WO1999057464A1 - Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die flüssiggasabdichtung - Google Patents

Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die flüssiggasabdichtung Download PDF

Info

Publication number
WO1999057464A1
WO1999057464A1 PCT/EP1999/002483 EP9902483W WO9957464A1 WO 1999057464 A1 WO1999057464 A1 WO 1999057464A1 EP 9902483 W EP9902483 W EP 9902483W WO 9957464 A1 WO9957464 A1 WO 9957464A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal
recesses
main
sealing
mechanical
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/002483
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Keller
Peter Kachler
Original Assignee
Feodor Burgmann Dichtungswerke Gmbh & Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Feodor Burgmann Dichtungswerke Gmbh & Co. filed Critical Feodor Burgmann Dichtungswerke Gmbh & Co.
Priority to AU39267/99A priority Critical patent/AU3926799A/en
Publication of WO1999057464A1 publication Critical patent/WO1999057464A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
    • F16J15/3484—Tandem seals

Definitions

  • the invention relates to a mechanical seal arrangement, in particular for liquid gas sealing.
  • the grooves of the secondary seal are designed and arranged in such a way that they enable the secondary seal-side pairing to run dry under the gas phase of the product to be sealed in a sealing chamber between the main and secondary seal, ie the main and secondary seals are both "lubricated" by the product to be sealed and the lubricating effect depends on the conditions in the seal chamber. Insufficient sealing gap formation under unfavorable operating conditions cannot therefore be ruled out. It has therefore already been suggested, cf. DE-U-9407733, for the secondary seal in addition to the conveying-effective grooves opening into the sealing chamber, to provide those which open to the outside environment in order to pump air in addition to the product to be sealed between the sealing surfaces of the bypass seal side pair.
  • EP-B-297381 discloses a sealing arrangement for the sealing of toxic, not easily evaporating liquids with a containment gasket-sealed main seal and a dry-running, gas-lubricated secondary seal, in that it has conveying-effective grooves that can pump ambient air between the sealing surfaces of the mechanical ring pairing.
  • the invention has for its object to provide a mechanical seal arrangement of the type mentioned for liquid gas sealing with minimized gas leakage to the environment with a simplified mechanical structure.
  • the mechanical seal arrangement solving this problem, in particular for liquid gas sealing, according to the invention, with a main seal facing the product to be sealed (liquid gas) and a secondary seal facing away from the product, which delimit a sealing chamber between them and are designed as mechanical seals, each with a pair of mechanical seals, of which one each can be mounted in a rotationally fixed manner on a rotating component and the other non-rotatably on a stationary component, the slide rings having cooperating sealing surfaces, at least of which - 3 -
  • each pair of main and secondary seal-side slide rings contains a plurality of circumferentially distributed recesses, which promote fluid delivery in at least one direction of rotation, of which the main seal side recesses open out at the product-bound circumferential boundary of the sealing surface, characterized in that the total fluid delivery capacity of the main seal side recesses is less than that of the secondary seal-side recesses opening out on the circumferential boundary of the sealing surface facing away from the sealing chamber.
  • the main seal is designed as a non-contact "hybrid" mechanical seal, the sealing gap of which can be formed by the liquid gas in the liquid as well as the gaseous phase or a mixed phase, while the secondary seal is designed as a pure gas-lubricated mechanical seal, whereby the volatilized liquid gas is not used for lubrication the sealing chamber but the ambient air is used.
  • the secondary seal comprises recesses or grooves which are effective in conveying and which are not connected to the sealing chamber and are designed in such a way that they pump a sufficient amount of ambient air between the sealing surfaces of the pair of mechanical seals on the secondary seal side and there they can build up a sealing gap with sufficient sealing pressure without the ambient air enters the sealing chamber to a significant extent.
  • the number of recesses on the main seal side and that of the recesses on the secondary seal side is preferably in a ratio of 1: 2 and the volume of each main seal-side recess compared to which each secondary seal-side recess is reduced.
  • means for venting the sealing chamber are provided.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a mechanical seal assembly according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a fragmentary view of one of the sealing surfaces of the main seal-side slide rings of the mechanical seal assembly of FIG. 1, and
  • FIG. 3 in a view similar to FIG. 2 one of the sealing surfaces of the secondary seal-side slide rings of the mechanical seal arrangement according to FIG. 1.
  • the main field of application of the invention is the sealing of a liquid gas (the so-called product), e.g. Filled space, e.g. the inside of a pump, in relation to the outside atmosphere.
  • a liquid gas the so-called product
  • Filled space e.g. the inside of a pump
  • the invention is not restricted to this special field of application, but can advantageously be used whenever it is important to effectively seal a liquid product which tends to evaporate effectively from the outside environment.
  • reference numeral 1 relates to a pump housing and reference numeral 3 to a shaft which is sealed by a Mechanical seal arrangement according to the invention, is guided through the housing 1 to the outside.
  • the mechanical seal arrangement comprises a main seal on the product side which is provided with the general reference symbol A and an auxiliary seal which faces away from the product and bears the general reference symbol B.
  • the main and secondary seals A, B are arranged in the longitudinal direction of the shaft 3 one behind the other or in tandem construction and axially delimit a sealing chamber 4 between them.
  • Both seals A, B are designed as mechanical seals with preferably, but not necessarily, identical structures, which are based on a on the shaft 3 attached sleeve 10 are arranged.
  • the main seal A comprises a sliding ring 5, which is connected to the sleeve 10 in a rotationally fixed manner via a driver arrangement 9, and a cooperating stationary sliding ring 6, which is supported on holding glasses 2 fastened to the housing 1.
  • the sliding ring 5 is held on the sleeve 10 in an axially movable manner.
