DE913375C

DE913375C - Sealing device for a shaft

Info

Publication number: DE913375C
Application number: DES28310A
Authority: DE
Inventors: John Lamb
Original assignee: IASHELLIA REFINING AND MARKETI
Current assignee: IASHELLIA REFINING AND MARKETI
Priority date: 1951-04-27
Filing date: 1952-04-26
Publication date: 1954-06-10

Description

Dichtungsvorrichtung für eine Welle Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung, die das Ausströmen von Gas durch eine Scheidewand verhindern soll, die von einer im wesentlichen horizontalen Welle durchsetzt wird, und ist insbesondere auf die Abdichtung der Antriebswelle einer Kreiselpumpe für das Ladegut bei einem Tankschiff anwendbar, bei dem diese Welle durch das gasdichte Schott hindurchgeht, das den Maschinenraum von dem Pumpenraum des Schiffes trennt. In solchen Fällen ist der Übertritt von Gas, das mit Petroleumdämpfen beladen ist, aus dem Pumpenraum nach dem Maschinenraum mit einer ernsthaften Feuersgefahr verbunden. In der bisherigen Praxis hat man versucht, den Durchgang des Gases mittels einer Stopfbüchse zu verhindern, aber selbst die frischgestopfte Büchse ergibt keinen wirksamen Schutz, während die Wirksamkeit der Dichtung mit der Zeit nachlä$t, da die Packung während des Gebrauches erhärtet. Wird zur Verbesserung der Dichtung der Druck auf die Packung gesteigert, so kann diese überhitzt werden und das Gas in dem Pumpenraum entzünden. Es ist bekannt, daß solche Vorfälle sich gelegentlich ereignet haben.Sealing device for a shaft The invention relates to a seal designed to prevent gas from escaping through a septum, which is penetrated by a substantially horizontal wave, and is in particular on the sealing of the drive shaft of a centrifugal pump for the cargo in one Tanker applicable in which this shaft passes through the gas-tight bulkhead, which separates the engine room from the ship's pump room. In such cases is the transfer of gas that is laden with petroleum vapors from the pump room associated with a serious fire hazard after the engine room. In the previous In practice, attempts have been made to prevent the gas from passing through by means of a stuffing box, but even the freshly stuffed can does not provide effective protection, while the The effectiveness of the seal wears off over time as the pack wears off during use hardened. If the pressure on the packing is increased to improve the seal, this can overheat and ignite the gas in the pump chamber. It is known, that such incidents have happened occasionally.

Es ist bereits eine Dichtung vorgeschlagen worden, bei der die Welle von einem Gehäuse umschlossen ist und innerhalb des Gehäuses einen Kragen aufweist, wobei auf jeder Seite des Kragens eine die Welle umgebende Rohrmembran angeordnet ist, die an ihren beiden Enden Dichtungsringe trägt, die mit Gleitflächen an dem Kragen bzw. an dem Gehäuse zusammenwirken, und wobei der Raum außerhalb der Rohrmembran und des Kragens in dem Gehäuse mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllt ist. Bei dieser Ausführung rotieren jedoch die Rdhrmembranen infolge der mitnehmenden Reibung an dem Kragen und werden dabei auf Torsion beansprucht. Außerdem sind bei dieser Ausführung vier Gleitflächen vorhanden, welche durch die Flüssigkeit abgedichtet werden müssen.A seal has already been proposed in which the shaft is enclosed by a housing and has a collar within the housing, wherein a tubular membrane surrounding the shaft is arranged on each side of the collar is, which carries sealing rings at both ends with sliding surfaces on the Collar or cooperate on the housing, and wherein the space outside of the tubular membrane and the collar in the housing with a sealing liquid filled is. In this version, however, the rotary membranes rotate as a result of the entrainment Friction on the collar and are subjected to torsion in the process. Also are at This version has four sliding surfaces, which are sealed by the liquid Need to become.

