WO2006000283A1 - Dichtungsanordnung - Google Patents

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WO2006000283A1
WO2006000283A1 PCT/EP2005/005704 EP2005005704W WO2006000283A1 WO 2006000283 A1 WO2006000283 A1 WO 2006000283A1 EP 2005005704 W EP2005005704 W EP 2005005704W WO 2006000283 A1 WO2006000283 A1 WO 2006000283A1
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WO
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sealing
ring
housing
sleeve
stuffing box
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/005704
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Inventor
Wolfgang Scheuermann
Original Assignee
Solvay Fluor Gmbh
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Publication date
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    • F16J15/185—Tightening mechanisms with continuous adjustment of the compression of the packing
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    • F16J15/18—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • F16J15/24—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings with radially or tangentially compressed packing
    • 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
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings

Definitions

  • the invention relates to a sealing arrangement for sealing the transitions from moving parts to stationary parts, e.g. of rotating parts to stand ⁇ the parts, in particular for the sealing of rotating drums or waves to ste ⁇ Henden housings.
  • rotating drums or shafts to the stationary Ge housing are sealed by an axial mechanical seal or a radial throttle (stuffing box seal).
  • an axial mechanical seal working with surface pressure is preferably used.
  • Mechanical seals consist essentially of two circular planar sliding surfaces, which are pressed against each other.
  • a radial sliding surface the so-called counter-ring, in this case is firmly connected to the stationary housing, the actual sliding ring is mounted on the moving part, the rotating drum or shaft and rests on the rotating part and with a lateral radial sliding surface on Gegen ⁇ ring on.
  • distributed pressing elements e.g. Weights, springs, pneumatic cylinders
  • the disadvantages of the gland packing are e.g. the leakage rates and the limited ability to absorb radial or tumbling movements of the drum or shaft.
  • the object of the invention is to provide an improved sealing arrangement for sealing the transitions from moving parts to stationary parts.
  • the seal assembly should wear resistant and low-maintenance, work olis ⁇ free and be as free as possible from contamination, use little lubricant chen and despite tumbling or flapping movements of the moving part to ensure a reliable seal.
  • the seal according to the invention comprises as a first sealing construction a multi-part sliding ring and a flexible sleeve, which is connected to a sleeve housing
  • a packing consisting of at least one packing ring, a stuffing box gland and a gland housing,
  • fasteners e.g. Screws, springs, etc. for fixing, securing and securing the seal assembly to a non-rotating support, e.g. a housing.
  • the sealing arrangement according to the invention is applicable wherever a sealing of transitions from moving parts to stationary parts is to take place.
  • moving parts are e.g. Drums, shafts or rotors and as standing parts e.g. To look at housing or stators.
  • the sealing arrangement can be used in all fields in which gland, slide ring, labyrinth or plate seals are used. Possible applications are e.g. Drums, rotary kilns, screw conveyors, agitators, pumps, fans, valves, Arma ⁇ doors etc. to call.
  • the sealing arrangement according to the invention can be used, for example, for sealing the transitions at the incident and failure housing of a rotary kiln.
  • the product discharge side of a rotary kiln is sealed with the seal according to the invention.
  • a rotary kiln which is used for the production of hydrogen fluoride is sealed with the sealing arrangement according to the invention on the product space side.
  • the assembly of the seal assembly is uncomplicated due to the simplicity of the construc tion and the small number of components.
  • the first sealing structure, the multi-part, preferably three-part sliding ring is arranged around the moving part so that the sliding ring segments with its inner surface, the axial sealing surface, lie positively on the moving part and bear with a radial side, the radial sealing surface, on the stationary part.
  • self-lubricating materials are suitably used.
  • sintered materials such as gray cast iron, gunmetal or bronze can be used to make the slip ring.
  • plastics in particular those which have self-lubricating properties, are also conceivable as the material for the sliding ring.
  • the sliding ring segments are pressed onto the moving part via their outer surface by means of a flexible sleeve which is acted upon by a pressure medium. This results in a primary axial sealing of the transition from the moving part to the stationary part.
  • a pressure medium By this pressing by means of the cuff is achieved gleich ⁇ time that the axial joints of the split seal ring are sealed.
  • the sleeve itself is pressed with a radial sealing surface to the stationary part, so that there is an additional secondary radial seal.
  • the material used for the sleeve is a flexible, pressure-resistant and chemikalbe ⁇ resistant material, preferably high temperature resistant elastomer, for.
  • the sleeve is arranged on the sleeve housing form-fitting and pressure-tight.
  • the flexible, inflatable sleeve is vulcanized onto the metallic sleeve housing.
  • the cuff and cuff housing may also be multi-piece, e.g. be executed in two parts.
  • This embodiment e.g. in the form of half shells has advantages in terms of assembly or disassembly.
  • the use of a one-piece or a split sleeve depends on the particular application.