  • the slide rings 5, 6 have opposite radial sealing surfaces 7, 8, which are held in sealing engagement with one another when the shaft 3 is at a standstill, in that the slide rings 5, 6 are biased axially against one another under the force of a biasing device 11 acting on the rotating slide ring 5.
  • Sealing elements in the form of e.g. O-rings are provided in order to seal the slide rings 5, 6 with respect to the sleeve 10 or the glasses 2.
  • the secondary seal B like the main seal A, comprises a pair of interacting slide rings 12, 13, one 12 of which is held in a rotationally fixed manner relative to the sleeve 10 and the other 13 is supported in a stationary manner on the glasses 2.
  • the slide rings 12, 13 are axially in through a biasing device 17 Biased towards each other so that their radial sealing surfaces 14, 15 are in sealing contact with each other when the shaft 3 is at a standstill.
  • a driver arrangement 16 is provided in order to keep the sliding ring 12 axially movable but non-rotatable relative to the sleeve 10.
  • O-rings serve to seal the slide ring 12 with respect to the sleeve 10 and the slide ring 13 with respect to the glasses 2.
  • FIG. 2 shows, in one of the sealing surfaces 7, 8 of the main seal-side sliding rings 5, 6, preferably in the sealing surface 7 of the stationary sliding ring 6, there are provided recesses or grooves 20 which are effective in conveying and which extend from a region of the sealing surface 7 between its inner and outer surfaces Extend the circumference of the plowshare outwards and open out on the outer circumference of the sealing surface 7.
  • the grooves 20 have the effect that, during operation, the liquid gas to be sealed in the housing 1 is pumped between the sealing surfaces 7, 8 in order to build up a pressure therebetween which creates a sealing gap or a cushion from the liquid gas or - due to its evaporation - from the gas phase or creates from a mixture of both, so that the sealing surfaces 7, 8 come out of contact with each other during operation.
  • the fluid in the sealing gap thereby seals the interior of the housing 1 with respect to the sealing chamber 4 except for an unavoidable, low leakage.
  • the grooves or recesses with effective conveying action are preferably so-called spiral grooves 20 with special conveying effectiveness for gases.
  • the basic structure of such grooves is known to the person skilled in the art and therefore need not be explained in more detail here. For further details, see Burgmann, Gas-Lubricated Mechanical Seals, Diverlag 1997, p. 16 - 7 -
  • spiral grooves are only effective in one direction of rotation, other groove shapes with effective conveyance in both directions of rotation can be provided in the invention. Examples of such groove shapes can also be found in Burgmann, op. Cit., Fig. 7, p. 17.
  • the task of the secondary seal B is to prevent the leakage of the main seal A that has entered the sealing chamber 4 from escaping to the outside environment. Similar to the main seal A, for this purpose in at least one of the sealing surfaces 14, 15 of the sliding rings 12, 13, preferably in the sealing surface 14 of the stationary sliding ring 13, conveying grooves or recesses 21, cf. 3, is provided in order to create a sealing gap between the sealing surfaces 14, 15 when the shaft 3 rotates, in order to cause the secondary seal B to run dry without contact.
  • the conveying grooves 21 extend from a region of the sealing surface 14 between their outer and inner circumferential boundaries in the manner of a ploughshare inward to the inner circumference of the sealing surface 14, where they open out to the atmosphere.
  • the grooves 21 can therefore pump the fluid of the atmosphere, for example air, between the sealing surfaces 14, 15, ie the pumping direction is opposite to a possible leakage from the sealing chamber 4 along the secondary seal B to the outside environment.
  • the grooves 21 are preferably gas-conveying spiral grooves similar to those of the main seal A with the same direction of rotation or grooves independent of the direction of rotation, which have already been mentioned in connection with the description of the main seal A. - 8th -
  • the funding capacity i.e. the property of the total number of grooves 20 of the main seal A to pump a certain amount of liquid gas over time between the sealing surfaces 7, 8 of the slide rings 5, 6, on the capacity of the total number of grooves 21 of the secondary seal B, the ambient medium (air) between the Pumping sealing surfaces 14, 15 of the sliding rings 12, 13, coordinated in that the latter have a significantly higher total delivery capacity for the surrounding medium compared to the total delivery capacity of the main seal-side grooves 20 for the liquid gas.
  • the number of main to secondary seal-side grooves 20, 21 is preferably in a ratio of 1: 1.5 to 1: 2.5, most preferably 1: 2.
  • the cross-sectional dimensions of the main and secondary seal-side can Grooves 20, 21 are selected so that each main seal-side groove 20 has a smaller receiving volume for the liquid gas than that of a secondary seal-side groove 21 for the ambient fluid.
  • a fluid passage 18 opening into the sealing chamber 4 is provided in the glasses 2 in order to lead the gas accumulated in the sealing chamber 4 to the outside, for example to a flaring point and to avoid excessive pressure build-up in the sealing chamber 4.
  • a mechanical seal arrangement in tandem construction comprises a secondary seal B with a twice higher number of spiral grooves 21 compared to the number of spiral grooves 20 of the main seal A.
  • the spiral seal 20 on the main seal side has a maximum depth of 10 ⁇ m, that of the secondary groove-side spiral grooves 21 is a maximum of 20 ⁇ m.
  • the mechanical seal assembly was subjected to a test for sealing liquid propane gas under a pressure of 2.3 MPa at a rotational speed of the shaft of 3600 min "1 and a temperature of 20 ° C.
  • the pressure in the seal chamber 4 was 0.08 to 0
  • the external environment was ambient air and a reduction in the leakage to the external environment compared to conventional mechanical seal arrangements by more than a power of ten to, for example, 130 ppm and less could be determined, which clearly demonstrates the effectiveness of the mechanical seal arrangement according to the invention.
  • grooves which have an effect on the delivery are only provided in one of the interacting sealing surfaces, in particular those of the rotating sliding rings of the main and secondary seals. If desired, such grooves could be included in the sealing surfaces of the stationary slide rings instead or in addition.
  • the pretensioning devices are provided on the part of the rotating slide rings, it goes without saying that an arrangement on the part of the stationary slide rings is also possible instead, which would then have to be axially movably supported on the housing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