Es ist auch bereits eine solche Dichtung vorgeschlagen, bei der die äußeren Enden der Rohrmembran mit dem Gehäuse fest verbunden sind. Hierbei wird jedoch ebenfalls die Rohrmembran, deren Verdrehungsfestigkeit nur klein ist, infolge der Reibungskraft in Drehrichtung beansprucht.Such a seal has also already been proposed in which the outer ends of the tubular membrane are firmly connected to the housing. Here is however, also the tubular membrane, the torsional strength of which is only small, as a result the frictional force in the direction of rotation.

Die Erfindung bildet eine Verbesserung solcher Dichtungen und ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dichtungsring mit radialen Vorsprüngen versehen ist, welche mit sich axial erstreckenden Schlitzen in einem in das Gehäuse hineinragenden zylindrischen Teil im Eingriff stehen. Durch diese Ausbildung der Dichtung werden die Dichtungsringe und damit die Rohrmembranen bzw. Bälge gegen Drehung gesichert, welche damit praktisch eine unbegrenzte Lebensdauer haben.The invention constitutes and is an improvement on such seals characterized in that each sealing ring is provided with radial projections is, which with axially extending slots in a protruding into the housing cylindrical part are in engagement. Through this training the seal will be the sealing rings and thus the tubular membranes or bellows secured against rotation, which thus have a practically unlimited lifespan.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

Fig. i stellt den Längsschnitt durch die für die Pumpenwelle eines Tankers bestimmte Dichtung dar: Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II der Fig. i.Fig. I shows the longitudinal section through the one for the pump shaft Tanker's particular seal: Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. I.

In der Zeichnung stellt Ziffer i das gasdichte Schott dar, das den Pumpenraum :2 des Tankers von dem :Maschinenraum 3 trennt. An dem Schott ist durch Schrauben und Muttern gasdicht ein Gehäuse .4 befestigt, das durch eine Öffnung des Schotts hindurchragt. Es umgibt eine Welle, welche eine nicht dargestellte Kreiselpumpe für das Ladegut im Pumpenraum 2 betätigt. Ein Kragen, der mit Edelpassung auf der Welle sitzt, ist durch eine Klemmschraube auf der Welle befestigt.In the drawing, the number i represents the gas-tight bulkhead that the Pump room: 2 of the tanker from which: Engine room 3 separates. The bulkhead is through Screws and nuts gas-tight a housing .4 fastened through an opening of the bulkhead protrudes. It surrounds a shaft, which is a centrifugal pump, not shown actuated for the load in pump chamber 2. A collar with a fine fit on the The shaft is attached to the shaft by a clamping screw.

Dichtungsringe 8 und g, von denen sich je einer an jeder Seite des Kragens 6 befindet, sind an den sie stützenden zugehörigen Bälgen io bzw. ii befestigt. Die Außenenden der Bälge iö und i i sind an Platten 12 bzw. 13 befestigt, welche ihrerseits an das Gehäuse 4 angeschraubt sind. Es ist ersichtlich, daß das Gehäuse 4 und die Platten 12 und 13 zusammen ein die Welle 5 umgebendes geschlossenes Gehäuse bilden, in das der Kragen 6 hineinragt. Mit den Platten 12 bzw. 13 sind die zylindrischen Teile 14 bzw. 15, die in den Raum vorspringen, aus einem Stück gebildet. jeder dieser Teile ist mit vier in axialer Richtung eingefrästen Schlitzen versehen. Diese Schlitze stehen lose mit Vorsprüngen 17 an den Ringen 8 und 9 im Eingriff.Sealing rings 8 and g, one on each side of the Collar 6 is located are attached to the associated bellows supporting them io and ii. The outer ends of the bellows iö and i i are attached to plates 12 and 13, respectively are in turn screwed to the housing 4. It can be seen that the housing 4 and the plates 12 and 13 together form a closed housing surrounding the shaft 5 form into which the collar 6 protrudes. With the plates 12 and 13 are the cylindrical Parts 14 and 15, respectively, which protrude into the space, formed in one piece. each of these Parts is provided with four slots milled in the axial direction. These slots loosely engage projections 17 on rings 8 and 9.

