes erzeugt wird, wobei dieses Druckstück an seiner der Stopfbüchsenpackung zugekehrten Stirnseite Endflächen aufweist, die die Weichpackung bei ihrer axialen Verdrängung in der Stopfbüchse radial nach ein- und auswärts, vorzugsweise jedoch mit überwiegender Kraftkomponente gegen den abzudichtenden Rohrendteil radial nach einwärts pressen.In contrast, the essential feature of the Invention is that the contact pressure of the pressure piece except by a spring by the pressure of the pumped liquid or the pumped gas itself the end face of the pressure piece facing away from the stuffing box packing is produced, this pressure piece on its end face facing the gland packing Has end faces that the soft packing when it is axially displaced in the stuffing box radially inwards and outwards, but preferably with a predominant force component Press radially inwards against the pipe end part to be sealed.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Druckstück auch als Stufenkolben mit zusätzlichen Dichtungen an jeder Stufenkante ausgebildet sein. Das der Stopfbüchsenpackung zugekehrte Ende des Druckstückes ist dabei kegelig, spitzwinkelig oder ballig verlaufend ausgebildet, wodurch der jeweils günstigste Anpreßdruck erzielbar ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird durch entsprechende Vorspannung der Feder dafür gesorgt, daß der Anpreßdruck des Druckstückes auf die Stopfbüchsenpackung gegebenenfalls auch bei Ausbleiben des Flüssigkeits-oder Gasdruckes noch zum Dichthalten der Rohrendverbindung ausreicht. Schließlich ist auch noch ein Merkmal der Erfindung, daß die Lagerung des bewegten Rohrendes außerhalb des Dichtungsraumes liegt.According to a further feature of the invention, the pressure piece can also be designed as a stepped piston with additional seals on each step edge. The end of the pressure piece facing the stuffing box packing is conical, designed to run at an acute angle or convex, which is the cheapest in each case Contact pressure is achievable. According to a further feature of the invention, by appropriate bias of the spring ensures that the contact pressure of the pressure piece on the stuffing box packing, if necessary, even in the absence of the liquid or Gas pressure is still sufficient to keep the pipe end connection tight. Finally is also another feature of the invention that the storage of the moving pipe end outside of the sealing space.

Der bei Einbau der Packung gewählte und als günstig erkannte Anpreßdruck bleibt bei dem Gegenstand der Erfindung in annähernd gleichbleibender Größe bis zur Neuverpackung erhalten.The contact pressure selected when the packing was installed and recognized as being favorable remains in the subject matter of the invention in an approximately constant size up to received for repackaging.

Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele einer selbstdichtenden Stopfbüchse gemäß der Erfindung dar.The drawing represents two embodiments of a self-sealing Stuffing box according to the invention.

Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Stopfbüchse, wie sie z. B. in eine Gelenkwasserführung eingebaut werden kann; Abb. 2 a,- 2 b und 2 c zeigen die etwa möglichen Formgebungen der Enden der Druckstücke.Fig. I shows a longitudinal section through a stuffing box as z. B. can be built into a joint water system; Fig. 2a, - 2b and 2c show the possible shapes of the ends of the pressure pieces.

Abb. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Stopfbüchse, bei der das Druckstück als Stufenkolben ausgebildet ist.Fig. 3 shows a longitudinal section through a stuffing box in which the Pressure piece is designed as a stepped piston.

Die Dichtung zwischen Gehäuse r und dem darin drehbar gelagerten; gut geführten Rohr :2 erfolgt, wie Abb. i zeigt, durch die Stopfbüchse mit Weichpackungsringen 3 und dem Druckstück .4. Das im Gehäuse r gut geführte Druckstück 4 wird durch eine gespannte Druckfeder 5 so stark gegen die Packung 3 gedrückt, daß dessen Stirnfläche F satt und ganzflächig auf der Packung aufliegt. Das wahlweise von Gehäuse- oder Rohrseite her durch das Gelenk geleitete, unter Druck stehende Kühlwasser tritt unbehindert durch den reichlich bemessenen Kanal 6 in den nach außen abgedichteten Raum 7 und drückt hier auf die druckunausgeglichene Ringfläche 8 des Druckstückes. Dieser Druck wird, da bei der Längsverschiebung des Druckstückes keinerlei Reibung vorhanden ist, völlig auf die Packung 3 übertragen, so daß auf diese die aus Federkraft und Flüssigkeitsdruck gebildete Kraft wirkt. Der von dem Flüssigkeitsdruck, herrührende Kraftanteil bleibt auch bei fortscheitendem Verschleiß der Packung, d. h. Verkleinerung der Packungshöhe, unvermindert wirksam. .The seal between the housing r and the rotatably mounted therein; Well guided pipe: 2 takes place, as Fig. i shows, through the stuffing box with soft packing rings 3 and the pressure piece .4. The well guided in the housing r pressure piece 4 is by a tensioned compression spring 5 pressed so strongly against the pack 3 that its end face F lies full and over the entire surface of the pack. The option of housing or Pressurized cooling water passed through the joint on the pipe side occurs unhindered by the amply dimensioned channel 6 in the sealed to the outside Space 7 and presses here on the pressure-unbalanced annular surface 8 of the pressure piece. This pressure is, since there is no friction whatsoever during the longitudinal displacement of the pressure piece is present, completely transferred to the pack 3, so that on this from spring force and the force formed by fluid pressure acts. The one resulting from the fluid pressure Part of the force remains even with continued wear of the packing, i. H. reduction the packing height, still effective. .