Eine Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die Flüssiggasabdichtung, umfasst eine dem abzudichtenden Produkt (Flüssiggas) zugewandte Haupt- (A) und eine produktabgewandte Nebendichtung (B), die zwischen sich eine Dichtungskammer (4) begrenzen und als Gleitringdichtungen mit jeweils einem Paar Gleitringe (5, 6; 12, 13) ausgebildet sind. Die Gleitringe haben zusammenwirkende Dichtflächen (7, 8; 14, 15), von denen wenigstens eine fluidförderwirksame Ausnehmungen enthält, von denen die hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen an der produktbeaufschlagten umfänglichen Begrenzung der Dichtfläche (8) ausmünden. Die Fluidgesamtförderkapazität der hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen ist geringer als die der nebendichtungsseitigen Ausnehmungen, die an der von der Dichtungskammer abgewandten umfänglichen Begrenzung der Dichtfläche (15) ausmünden. Die Hauptdichtung (A) ist als berührungsfrei laufende 'Hybrid'-Gleitringdichtung konzipiert, während die Nebendichtung (B) als reine gasgeschmierte Gleitringdichtung ausgebildet ist, indem zur Schmierung nicht das verflüchtigte Flüssiggas in der Dichtungskammer, sondern die Umgebungsluft herangezogen wird.