Damit ist ersichtlich, daß die Dichtungsringe 8 und 9 in der axialen Richtung beweglich, aber an der Drehbewegung durch die Vorsprünge 17 gehindert sind. jeder Ring wird durch vier Druckfedern 18 leicht gegen den Kragen 6 gepreßt. Die Federn sitzen auf Zapfen ig, die in die Plätten 12 und 13 eingeschraubt sind. Um den Einbau zu erleichtern, ist jede Feder mit einer Klemmlänge versehen, die auf eine Schulter am hinteren Teil des sie tragenden Zapfens ig paßt.It can thus be seen that the sealing rings 8 and 9 in the axial Movable direction, but are prevented from rotating by the projections 17. each ring is lightly pressed against the collar 6 by four compression springs 18. the Springs sit on pins ig, which are screwed into the plates 12 and 13. Around To facilitate installation, each spring is provided with a clamping length that extends to a shoulder on the rear part of the pin bearing it fits.

jeder der Dichtungsringe 8 und 9 ist mit einer Auflage aus Lagermetall, beispielsweise Weißmetall, versehen, welches gegen den Kragen 6 drückt. Diese Auflagen haben radiale Nuten 2i, und, wie ersichtlich, sind durch die Dichtungsringe 8 und 9 Schrägbohrungen 22 geführt.each of the sealing rings 8 and 9 is covered with a bearing metal layer, for example white metal, which presses against the collar 6. These requirements have radial grooves 2i, and, as can be seen, are through the sealing rings 8 and 9 inclined bores 22 out.

Die Welle 5 läuft in Lagern 23 und 24, welche in üblicher Weise mit Hilfe der in die Ölbäder 31 tauchenden Ringe 25 geschmiert werden.The shaft 5 runs in bearings 23 and 24, which in the usual way With the aid of the rings 25 immersed in the oil baths 31, they are lubricated.

Wie bereits festgestellt, bilden das Gehäuse und die Platten r2 und 13 zusammen ein die Welle 5 umgebendes geschlossenes Gehäuse. Dieses Gehäuse, die Bälge zo und ii, die Ringe B und 9 und der Kragen 6 zusammen begrenzen eine Kammer, welche gasdicht gegen den Maschinenraum 3 abgeschlossen ist und einem Ölbad als Behälter dient. Das Öl wird durch eine Erweiterung 26 in dem Gehäuse 4 eingeführt, die nach dem Pumpenraum 2 zu eine Öffnung aufweist, die mit einer Kappe 27 mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Belüftungsloch bedeckt ist.As stated earlier, the housing and panels form r2 and 13 together a closed housing surrounding the shaft 5. This housing that Bellows zo and ii, the rings B and 9 and the collar 6 together delimit a chamber, which is sealed gas-tight from the machine room 3 and an oil bath as Container is used. The oil is introduced through an extension 26 in the housing 4, which has after the pump chamber 2 to an opening with a cap 27 with a ventilation hole not visible in the drawing is covered.