  • the cuff is pressurized with a pressure medium via Einlas ⁇ se, z. B. holes that are placed in the sleeve housing.
  • the air or inert gas for example nitrogen, hydrogen or noble gases used alone or as a mixture.
  • compressed air is used.
  • the necessary contact pressure or the contact pressure can be chosen arbitrarily taking into account the sleeve material and adjusted by means of known pressure regulator.
  • a contact pressure of 0.1 to 0.3 bar, preferably 0.1 to 0.2 bar, has proven to be suitable in the embodiment chosen by us. In a preferred embodiment, the contact pressure is 0.15 bar ..
  • the sleeve housing is releasably connected to the carrier of the entire seal assembly or with the standing part.
  • the material of the sleeve housing is not essential to the invention, different materials are possible.
  • the sleeve housing is made of steel.
  • the stuffing box gasket usually consists of at least one packing ring, a stuffing box gland and a stuffing box housing.
  • the package, i. the packing ring or the packing rings are inserted into the stuffing box housing.
  • the materials used for the components of the gland packing are all materials which are suitable for the respective applications, operating conditions and media.
  • the gland packing is arranged so that not only the packing rings, but also the multi-part slide ring of the first sealing construction can be easily assembled or disassembled.
  • glands for receiving lubricant and / or barrier medium are introduced.
  • the stuffing box gasket is positively connected to the first sealing construction in such a way that the radial joints of the divided sliding ring are sealed or the sliding ring with its radial sealing surface is pressed against the stationary part (primary radial seal) and thus simultaneously secured against axial displacement ,
  • the radial joints of the seal ring are sealed in particular by the adjacent packing ring.
  • the packing ring rests radially on the sliding ring and is fixed radially on its opposite side by means of the stuffing box gland and axially by the gland housing in which the packing is inserted.
  • the stuffing box housing is positively and releasably connected to the gland and the sleeve housing verbun ⁇ .
  • the stuffing box is expediently in several parts, preferably in two parts. Thus, the assembly and disassembly of the seal assembly is simplified.
  • the stuffing box gland is detachably connected axially to the stuffing box housing.
  • the Stopfbuchs ⁇ housing is also releasably connected to the sleeve housing.
  • the contact pressure of the multi-part seal ring of the first seal construction by means of the pressurized sleeve in addition to the positive contact pressure of the axial sealing surface is achieved by the sealing arrangement according to the invention a self-centering of the entire sealing system to the moving part.
  • a precise alignment of the stationary part with the axis of the moving part can be achieved by pressurization of the sleeve and, associated therewith, by pressing on the sliding ring.
  • the sealing arrangement is used, for example, to seal the drum of a rotary kiln, the radial forces occurring during the heating phase, due to the radial displacement of the drum axis, are reduced by the first sealing structure to the failure housing secured to disk springs or to the stuffing box housing transmitted to the second sealing construction.
  • the radial forces are thus absorbed only by the disc springs themselves and not by the gland packing, in particular not by the packing rings.
  • the endeavoraustragsei ⁇ te a rotary kiln for the production of hydrogen fluoride was sealed with the seal assembly.
  • the rotary kiln had a length of 30 m.
  • elongations of up to 150 mm were absorbed and compensated for by the sealing arrangement without any problems.
  • the flexible sleeve was pressed with ei ⁇ nem contact pressure of 0.15 bar ü on the slide ring.
  • the multi-part sliding ring was arranged in a form-fitting manner with its inner surface around the rotating drum, whereby a radial sealing surface of the sliding ring bears against the stationary part (failure housing).
  • the flexible sleeve which encloses the sliding ring, was pressurized with compressed air via the inlets in the sleeve housing and pressed onto the sliding ring.
  • both an axial and a radial sealing effect was achieved because the flexible sleeve also acts in the direction of the failure housing.
  • a stuffing box seal was fitted to the sliding ring, fixed with fastening elements and detachably connected to the sleeve housing and thus also to the failure housing.
  • gland packing, gasket, boot housing and gland packing seal assembly of the present invention less stress the gland packing than previously thought.
  • a further advantage of the sealing arrangement is that the degree of contamination in the vicinity of the sealing arrangement, for example by dust, lubricants, gases or vapors, is greatly reduced. For example, the lubricant consumption can be reduced to about 4% of the amount previously used. Due to the simple construction or the small number of necessary components, the assembly, maintenance and repair costs can be significantly reduced. The simple design allows, for example, the assembly or disassembly of the split Gleit ⁇ ring or packing rings, without the standing part must be reduced. The maintenance of the sealing arrangement is considerably simplified since, for example, the stuffing box Two-piece goggles and the stuffing box is releasably connected to the sleeve housing or the stationary part.