Description

Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die Flüssiggasabdichtung
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die Flüssiggasabdichtung.
Für die Abdichtung von Flüssiggasen, d.h. leicht flüchtigen Produkten, können Gleitringdichtungsanordnungen in Doppelbauweise vorgesehen werden (vgl. z.B. EP-A-447898) , wobei in eine zwischen den haupt- und nebendichtungsseitigen Gleitringpaarungen definierte Kammer ein Sperrfluid, z.B. Dieselöl, eingeführt und unter einem Druck etwa gleich dem des abzudichtenden Flüssiggases gehalten wird. Nachteil ist der Aufwand für die Sperrfluidvorlage und die Möglichkeit einer Sperrfluidleckage in das abzudichtende Flüssiggas sowie an die Aussenumgebung. Bekannt sind ferner Gleitringdichtungsanordnungen in Tandembauweise, vgl. z.B. EP-A-363434 und 470406, für die Abdichtung leicht verdampfender Flüssigkeiten. Dazu sind die Nuten der Nebendichtung so ausgebildet und angeordnet, dass sie einen Trockenlauf der nebendichtungsseitigen Gleitringpaarung unter der in einer Dichtungskammer zwischen Haupt- und Nebendichtung anstehenden Gasphase des abzudichtenden Produktes ermöglichen, d.h. die Haupt- und Nebendichtung sind beide vom abzudichtenden Produkt "geschmiert" und die Schmierwirkung ist damit von den Verhältnissen in der Dichtungkammer abhängig. Eine nicht ausreichende Dichtspaltbildung unter ungünstigen Betriebsverhältnissen kann daher nicht ausgeschlossen werden. Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, vgl. DE-U-9407733 , bei der Nebendichtung zusätzlich zu den in die Dichtungskammer ausmündenden förderwirksamen Nuten solche vorzusehen, die zur Aussenumgebung ausmünden, um zusätzlich zum abzudichtenden Produkt Luft zwischen die Dichtflächen der nebendichtungsseitigen Gleitringpaarung zu pumpen. Damit wird zwar der Gefahr eines vorzeitigen Verschleisses der Dichtflächen durch unzureichende Dichtspaltbildung entgegengetreten, jedoch erfordert dieser Vorteil einen erhöhten baulichen Aufwand, wobei weiterhin das abzudichtende Produkt massgeblich am Aufbau des Dichtspaltes an der Nebendichtung beteiligt bleibt. Schliesslich ist aus der EP- B-297381 eine Dichtungsanordnung für die Abdichtung toxischer, nicht leicht verdampfender Flüssigkeiten mit einer spalttopfgedichteten Hauptdichtung und einer trockenlaufenden, gasgeschmierten Nebendichtung bekannt, indem diese förderwirksame Nuten aufweist, die Umgebungsluft zwischen die Dichtflächen der Gleitringpaarung pumpen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtungsanordnung der eingangs erwähnten Gattung für die Flüssiggasabdichtung mit minimierter Gasleckage an die Umgebung bei gleichzeitig vereinfachtem mechanischen Aufbau zu schaffen.
Die diese Aufgabe lösende Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die Flüssiggasabdichtung, gemass der Erfindung, mit einer dem abzudichtenden Produkt (Flüssiggas) zugewandten Haupt- und einer produktabgewandten Nebendichtung, die zwischen sich eine Dichtungskammer begrenzen und als Gleitringdichtungen mit jeweils einem Paar Gleitringe ausgebildet sind, von denen jeweils einer drehfest an einem rotierenden und der andere undrehbar an einem stationären Bauteil montierbar ist, wobei die Gleitringe zusammenwirkende Dichtflächen haben, von denen wenigstens - 3 -
eine von jedem Paar haupt- und nebendichtungsseitiger Gleitringe eine Vielzahl umfänglich verteilter, in wenigstens einer Drehrichtung fluidförderwirksame Ausnehmungen enthält , von denen die hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen an der produktbeaufschlagten umfänglichen Begrenzung der Dichtfläche ausmünden, zeichnet sich dadurch aus, dass die Fluidgesamtförderkapazität der hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen geringer als die der nebendichtungsseitigen, an der von der Dichtungskammer abgewandten umfänglichen Begrenzung der Dichtfläche ausmündenden Ausnehmungen ist.
Die Förderkapazitäten der haupt- und nebendichtungsseitigen förderwirksamen Ausnehmungen oder Nuten sind demzufolge in einer bestimmten Weise aufeinander abgestimmt. Insbesondere ist die Hauptdichtung als berührungsfrei laufende "Hybrid" - Gleitringdichtung konzipiert, deren Dichtspalt vom Flüssiggas in der flüssigen als auch gasförmigen Phase oder einer Mischphase gebildet werden kann, während die Nebendichtung als reine gasgeschmierte Gleitringdichtung ausgebildet ist, wobei zur Schmierung nicht das verflüchtigte Flüssiggas in der Dichtungskammer sondern die Umgebungsluft herangezogen wird. Die Nebendichtung umfasst dazu förderwirksame Ausnehmungen oder Nuten, die in keiner Verbindung mit der Dichtungskammer stehen und so konzipiert sind, dass sie eine ausreichende Menge an Umgebungsluft zwischen die Dichtflächen der nebendichtungsseitigen Gleitringpaarung pumpen und dort einen Dichtspalt mit aureichendem Abdichtungsdruck aufbauen können, ohne dass die Umgebungsluft in nennenswertem Umfang in die Dichtungskammer gelangt. Dazu wird bevorzugt, dass bei im wesentlichen übereinstimmender Konfiguration der Ausnehmungen, z.B. als Spiralnuten, die Anzahl der hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen und die der nebendichtungsseitigen Ausnehmungen in einem Verhältnis von vorzugsweise 1 : 2 steht und das Volumen jeder hauptdichtungsseitigen Ausnehmung gegenüber dem jeder nebendichtungsseitigen Ausnehmung herabgesetzt ist. Um den Druck in der Dichtungskammer stets geringer als den Druck des abzudichtenden Flüssiggases zu halten, sind Mittel zur Entlüftung der Dichtungskammer vorgesehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in längsgeschnittener Ansicht eine Gleitringdichtungsanordnung gemass einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 in fragmentarischer Ansicht eine der Dichtflächen der hauptdichtungsseitigen Gleitringe der Gleitringdichtungsanordnung nach Fig. 1, und