Durch Versuche läßt sich ermitteln, mit welchem der in Abb. 2 a bis 2 c dargestellten oder ähnlichen Druckstückenden der günstigste Anpreßdruck erreicht werden kann.Experiments can be used to determine with which of the in Fig. 2 a to 2 c shown or similar pressure piece ends the most favorable contact pressure is achieved can be.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 a wirkt die gesamte axial wirkende Kraft auf die senkrecht zur Rohrachse liegende Packungsstirnfläche und versucht, die gesamte Packungshöhe zu verkleinern. Hier entsteht ein Anpreßdruck dadurch, daß die Packung versucht, senkrecht zur Achse auszuweichen.In the embodiment according to Fig. 2a, the entire axially acting acts Force on the packing face lying perpendicular to the pipe axis and tries to to reduce the total packing height. Here a contact pressure is created by that the pack tries to evade perpendicular to the axis.

Bei der Ausführung nach Abb. 2b ist die Stirnfläche des Druckstückes kegelig nach innen zu geneigt. Ein Teil der Axialkraft (d. i. der Flüssigkeits- oder Gasdruck plus der Federkraft) drückt unmittelbar die Packungsringe gegen das bewegte Rohrstück. Je nach Neigung des Kegels kann dieser Anteil in weiten Grenzen geändert werden.In the design according to Fig. 2b, the face of the pressure piece is conically inclined inwards. Part of the axial force (i.e. the fluid or gas pressure plus the spring force) presses the packing rings directly against the moving pipe section. Depending on the inclination of the cone, this proportion can be within wide limits to be changed.

Bei dem in Abb. 2 c dargestellten Druckstückende wird die in Axialrichtung wirkende Kraft in Komponenten zerlegt, welche die Packung gegen das bewegte Rohrstück und auch gegen die feststehende Gehäusewand des Packungsraumes drücken. Die Formgebung des Druckstückendes kann eben, nach innen zu kegelig verlaufend, bällig, spitzwinkelig u. ä. ausgebildet sein.At the end of the pressure piece shown in Fig. 2 c, the axial direction acting force is broken down into components, which the packing against the moving piece of pipe and also press against the stationary housing wall of the packing space. The shaping the end of the pressure piece can be flat, tapered towards the inside, rounded, acute-angled and the like.

Wo der Druck des abzudichtenden Mittels klein ist und ein sicheres Dichten in der Stopfbüchse bei Verwendung des glatten, unabgesetzten Druckstückes nicht erreicht werden kann, kann ein als Stufenkolben 9 ausgebildetes Druckstück- wie dasjenige in Abb. 3 dargestellte, verwendet werden.Where the pressure of the medium to be sealed is small and a safe one Sealing in the stuffing box when using the smooth, indented pressure piece can not be achieved, a pressure piece designed as a stepped piston 9 such as that shown in Fig. 3 can be used.

Die aus dem Produkt von Flüssigkeits- bzw. Gasdruck und dem Flächenunterschied zwischen Druckstückstirn- und -rückenflache sich ergebende Größe der auf die Packung wirkenden Kraft kann durch entsprechende Wahl des Durchmesserverhältnisses je auf die gewünschte Größe gebracht werden. Im Raum io darf dabei kein Überdruck herrschen, was durch Einlegen der Dichtungen i i und 12 erreicht werden kann. Zum Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i treten bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb.3 beim Verschieben des Druckstückes zwischen diesem und den Dichtungsringen .ii und 12 Reibungsverluste auf, die bei der Bemessung des Durchmessers für die Kolbenrückenfläche berücksichtigt werden müssen.The result of the product of the liquid or gas pressure and the difference in area size resulting between the front and back of the pressure piece the The force acting on the packing can be determined by the appropriate choice of the diameter ratio each can be brought to the desired size. No overpressure is allowed in room io prevail, which can be achieved by inserting the seals i i and 12. To the Differences to the embodiment according to Fig. I occur in the embodiment according to Fig.3 when moving the pressure piece between this and the sealing rings .ii and 12 frictional losses that have to be considered when dimensioning the diameter for the Piston back surface must be taken into account.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Sealing of pipe ends, in particular of oneself rotating or partially rotating pipe ends on articulated guides, using a stuffing box with soft packing, on which the latter a spring-loaded pressure piece acts pressing in the axial direction, characterized in that the contact pressure of the pressure piece not only by a spring (5) but also by the pressure of the conveyed Liquid or the pumped gas itself to that of the gland packing facing away end face of the pressure piece is generated, this pressure piece on its end face facing the stuffing box packing, which the Soft packing with its axial displacement in the stuffing box radially in and out outwards, but preferably with a predominant force component against the one to be sealed Press the pipe end part radially inwards.

2. Seal according to claim i, characterized characterized in that the pressure piece as a stepped piston with additional seals is formed on each piston stage, both the spring pressure and the on liquid or gas pressure acting on the corresponding end faces of the pressure piece is changeable in different ways.

3. Seal according to claim i and 2, characterized in that the end of the pressure piece facing the gland packing is conical, acute-angled or spherical.

4. Sealing after claims i to 3, characterized in that the spring (5) is so strong in each case is biased that the contact pressure of the pressure piece on the gland packing possibly also to keep tight if there is no liquid or gas pressure the pipe end connection is sufficient.

5. Seal according to claims i to 4, characterized characterized in that the bearing of the moving pipe end outside of the sealing space lies. Cited publications: German Patent No. 461 626; British Patent No. 659 034.