  • the seal assembly according to the invention shows such a good sealing effect that no entry or only a very small entry of air or lubricant from the outside is possible in the product space, so that product contamination or even product change can be almost eliminated. Due to the simple construc tion and the high sealing effect of the seal assembly according to the invention no further structurally complex attachments or bearings of the moving and the stationary part are necessary and necessary.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of the seal assembly for a rotary kiln for the production of hydrogen fluoride, wherein the rotary kiln outlet and the Dichtungs ⁇ arrangement, which is connected to the failure housing, are shown.
  • the multi-part seal ring (4) is arranged with its axial sealing surface around the outlet pipe (2), wherein a radial sealing surface bears against the stationary failure housing (3).
  • the combination sleeve (5) - sleeve housing (6) is ange ⁇ to the sliding ring (4) ange ⁇ arranged that the sleeve (5) completely surrounds the sliding ring (4).
  • the sleeve housing (6) is detachably connected to the failure housing housing (3) in a form-fitting manner.
  • the failure housing (3) is fixed with disc springs, ie "floating" (not shown in the drawing) .
  • the segments of the multi-part seal (4) are in the direction of the exit plate (1) by means of two packing rings (7) secured against radial displacement or
  • the two-part gland (8) is arranged so that it axially fixes the packing rings (7) and the sliding ring (4) and presses radially against the failure housing (3) (7) are inserted, is releasably connected to the sleeve housing (6) and releasably connected to the failure housing (3) .
  • the sleeve housing (6) at least one bore (10) is arranged, through which the pressure medium onto the vulcanized rubber sleeve The force exerted presses the sliding ring (4) positively and non-positively onto the rotating outlet pipe (2) .
  • At least one bore (11) in the gland housing (9) and at least one bore hole (11) ng (12) in the stuffing box gland (8) is provided for receiving lubricant and /
  • Outlet plate of the rotary kiln 2 Outlet pipe 3 Failure housing 4 Multi-part seal ring 5 Cuff 6 Sleeve housing 7 Packing rings 8 Gland packing 9 Gland housing 10 bore for receiving the pressure medium 11 bore for receiving lubricating or blocking medium 12 bore for receiving lubricating or blocking medium

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine verschleiß- und wartungsarme Dichtungsanordnung zum Abdichten von Übergängen zwischen sich bewegenden Teilen (2) zu stehenden Teilen (3). Die Dichtungsanordnung umfaßt einen mehrteiligen Gleitring (4), der um das sich bewegende Teil angeordnet ist und mit einer radialen Seite am stehenden Teil anliegt. Der Gleitring wird mittels einer druckbeaufschlagten flexiblen Manschette (5) auf das drehende Teil gepreßt, mit einer an sich bekannten Stopfbuchsdichtung (7, 8, 9) fixiert und gegen axiales verschieben gesichert.

Description

Solvay Fluor GmbH 30173 Hannover
Dichtungsanordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen, z.B. von sich drehenden Teilen zu stehen¬ den Teilen, insbesondere zur Abdichtung von rotierenden Trommeln oder Wellen zu ste¬ henden Gehäusen.
Üblicherweise werden sich drehende Trommeln oder Wellen zum stehenden Ge¬ häuse durch eine axiale Gleitringdichtung oder eine radiale Drossel (Stopfbuchsdichtung) abgedichtet. Zur Abdichtung der Übergänge der rotierenden Trommel zum stehenden Gehäuse wird vorzugsweise eine mit Flächenpressung arbeitende axiale Gleitringdichtung eingesetzt.
Gleitringdichtungen bestehen im Wesentlichen aus zwei kreisförmigen ebenen Gleitflächen, die gegeneinander gepreßt werden. Eine radiale Gleitfläche, der sogenannte Gegenring, ist hierbei fest mit dem ruhendem Gehäuse verbunden, der eigentliche Gleit¬ ring, ist auf dem sich bewegenden Teil, der rotierenden Trommel oder Welle befestigt und liegt auf dem rotierenden Teil auf und mit einer seitlichen radialen Gleitfläche am Gegen¬ ring an. Mit auf den Umfang der Gleitfläche des Gegenrings verteilten Anpreßelementen, z.B. Gewichten, Federn, Pneumatikzylindern werden die beiden radialen Gleitflächen fest aufeinander gepreßt.
Der Nachteil dieser Gleitringdichtungen liegt vor allem darin, daß axiale und größe¬ re radiale Bewegungen bzw. Taumelbewegungen der Trommel oder Welle nicht ohne weiteres aufgenommen werden können, insbesondere dann, wenn die axialen Bewegun¬ gen, z.B. durch das Aufheizen der Trommel oder der Welle sehr groß sind.