Fig. 3 in einer Ansicht ähnlich Fig. 2 eine der Dichtflächen der nebendichtungsseitigen Gleitringe der Gleitringdichtungsanordnung nach Fig. 1.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist die Abdichtung eines mit Flüssiggas (dem sog. Produkt), z.B. Propan, gefüllten Raumes, z.B. des Inneren einer Pumpe, gegenüber der Aussenatmosphäre . Die Erfindung ist jedoch auf dieses spezielle Anwendungsgebiet nicht beschränkt, sondern kann vorteilhaft immer dann eingesetzt werden, wenn es gilt, ein leicht zu Verdampfung neigendes flüssiges Produkt wirksam gegenüber der Aussenumgebung abzudichten.
In Fig. 1 betrifft das Bezugszeichen 1 ein Pumpengehäuse und das Bezugszeichen 3 eine Welle, die abgedichtet durch eine Gleitringdichtungsanordnung nach der Erfindung, durch das Gehäuse 1 nach aussen geführt ist .
Die erfindungsgemässe Gleitringdichtungsanordnung umfasst eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen A versehene produktseitige Hauptdichtung sowie eine produktabgewandte Nebendichtung, die das allgemeine Bezugszeichen B trägt. Die Haupt- und Nebendichtung A, B sind in Längsrichtung der Welle 3 hintereinander oder in Tandembauweise angeordnet und begrenzen zwischen sich axial eine Dichtungskammer 4. Beide Dichtungen A, B sind als Gleitringdichtungen mit vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, identischem Aufbau ausgebildet, die auf einer auf der Welle 3 aufgesetzten Hülse 10 angeordnet sind.
Die Hauptdichtung A umfasst einen drehfest über eine Mitnehmeranordnung 9 mit der Hülse 10 verbundenen Gleitring 5 sowie einen damit zusammenwirkenden, an einer am Gehäuse 1 befestigten Haltebrille 2 abgestützten stationären Gleitring 6. Der Gleitring 5 ist axial beweglich auf der Hülse 10 gehalten. Die Gleitringe 5, 6 haben gegenüberliegende radiale Dichtflächen 7, 8, die bei Stillstand der Welle 3 in dichtendem Eingriff miteinander gehalten sind, indem die Gleitringe 5, 6 unter der Kraft einer auf den rotierenden Gleitring 5 wirkenden Vorspanneinrichtung 11 axial gegeneinander vorgespannt sind. Dichtungselemente in Gestalt von z.B. O-Ringen sind vorgesehen, um die Gleitringe 5, 6 gegenüber der Hülse 10 bzw. der Brille 2 abzudichten.
Die Nebendichtung B umfasst, wie die Hauptdichtung A, ein Paar zusammenwirkende Gleitringe 12, 13, von denen einer 12 drehfest gegenüber der Hülse 10 gehalten ist und sich der andere 13 stationär an der Brille 2 abstützt . Die Gleitringe 12, 13 sind durch eine Vorspanneinrichtung 17 axial in Richtung aufeinander vorgespannt, so dass ihre radialen Dichtflächen 14, 15 bei Stillstand der Welle 3 in abdichtender Berührung miteinander stehen. Eine Mitnehmeranordnung 16 ist vorgesehen, um den Gleitring 12 axial beweglich jedoch drehfest gegenüber der Hülse 10 zu halten. O-Ringe dienen zur Abdichtung des Gleitringes 12 gegenüber der Hülse 10 bzw. des Gleitringes 13 gegenüber der Brille 2.
Wie Fig. 2 zeigt, sind in einer der Dichtflächen 7, 8 der hauptdichtungsseitigen Gleitringe 5, 6, vorzugsweise in der Dichtfläche7 des stationiären Gleitringes 6, förderwirksame Ausnehmungen oder Nuten 20 vorgesehen, die sich von einem Bereich der Dichtfläche 7 zwischen deren inneren und äusseren Umfangsbegrenzungen pflugscharartig nach aussen erstrecken und am äusseren Umfang der Dichtfläche 7 ausmünden. Die Nuten 20 bewirken, dass bei Betrieb das abzudichtende Flüssiggas im Gehäuse 1 zwischen die Dichtflächen 7, 8 gepumpt wird, um dazwischen einen Druck aufzubauen, der einen Dichtspalt oder ein Polster aus dem Flüssiggas oder - aufgrund von dessen Verdampfung - aus der Gasphase bzw. aus einem Gemisch von beiden schafft, so dass die Dichtflächen 7, 8 bei Betrieb ausser Berührung miteinander treten. Das Fluid im Dichtspalt dichtet dadurch das Innere des Gehäuses 1 gegenüber der Dichtungskammer 4 bis auf eine unvermeidbare, geringe Leckage ab.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, handelt es sich bei den förderwirksamem Nuten oder Ausnehmungen vorzugsweise um sog. Spiralnuten 20 mit besonderer Förderwirksamkeit für Gase. Der grundsätzliche Aufbau derartiger Nuten ist dem Fachmann bekannt und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden. Bezüglich weiterer Details kann z.B. auf Burgmann, Gasgeschmierte Gleitringdichtungen, Selbstverlag 1997, S. 16 - 7 -