Während des Betriebes wird jedes Gas; das aus dem Pumpenraum etwa seinen Weg längs der Umfangsfläche der Welle $ nehmen sollte, durch den Kragen 6 aufgehalten. Selbst wenn es ihm gelänge, die Dichtung zwischen dem Dichtungsring 8 und den Kragen 6 zu durchkriechen, kann es lediglich an die Oberfläche des Ölbades aufsteigen und muß über die Gehäuseerweiterung 26 in den Pumpenraum zurückkehren. Solange das Öl genügend hoch steht, um den Kragen 6 zu bedecken, ist es für das Gas -unmöglich, von dem Pumpenraum 2 nach dem Maschinenraum 3 zu gelangen. Die Berührungsflächen zwischen den Auflagen 2o und dem Kragen 6 werden mit Öl geschmiert, das durch die Nuten 21 und die Löcher 22 fließt. Sollte unglücklicherweise die Dichtung zwischen den Ringen 8 und 9 und dem Kragen 6 zerstört werden, so füllt Öl aus dem Bad 25 die Vertiefungen 29 und 30 aus und übernimmt die Dichtung der Welle während einer beträchtlichen Zeitspanne, bis der Fehler beseitigt werden kann.During operation, every gas; which should take its way out of the pump chamber approximately along the circumferential surface of the shaft, held up by the collar 6. Even if it succeeds in creeping through the seal between the sealing ring 8 and the collar 6, it can only rise to the surface of the oil bath and must return via the housing extension 26 into the pump chamber. As long as the oil is high enough to cover the collar 6, it is impossible for the gas to get from the pump room 2 to the engine room 3. The contact surfaces between the pads 2o and the collar 6 are lubricated with oil flowing through the grooves 21 and the holes 22. If, unfortunately, the seal between the rings 8 and 9 and the collar 6 is broken, oil from the bath 25 fills the recesses 29 and 30 and seals the shaft for a considerable period of time until the fault can be eliminated.

Um das Spritzen von Öl durch die Füllkappe 27 zu verhindern, ist im Innern des Gehäuses eine Spritzplatte28 vorgesehen, die sich über einDrittel des Umfangs erstreckt.In order to prevent oil from splashing through the filler cap 27, in Inside the housing a splash plate 28 is provided which extends over one third of the Extent extends.

Ein Vorzug der dargestellten Dichtung besteht in der Leichtigkeit, mit der sie zusammengebaut werden kann. Das Gehäuse 4 wird zuerst an das Schott angeschraubt. Die Platten 12, und 13 mit den Bälgen io bzw. i i und den daran befestigten Dichtungsringen 8 und g werden dann an dem Gehäuse angeschraubt, worauf die Zapfen ig, welche die Federn 18 tragen, eingeschraubt werden. Nun können die Lager 23 und 24 angebaut werden.One advantage of the seal shown is the ease with which with which it can be assembled. The housing 4 is first attached to the bulkhead screwed on. The plates 12 and 13 with the bellows io and i i and the bellows attached to them Sealing rings 8 and g are then screwed to the housing, whereupon the pins ig, which carry the springs 18, are screwed in. Now the bearings 23 and 24 can be grown.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Seal for an essentially horizontal, a wave penetrating a partition, especially for sealing the shaft between the prime mover and separate from the prime mover in the pump room arranged centrifugal pump at the bulkhead passage in tankers, comprising a die Housing enclosing the shaft, one attached to the shaft and inserted into the housing protruding collar, a sealing ring on each side of the collar that goes through one or more springs or equivalent fluid-tight device Touching the collar is pressed, and axially stretchable, the shaft at a certain distance surrounding membranes that have one end on the housing and with the other end attached to one of the sealing rings, the arrangement is made such that the housing, membranes, rings and collar together form a chamber delimit which at least against the space on one side of the partition is gas-tight is completed and serves to hold a sealing liquid, characterized in that that each sealing ring is provided with radial projections which axially with it extending slots in a protruding into the housing cylindrical part are engaged.

2. Seal according to claim i, characterized in that the complete housing consists of a housing that extends on the periphery of the shaft penetrated opening of the cutting wall gas-tight and removable on the septum gas-tight and detachable on the one which is gas-tight on the axially opposite ends of the housing are removably attached and each of which is one of the with a sealing ring attached to it carries membranes, the springs inserted into holes in the plates are.

3. Seal according to claim i and 2, characterized in that each of the cylindrical Links is attached to one of the plates or is made in one piece with this. References: U.S. Patent Nos. 2,467,960, 2,244,450, 2,426 461, 2,385,420, 2,291,954.