Ursache dieser Probleme sind die starken Reibungskräfte, die auf Grund der Drehbewegung und der Flächenpressung entstehen und die die Gleitflächen gegeneinan¬ der verschieben. Dadurch werden die Dichtungsflächen verkleinert oder ganz wegge¬ nommen. Ein weiterer Aspekt sind die nicht immer planparallel stehenden Gleitflächen, als Folge der separaten Befestigung des stehenden Dichtungsteils (Gegenring) in Verbin- dung mit größeren axialen bzw. Taumelbewegungen des rotierenden Dichtungsteils (Gleitring). Zur Herabsetzung der Reibung werden üblicherweise Gleit- bzw. Schmiermit¬ tel, die gleichzeitig als Sperrmedium dienen, eingesetzt.
Die nachteiligen Folgen dieser genannten Probleme sind großer Verschleiß, hoher Schmiermittelverbrauch, hoher Wartungsaufwand, hohe Kosten und nicht zuletzt das Ver¬ sagen der Gleitringdichtungen.
Die Nachteile der Stopfbuchsdichtung sind z.B. die Leckraten und die nur begrenz¬ te Fähigkeit, radiale bzw. Taumelbewegungen der Trommel oder Welle aufzunehmen.
Die Folgen sind denen der Gleitringdichtungen ähnlich, auch hier steht am Ende das Versagen der Stopfbuchsdichtungen.
Bei thermischen Prozessen entstehen oftmals Gase, die nicht in die Umwelt ent¬ weichen sollten. Undichtigkeiten sind daher nicht tolerierbar. Eine zuverlässige Abdich¬ tung der Übergänge von sich bewegenden zu stehenden Teilen, inbesondere von sich drehenden Trommeln oder Wellen zu stehenden Gehäusen ist daher unerlässlich.
Die DE 40 35 129 A1 beschreibt eine selbstragende und schwimmende Gleitring¬ dichtung, wobei die Dichtungsflächen formschlüssig miteinander in Eingriff stehen, eine Profilierung aufweisen und unter Axialdruck gehalten werden. Diese Konstruktion ist ma¬ terialaufwendig und in ihrem Aufbau kompliziert und daher nicht wartungsfreundlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen bereit¬ zustellen. Die Dichtungsanordnung soll verschleiß- und wartungsarm abdichten, störungs¬ frei arbeiten und möglichst frei von Verschmutzungen sein, wenig Schmiermittel verbrau¬ chen und trotz Taumel- oder Schlagbewegungen des sich bewegenden Teiles eine zuver¬ lässige Abdichtung gewährleisten. Außerdem soll die axiale und radiale Ausdehnung des sich bewegenden Teiles auf Grund von Temperatureinwirkung aufgenommen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dichtungsanordnung, die aus einer ersten und einer zweiten Abdichtungskonstruktion besteht. Die erfindungsgemäße Abdichtung umfaßt als erste Abdichtungskonstruktion einen mehrteiligen Gleitring und eine flexible Manschette, die mit einem Manschettengehäuse verbunden ist
und als zweite Abdichtungskonstruktion eine Packung, bestehend aus mindestens einem Packungsring, eine Stopfbuchsbrille und ein Stopfbuchsgehäuse,
sowie Befestigungselemente, z.B. Schrauben, Federn usw. zum fixieren, sichern und befestigen der Dichtungsanordnung an einem nicht drehendem Träger, z.B. einem Gehäuse.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist überall dort anwendbar, wo eine Abdichtung von Übergängen von sich bewegenden Teilen zu stehenden Teilen erfolgen soll. Als sich bewegende Teile sind z.B. Trommeln, Wellen oder Rotoren und als stehende Teile z.B. Gehäuse oder Statoren anzusehen. Insbesondere kann die Dichtungsanord¬ nung auf allen Gebieten eingesetzt werden, in denen Stopfbuchs-, Gleitring-, Labyrinth¬ oder Lamellendichtungen verwendet werden. Als mögliche Anwendungsbereiche sind z.B. Trommeln, Drehöfen, Förderschnecken, Rührwerke, Pumpen, Ventilatoren, Ventile, Arma¬ turen usw. zu nennen.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung kann beispielsweise zum Abdichten der Übergänge am Einfall- und Ausfallgehäuse eines Drehofens eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform wird die Produktaustragseite eines Drehrohrofens mit der erfindungsgemäßen Dichtung abgedichtet.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Drehrohrofen, der zur Herstellung von Fluorwasserstoff Anwendung findet, mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung an der Produktraumseite abgedichtet.
Die Montage der Dichtungsanordnung ist auf Grund der Einfachheit der Konstruk¬ tion und der geringen Zahl der Bauteile unkompliziert. Die erste Abdichtungskonstruktion, der mehrteilige, vorzugsweise dreigeteilte Gleitring wird um das sich bewegende Teil so angeordnet, daß die Gleitringsegmente mit ihrer Innenfläche, der axialen Dichtfläche, formschlüssig auf dem sich bewegende Teil aufliegen und mit einer radialen Seite, der radialen Dichtfläche, an dem stehenden Teil anliegen.