ff. verwiesen werden. Während Spiralnuten nur in einer Drehrichtung förderwirksam sind, können auch andere Nutformen mit Förderwirksamkeit in beiden Drehrichtungen bei der Erfindung vorgesehen werden. Beispiele für derartige Nutformen sind ebenfalls in Burgmann, a.a.O., Bild 7, S. 17 zu finden.
Aufgabe der Nebendichtung B ist es, zu verhindern, dass die in die Dichtungskammer 4 gelangte Leckage der Hauptdichtung A an die Aussenumgebung entweichen kann. Ähnlich wie bei der Hauptdichtung A sind zu diesem Zweck in wenigstens einer der Dichtflächen 14, 15 der Gleitringe 12, 13, vorzugsweise in der Dichtfläche 14 des stationären Gleitringes 13, förderwirksame Nuten oder Ausnehmungen 21, vgl. Fig. 3, vorgesehen, um bei Drehung der Welle 3 zwischen den Dichtflächen 14, 15 einen Dichtspalt schaffen, um einen berührungslosen Trockenlauf der Nebendichtung B zu bewirken.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, erstrecken sich die förderwirksamen Nuten 21 von einem Bereich der Dichtfläche 14 zwischen deren äusseren und inneren Umfangsbegrenzungen pflugscharartig nach innen zum inneren Umfang der Dichtfläche 14, wo sie zur Atmosphäre hin ausmünden. Die Nuten 21 können daher das Fluid der Atmosphäre, z.B. Luft, zwischen die Dichtflächen 14, 15 pumpen, d.h. die Pumprichtung ist entgegengesetzt zu einer eventuellen Leckage aus der Dichtungskammer 4 längs der Nebendichtung B an die Aussenumgebung. Bei den Nuten 21 handelt es sich vorzugsweise um gasförderwirksame Spiralnuten ähnlich denen der Hauptdichtung A mit gleichem Drehsinn oder um drehrichtungsunabhängige Nuten, auf die in Verbindung mit der Beschreibung der Hauptdichtung A schon hingewiesen wurde. - 8 -
Erfindungsgemäss ist die Förderkapazität, d.h. die Eigenschaft der Gesamtzahl der Nuten 20 der Hauptdichtung A, eine bestimmte zeitlichen Menge an Flüssiggas zwischen die Dichtflächen 7, 8 der Gleitringe 5, 6 zu pumpen, auf die Förderkapazität der Gesamtzahl der Nuten 21 der Nebendichtung B, das Umgebungsmedium (Luft) zwischen die Dichtflächen 14, 15 der Gleitringe 12, 13 zu pumpen, abgestimmt, indem letztere ein wesentlich höhere Gesamtförderkapazität für das Umgebungsmedium gegenüber der Gesamtförderkapazität der hauptdichtungsseitigen Nuten 20 für das Flüssiggas haben.
Zur Erzielung unterschiedlicher Gesamtförderkapazitäten der haupt- und nebendichtungsseitigen Nuten 20, 21 bei ansonsten übereinstimmender Nutkonfiguration (z.B. Spiralnuten) kann gemass einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Anzahl an hauptdichtungsseitigen Nuten 20, vgl. Fig. 2, gegenüber der Anzahl an nebendichtungsseitigen Nuten 21, vgl. Fig. 3, wesentlich herabgesetzt sein. Vorzugsweise steht die Anzahl an haupt- zu nebendichtungsseitigen Nuten 20, 21 in einem Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 2,5, höchstvorzugsweise 1 : 2. Zusätzlich zu dieser Massnahme oder anstelle davon, können die Querschnittsabmessungen der haupt- und nebendichtungsseitigen Nuten 20, 21 so gewählt werden, dass jede hauptdichtungsseitige Nut 20 ein geringeres Aufnähmevolumen für das Flüssiggas als das einer nebendichtungsseitigen Nut 21 für das Umgebungsfluid hat.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist eine in die Dichtungskammer 4 ausmündende Fluidpassage 18 in der Brille 2 vorgesehen, um das in der Dichtungskammer 4 angesammelte Gas nach aussen, z.B. zu einer Abfackelungsstelle zu führen und einen übermässigen Druckaufbau in der Dichtungskammer 4 zu vermeiden . Beispiel :
Eine Gleitringdichtungsanordnung in Tandembauweise umfasst eine Nebendichtung B mit einer zweifach höheren Anzahl an Spiralnuten 21 gegenüber der Anzahl an Spiralnuten 20 der Hauptdichtung A. Die hauptdichtungsseitigen Spiralnuten 20 haben eine maximale Tiefe von 10 μm, die der nebendichtungsseitigen Spiralnuten 21 beträgt maximal 20 μm. Die Gleitringdichtungsanordnung wurde einem Test zum Abdichten von flüssigem Propangas unter einem Druck von 2,3 MPa bei einer Drehzahl der Welle von 3600 min"1 und einer Temperatur von 20 °C unterzogen. Der Druck in der Dichtungskammer 4 wurde zwischen 0,08 und 0,1 MPa gehalten. Bei der Aussenumgebung handelte es sich um Umgebungsluft. Es konnte eine Verringerung der Leckage an die Aussenumgebung gegenüber herkömmlichen Gleitringdichtungsanordnungen um mehr als eine Zehnerpotenz auf z.B. 130 ppm und weniger festgestellt werden, was die Wirksamkeit der erfindungsgemässen Gleitringdichtungsanordnung anschaulich belegt .
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung wurde davon ausgegangen, dass förderwirksame Nuten nur in einer der zusammenwirkenden Dichtflächen, insbesondere denen der rotierenden Gleitringe der Haupt- und Nebendichtung vorgesehen sind. Wenn erwünscht, könnten derartige Nuten anstelle davon oder zusätzlich in den Dichtflächen der stationären Gleitringe enthalten sein. Während ferner bei der vorbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Vorspanneinrichtungen seitens der rotierenden Gleitringe vorgesehen sind, versteht sich, dass anstelle davon auch eine Anordnung seitens der stationären Gleitringe möglich ist, die dann axial beweglich am Gehäuse abgestützt sein müssten.