Als Material für den Gleitring werden zweckmäßigerweise selbstschmierende Ma¬ terialien verwendet. Beispielweise können gesinterte Materialien, wie Grauguss, Rotguss oder Bronze zur Herstellung des Gleitringes verwendet werden. In speziellen Anwen¬ dungsfällen sind auch Kunststoffe, insbesondere solche die selbstschmierende Eigen¬ schaften besitzen als Material für den Gleitring denkbar.
Die Gleitringsegmente werden über ihre Außenfläche mittels einer mit einem Druckmedium beaufschlagten flexiblen Manschette auf das sich bewegende Teil ge- presst. Damit erfolgt eine primäre axiale Abdichtung des Übergangs von sich bewegen¬ den Teil zu stehenden Teil. Durch dieses Anpressen mittels der Manschette wird gleich¬ zeitig erreicht, daß die axialen Fugen des geteilten Gleitringes abgedichtet werden. Zu¬ sätzlich wird die Manschette selbst mit einer radialen Dichtfläche an das stehende Teil gepresst, so daß hier eine zusätzliche sekundäre radiale Abdichtung erfolgt.
Als Material für die Manschette wird ein flexibles, druckfestes und chemikalienbe¬ ständiges Material, vorzugsweise hochtemperaturbeständiges Elastomer, z. B. Fluorkoh¬ lenwasserstoff-Elastomer (Viton) oder Gummi verwendet.
Die Manschette ist an dem Manschettengehäuse formschlüssig und druckdicht angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die flexible, aufblähbare Manschet¬ te auf das metallische Manschettengehäuse aufvulkanisiert.
Die Manschette und das Manschettengehäuse können auch mehrteilig, z.B. zweiteilig ausgeführt sein. Diese Ausführungsform z.B. in Form von Halbschalen weist Vorteile bezüglich Montage oder Demontage auf. Die Verwendung einer einteiligen oder einer geteilten Manschette hängt von dem jeweiligen Anwendungsfall ab.
Die Beaufschlagung der Manschette mit einem Druckmedium erfolgt über Einlas¬ se, z. B. Bohrungen, die im Manschettengehäuse eingebracht sind.
.Als Druckmedium sind alle geigneten Druckmedien denkbar, vorzugsweise wer¬ den Luft oder Inertgas, z.B. Stickstoff, Wasserstoff oder Edelgase allein oder als Gemisch verwendet. Bevorzugt wird Druckluft verwendet. Der notwendige Anpreßdruck bzw. die Anpreßkraft kann unter Berücksichtigung des Manschettenwerkstoffes beliebig gewählt werden und mittels bekannter Druckregler eingestellt werden. Ein Anpreßdruck von 0,1 bis 0,3 bar ü, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 bar ü hat sich bei dem von uns gewählten Ausführungsbeispiel als geeignet erwiesen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anpreßdruck 0,15 bar ü..
Das Manschettengehäuse ist mit dem Träger der gesamten Dichtungsanordnung bzw. mit dem stehenden Teil lösbar verbunden. Das Material des Manschettengehäuses ist nicht erfindungswesentlich, es sind unterschiedliche Materialien möglich. In der von uns bevorzugten Ausführungsform ist das Manschettengehäuse aus Stahl gefertigt.
Als von der Produktseite her gesehene zweite Abdichtung wird eine konventionel¬ le Stopfbuchsdichtung verwendet. Die Stopfbuchsdichtung besteht üblicherweise aus mindestens einem Packungsring, einer Stopfbuchsbrille und einem Stopfbuchsgehäuse. Die Packung, d.h. der Packungsring bzw. die Packungsringe werden in das Stopfbuchs¬ gehäuse eingelegt. Als Werkstoff für die Komponenten der Stopfbuchsdichtung sind alle Materialien verwendbar, die für die jeweiligen Einsatzfälle, Betriebsbedingungen und Me¬ dien geeignet sind.
Die Stopfbuchsdichtung ist so angeordnet, daß nicht nur die Packungsringe, son¬ dern auch der mehrteilige Gleitring der ersten Abdichtungskonstruktion einfach montiert bzw., demontiert, werden können. Im Stopfbuchsgehäuse und in der Stopfbuchsbrille sind Bohrungen zur Aufnahme von Schmier- und/oder Sperrmedium eingebracht.
Die Stopfbuchsdichtung ist derart mit der ersten Abdichtungskonstruktion form¬ schlüssig verbunden, daß die radialen Fugen des geteilten Gleitringes abgedichtet wer¬ den bzw. der Gleitring mit seiner radialen Dichtfläche gegen das stehende Teil gepresst (primäre radiale Abdichtung) und so gleichzeitig gegen axiales Verschieben gesichert wird. Die radialen Fugen des Gleitringes werden insbesondere durch den anliegenden Packungsring abgedichtet. Der Packungsring liegt radial am Gleitring an und wird an sei¬ ner gegenüberliegenden Seite radial mittels der Stopfbuchsbrille und axial durch das Stopfbuchsgehäuse, in dem die Packung eingelegt ist, fixiert. Das Stopfbuchsgehäuse ist formschlüssig und lösbar mit der Stopfbuchsbrille und dem Manschettengehäuse verbun¬ den. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß der mehrteilige Gleitring, die Dich¬ tungsmanschette sowie das Manschettengehäuse formschlüssig an das feststehende Gehäuse angepreßt werden. Damit wird gleichzeitig ein radiales Auseinanderschieben bzw. Wegdriften des Gleitringes verhindert. Durch die Stopfbuchsdichtung wird eine zusätzliche, sekundäre axiale Abdichtung zwischen Produktraum und Atmosphäre hergestellt bzw. gewährleistet.
Die Stopfbuchsbrille ist zweckmäßigerweise mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig. Damit wird die Montage bzw. Demontage der Dichtungsanordnung vereinfacht. Die Stopfbuchsbrille ist lösbar axial mit dem Stopfbuchsgehäuse verbunden. Das Stopfbuchs¬ gehäuse ist mit dem Manschettengehäuse ebenfalls lösbar verbunden.
Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung die Anpressung des mehrteiligen Gleitringes der ersten Abdichtungskonstruktion mittels der druckbeaufschlagten Manschette neben der formschlüssigen Anpressung der axialen Dichtfläche auch eine Selbstzentrierung des gesamten Abdichtungssystems um das sich bewegende Teil erreicht wird. Somit ist bereits während der Montage eine genaue Aus¬ richtung des stehenden Teiles zur Achse des bewegenden Teiles durch Druckbeauf¬ schlagung der Manschette und damit verbunden durch Anpressung des Gleitringes mög¬ lich.
Auf Grund der „schwimmenden" Lagerung der Gleitringsegmente können große radiale Schwankungen und Taumelbewegungen abgefangen und ausgeglichen wer¬ den. So können radiale Schwankungen von mehreren Millimetern, z.B. 3 bis 5 mm ausge¬ glichen werden. Neben den schon außergewöhnlich großen radialen Toleranzen können Längenausdehnungen auf Grund von Temperaturschwankungen nahezu unbegrenzt ausgeglichen werden. So können z.B. Längenausdehnungen im Bereich von bis zu 15 cm ohne weiteres ausgeglichen werden.
Es wurde weiterhin gefunden, daß insbesondere durch die erste Abdichtkonstruk¬ tion sehr große Radialkräfte vom sich bewegenden Teil auf die zweite Abdichtungskon¬ struktion bzw. auf das stehende Teil übertragen werden. Werden für die Befestigung des Marischettengehäuses bzw. des stehenden Teiles Elemente verwendet, die die radialen Bewegungen der ersten Abdichtungskonstruktion aufnehmen können, z.B. Teller- oder Spiralfedern, läßt sich die radiale Toleranz sogar noch erhöhen. Durch die Möglichkeit der ständigen Zentrierung der so befestigten Dichtungsanordnung bzw. des stehenden Teils um die Achse des sich bewegenden Teils wird zuerst diese Toleranz voll ausgeschöpft, so daß man von einer komplett „schwimmenden" Dichtungsanordnung sprechen kann. Wird die Dichtungsanordnung beispielsweise zum Abdichten der Trommel eines Drehofens eingesetzt, so werden die während der Aufheizphase auftretenden Radialkräf¬ te, bedingt durch die radiale Verschiebung der Trommelachse, durch die erste Abdich¬ tungskonstruktion auf das mit Tellerfedern befestigte Ausfallgehäuse bzw. auf das Stopf¬ buchsgehäuse der zweiten Abdichtungskonstruktion übertragen. Die Radialkräfte werden damit nur von den Tellerfedern selbst und nicht von der Stopfbuchsdichtung, insbesonde¬ re nicht von den Packungsringen aufgenommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde die Produktaustragsei¬ te eines Drehrohrofens zur Herstellung von Fluorwasserstoff mit der Dichtungsanordnung abgedichtet. Der Drehrohrofen hatte eine Länge von 30 m. Während der Aufheizphase der Trommel wurden Längenausdehnungen bis zu 150 mm ohne Probleme von der Dich¬ tungsanordnung aufgenommen und ausgeglichen. Die flexible Manschette wurde mit ei¬ nem Anpreßdruck von 0,15 bar ü auf den Gleitring gepreßt. Der mehrteilige Gleitring wur¬ de formschlüssig mit seiner Innenfläche um die sich drehende Trommel angeordnet, wo¬ bei eine radiale Dichtfläche des Gleitringes am stehenden Teil (Ausfallgehäuse) anliegt. Die flexible Manschette, die den Gleitring umschließt, wurde über die Einlasse im Man¬ schettengehäuse mit Druckluft beaufschlagt und auf den Gleitring gepreßt. Damit wurde sowohl eine axiale als auch eine radiale Dichtwirkung erzielt, da die flexible Manschette auch in Richtung Ausfallgehäuse wirkt. Zur Verstärkung der Dichtwirkung und zur Siche¬ rung des Gleitringes gegen axiales Verschieben wurde eine Stopfbuchsdichtung an den Gleitring anliegend montiert, mit Befestigungselementen fixiert und lösbar mit dem Man¬ schettengehäuse und somit auch mit dem Ausfallgehäuse verbunden.
Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung aus geteiltem Gieitring, Dichtungsmanschette, Manschettengehäuse und Stopfbuchsdichtung, die Stopfbuchsdichtung weniger beansprucht wird als bislang angenommen.
Ein weiterer Vorteil der Dichtungsanordnung liegt darin, daß der Verschmutzungs¬ grad in der Umgebung der Dichtungsanordnung, z.B. durch Staub, Schmiermittel, Gase oder Dämpfe sehr stark herabgesetzt wird. So kann beispielsweise der Schmiermittel¬ verbrauch auf ca. 4% der bisher eingesetzten Menge reduziert werden. Auf Grund der einfachen Konstruktion bzw. der geringen Anzahl der notwendigen Bauteile können die Montage-, Wartungs- und Instandhaltungskosten erheblich gesenkt werden. Die einfache Konstruktion ermöglicht beispielsweise die Montage oder Demontage des geteilten Gleit¬ ringes oder der Packungsringe, ohne daß das stehende Teil abgebaut werden muß. Die Wartung der Dichtungsanordnung ist wesentlich vereinfacht, da beispielsweise die Stopf- buchsbrille zweiteilig und das Stopfbuchsgehäuse mit dem Manschettengehäuse bzw. dem stehenden Teil lösbar verbunden ist. Bei Verwendung von einteiligen geschlossenen Manschetten- oder Stopfbuchsgehäusen werden zusätzliche Abdicht- oder Durchgangs¬ stellen vermieden. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zeigt eine so gute Dicht¬ wirkung, daß kein Eintrag oder nur ein sehr geringer Eintrag von Luft oder Schmiermittel von außen in den Produktraum möglich ist, so daß eine Produktverunreinigung oder sogar Produktveränderung nahezu ausgeschlossen werden kann. Durch die einfache Konstruk¬ tion und die hohe Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind keine weiteren konstruktiv aufwendigen Befestigungen oder Lagerungen des sich bewegenden und des stehenden Teils notwendig und erforderlich.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einerZeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt der Dichtungsanordnung für einen Drehrohrofen zur Herstellung von Fluorwasserstoff, wobei der Drehrohrofen-Auslauf und die Dichtungs¬ anordnung, die mit dem Ausfallgehäuse verbunden ist, dargestellt sind.
Der mehrteilige Gleitring (4) ist mit seiner axialen Dichtfläche um das Auslaufrohr (2) angeordnet, wobei eine radiale Dichtfläche am stehenden Ausfallgehäuse (3) anliegt. Die Kombination Manschette (5) - Manschettengehäuse (6) ist zum Gleitring (4) so ange¬ ordnet, daß die Manschette (5) den Gleitring (4) vollständig umschließt. Das Manschet¬ tengehäuse (6) ist mit dem Ausfallgehäusegehäuse (3) formschlüssig lösbar verbunden. Das Ausfallgehäuse (3) ist mit Tellerfedern befestigt, d.h. „schwimmend" gelagert (nicht auf der Zeichnung dargestellt). Die Segmente des mehrteiligen Gleitringes (4) sind in Richtung Auslaufschild (1) mittels zweier Packungsringe (7) gegen radiales Verschieben gesichert bzw. radial abgedichtet. Die zweiteilige Stopfbuchsbrille (8) ist so angeordnet, daß sie die Packungsringe (7) und den Gleitring (4) axial fixiert und radial an das Ausfall¬ gehäuse (3) anpresst. Das Stopfbuchsgehäuse (9), in dem die Packungsringe (7) einge¬ legt sind, ist mit dem Manschettengehäuse (6) formschlüssig und mit dem Ausfallgehäuse (3) lösbar verbunden. Im Manschettengehäuse (6) ist mindestens eine Bohrung (10) an¬ geordnet, durch die das Druckmedium auf die aufvulkanisierte Gummimanschette (5) ge¬ langt. Die ausgeübte Kraft drückt den Gleitring (4) form- und kraftschlüssig auf das sich drehende Auslaufrohr (2). Mindestens eine Bohrung (11) im Stopfbuchsgehäuse (9) und mindestens eine Bohrung (12) in der Stopfbuchsbrille (8) ist zur Aufnahme von Schmier- und/oder Sperrmedium vorgesehen. Bezugszeichenaufstellung:
1 Auslaufschild des Drehrohrofens 2 Auslaufrohr 3 Ausfallgehäuse 4 mehrteiliger Gleitring 5 Manschette 6 Manschettengehäuse 7 Packungsringe 8 Stopfbuchsbrille 9 Stopfbuchsgehäuse 10 Bohrung zur Aufnahme des Druckmediums 11 Bohrung zur Aufnahme von Schmier- oder Sperrmedium 12 Bohrung zur Aufnahme von Schmier- oder Sperrmedium

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungsanordnung zum Abdichten der Übergänge von sich bewegenden Tei¬ len zu stehenden Teilen, gekennzeichnet durch eine erste Abdichtungskonstruktion umfassend einen mehrteiligen Gleitring (4) und eine flexible Manschette (5), die mit einem Manschetteηgehäuse (6) verbunden ist und eine zweite Abdichtungskonstruktion umfassend eine Packung, bestehend aus mindestens einem Packungsring (7), ein Stopfbuchsgehäuse (9) und eine Stopfbuchsbril¬ le (8) sowie Befestigungselemente zum fixieren und sichern der Dichtungsanordnung an dem stehenden Teil (3), wobei die Abdichtungskonstruktionen um das sich drehende Teil (2) angeordnet sind, formschlüssig und lösbar miteinander verbunden sind und mit einer radialen Dicht¬ fläche an dem stehenden Teil (3) anliegt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß a) der mehrteilige Gleitring (4) formschlüssig mit seiner Innenfläche um das sich¬ bewegende Teil (2) angeordnet ist und mit einer radialen Fläche am stehenden Teil (3) anliegt, b) die flexible Manschette (5), welche formschlüssig und druckdicht am Manschet¬ tengehäuse (6) befestigt ist, den Gleitring (4) umschließt und auf die Außenseite des Gleitringes (4) gepreßt wird, c) das Manschettengehäuse (6) mit dem stehenden Teil (3) lösbar verbunden ist und Einlasse, z.B. Bohrungen (10) zur Aufgabe des Druckmediums, aufweist, d) mindestens ein Packungsring (7) um das sich bewegende Teil angeordnet ist und radial an dem Gleitring (4) anliegt , wobei der Packungsring (7) mittels Stopfbuchsge¬ häuse (9), Stopfbuchsbrille (8) und Befestigungselementen formschlüssig fixiert ist und den Gleitring (4) gegen axiales Verschieben sichert.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrteiliger Gleitring aus selbstschmierendem Material, vorzugsweise gesintertem Mate¬ rial, z.B. Grauguß, Rotguß oder Bronze oder Kunststoffen, eingesetzt wird.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreigeteilter Gleitring eingesetzt wird.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette aus flexiblen, druckfesten, temperatur- und chemikalienbeständigem Material, z.B. Fluorkohlenwasserstoff-Elastomer oder Gummi gefertigt ist.
6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß Man¬ schette und Manschettengehäuse mehrgeteilt sind.
7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stopf¬ buchsbrille und das Stopfbuchsgehäuse mehrgeteilt sind.
8. Verfahren zum Abdichten der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu ste¬ henden Teilen, insbesondere zur Abdichtung von rotierenden Trommeln oder Wellen zu stehenden Gehäusen, dadurch gekennzeichnet, daß a) ein mehrteiliger Gleitring (4) formschlüssig mit seiner Innenfläche um das sich bewegende Teil (2) angeordnet wird, wobei eine radiale Gleitfläche am stehenden Teil (3) anliegt, eine den Gleitring (4) umschließende flexible Manschette (5), welche formschlüs¬ sig und druckdicht an einem Manschettengehäuse (6) befestigt ist, über Einlasse Z.B.Bohrungen (10) im Manschettengehäuse (6) mit einem Druckmedium beaufschlagt wird und auf die Außenseite des Gleitringes gepreßt wird, b) das Manschettengehäuse (6) mit dem stehenden Teil (3) lösbar verbunden wird und c) zur Sicherung des Gleitringes (4) gegen radiales Verschieben eine Stopfbuchs¬ dichtung, um das sich bewegende Teil (2) angeordnet wird, indem mindestens ein Pa¬ ckungsring (7) am Gleitring (4) anliegt und der Packungsring (7) mittels Stopfbuchsbrille (8), Stopfbuchsgehäuse (9) und Befestigungselementen formschlüssig fixiert wird und die Stopfbuchsdichtung lösbar mit dem Manschettengehäuse (6) verbunden wird.
9. Verfahren zum Abdichten der Übergänge von sich bewegenden Teilen zu ste¬ henden Teilen gemäß Anspruch 8 insbesondere zum Abdichten der Produktaustragseite eines Drehrohrofens, vorzugsweise zum Abdichten der Produktaustragseite eines Dreh¬ rohrofens zur Herstellung von Fluorwasserstoff .
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