Claims

- 10 -Ansprüche
1. Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die Flüssiggasabdichtung, mit einer dem abzudichtenden Produkt (Flüssiggas) zugewandten Haupt- und einer produktabgewandten
Nebendichtung, die zwischen sich eine Dichtungskammer begrenzen und als Gleitringdichtungen mit jeweils einem Paar Gleitringe ausgebildet sind, von denen jeweils einer drehtest an einem rotierenden und der andere undrehbar an einem stationären Bauteil montierbar ist, wobei die Gleitringe zusammenwirkende Dichtflächen haben, von denen wenigstens eine von jedem Paar haupt- und nebendichtungsseitiger Gleitringe eine Vielzahl umfänglich verteilter, in wenigstens einer Drehrichtung fluidförderwirksame Ausnehmungen enthält, von denen die hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen an der produktbeaufschlagten umfänglichen Begrenzung der Dichtfläche ausmünden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidgesamtförderkapazität der hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen (20) geringer als die der nebendichtungsseitigen, an der von der Dichtungskammer abgewandten umfänglichen Begrenzung der Dichtfläche (15) ausmündenden Ausnehmungen (21) ist.
2. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei im wesentlichen übereinstimmender Konfiguration der Ausnehmungen (20,21) die Anzahl der hauptdichtungsseitigen Ausnehmungen (20) und die der nebendichtungsseitigen Ausnehmungen (21) in einem Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 2,5, vorzugsweise 1 : etwa 2, steht .
3. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei im wesentlichen - 11 -
übereinstimmender Konfiguration der Ausnehmungen (20,21) das Volumen jeder hauptdichtungsseitigen Ausnehmung (20) gegenüber dem jeder nebendichtungsseitigen Ausnehmung (21) herabgesetzt ist.
. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hauptdichtungs- und nebendichtungsseitigen Ausnehmungen
(20,21) im wesentlichen gasförderwirksam ausgebildet sind.
5. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderwirksamkeit der Ausnehmungen (20,21) drehrichtungsunabhängig ist.
6. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt- und Nebendichtung (A,B) in Tandembauweis angeordnet sind.
7. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (18) zur Gasableitung aus der Dichtungskammer (4) .
PCT/EP1999/002483 1998-04-16 1999-04-13 Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die flüssiggasabdichtung WO1999057464A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU39267/99A AU3926799A (en) 1998-04-16 1999-04-13 Slide ring seal arrangement, especially for a liquid gas seal

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29806905U DE29806905U1 (de) 1998-04-16 1998-04-16 Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die Flüssiggasabdichtung
DE29806905.9 1998-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999057464A1 true WO1999057464A1 (de) 1999-11-11

Family

ID=8055840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1999/002483 WO1999057464A1 (de) 1998-04-16 1999-04-13 Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die flüssiggasabdichtung

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3926799A (de)
DE (1) DE29806905U1 (de)
WO (1) WO1999057464A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1637782A1 (de) * 2004-09-21 2006-03-22 AES Engineering Ltd Dichtungsgehäuse für Gleitringdichtung
CN1662761B (zh) * 2002-06-22 2010-07-28 Aes工程有限公司 密封盘

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109237039B (zh) * 2015-06-15 2019-12-24 浙江工业大学 似叠罗汉复合槽深型槽气体润滑端面机械密封结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4889348A (en) * 1987-06-10 1989-12-26 John Crane-Houdaille, Inc. Spiral groove seal system for high vapor-pressure liquids
EP0447898A2 (de) 1990-03-12 1991-09-25 John Crane, Inc. Flüssigkeitssperrabdichtung
EP0470406A1 (de) 1990-07-17 1992-02-12 John Crane, Inc. Dichtungsanordnung mit spiralförmiger Nute für Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck
DE9407733U1 (de) 1994-05-10 1994-07-07 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co, 82515 Wolfratshausen Dichtungsanordnung
US5498007A (en) * 1994-02-01 1996-03-12 Durametallic Corporation Double gas barrier seal
US5577885A (en) * 1994-06-28 1996-11-26 Abb Patent Gmbh Condensing turbine having at least two seals for sealing off the turbine casing
EP0843115A2 (de) * 1996-11-14 1998-05-20 Itt Flygt Ab Gleitringdichtung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4889348A (en) * 1987-06-10 1989-12-26 John Crane-Houdaille, Inc. Spiral groove seal system for high vapor-pressure liquids
EP0363434A1 (de) 1987-06-10 1990-04-18 Crane John Inc Dichtungsanordnung mit spiralförmiger nute für flüssigkeiten mit hohem dampfdruck.
EP0447898A2 (de) 1990-03-12 1991-09-25 John Crane, Inc. Flüssigkeitssperrabdichtung
EP0470406A1 (de) 1990-07-17 1992-02-12 John Crane, Inc. Dichtungsanordnung mit spiralförmiger Nute für Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck
US5498007A (en) * 1994-02-01 1996-03-12 Durametallic Corporation Double gas barrier seal
DE9407733U1 (de) 1994-05-10 1994-07-07 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co, 82515 Wolfratshausen Dichtungsanordnung
US5577885A (en) * 1994-06-28 1996-11-26 Abb Patent Gmbh Condensing turbine having at least two seals for sealing off the turbine casing
EP0843115A2 (de) * 1996-11-14 1998-05-20 Itt Flygt Ab Gleitringdichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1662761B (zh) * 2002-06-22 2010-07-28 Aes工程有限公司 密封盘
EP1637782A1 (de) * 2004-09-21 2006-03-22 AES Engineering Ltd Dichtungsgehäuse für Gleitringdichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AU3926799A (en) 1999-11-23
DE29806905U1 (de) 1998-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3601674C2 (de)
DE3326910A1 (de) Oelfreier rotationsverdraengungskompressor
DE3506375A1 (de) Schneckenkompressor
DE1958225A1 (de) Druckbelastete Pumpe
WO2010034601A1 (de) Anordnung mit einer wellendichtung
DE19839501A1 (de) Trockenverdichtende Schraubenspindelpumpe
DE2825616C2 (de) Lager- und Dichtungsanordnung an den Wellen einer Zahnradpumpe
EP3805570A1 (de) Kreiselpumpe zum fördern eines fluids
DE2725299A1 (de) Waelzkolbenpumpe oder -verdichter
DE29600707U1 (de) Abdichtungsanordnung
WO1999057464A1 (de) Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere für die flüssiggasabdichtung
DE20302989U1 (de) Drehkolbenpumpe
DE102017106197A1 (de) Drehvorrichtung
DE1264958B (de) Zahnradpumpe oder -motor
EP0942172B1 (de) Mehrwellenvakuumpumpe
WO1992014059A1 (de) Trockenlaufende vakuumpumpe
DE102012012443A1 (de) Motorkreiselpumpe mit einer Gleitringdichtung
DE834930C (de) Schleifringdichtung
DE4003663C2 (de) Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit gleitgelagertem, ölgekühltem Kolben
DE2700226C2 (de) Drehkolbengebläse oder -vakuumpumpe
EP1125072B1 (de) Dichtsystem für eine aus motor und getriebe bestehende antriebseinheit
DE2264874C3 (de) Kombiniertes Axial- und Radial-Gleitlager mit magnetisierbarem Schmiermittel
EP2216550B1 (de) Zahnradpumpe mit Wellendichtung
DE29510961U1 (de) Dichtungsanordnung
DE2202899C3 (de) Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolbenmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CN CU CZ DK EE ES FI GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL RO RU SD SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA