WO2008087043A1 - Gehäuse mit kolbenring als wellendichtung, insbesondere für eine mühle zum mahlen oder zum mahltrocknen organischer rohstoffe - Google Patents

Gehäuse mit kolbenring als wellendichtung, insbesondere für eine mühle zum mahlen oder zum mahltrocknen organischer rohstoffe Download PDF

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WO2008087043A1
WO2008087043A1 PCT/EP2008/000390 EP2008000390W WO2008087043A1 WO 2008087043 A1 WO2008087043 A1 WO 2008087043A1 EP 2008000390 W EP2008000390 W EP 2008000390W WO 2008087043 A1 WO2008087043 A1 WO 2008087043A1
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housing
shaft
piston ring
housing according
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PCT/EP2008/000390
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Inventor
Andreas Wesling
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Claudius Peters Technologies Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C11/00—Other auxiliary devices or accessories specially adapted for grain mills
    • B02C11/06—Arrangements for preventing fire or explosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/04—Safety devices
    • 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
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/14—Joint-closures

Definitions

  • the invention relates to a housing, in particular a housing of a mill for grinding or grinding drying of organic raw materials such as hard coal or lignite.
  • the housing separates an interior from an exterior space. Through the housing wall, a shaft is passed.
  • the invention is based on the object to present a housing of the type described above, in which the escape of flames is prevented following an explosion.
  • the object is solved by the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments can be found in the subclaims.
  • the shaft is surrounded by at least one piston ring.
  • the piston ring comprises a peripheral surface formed as a first abutment surface and an end surface formed as a second abutment surface. Both contact surfaces cooperate with mating surfaces, wherein one of the mating surfaces on the housing and one of the mating surfaces is arranged on the shaft.
  • the piston ring comprises an inward, to the center of the
  • the piston ring comprises two end faces extending in the plane of the Rings extend and which are opposite. If the piston ring has a rectangular cross-section, as is considered advantageous in the context of the invention, then the end faces are flat and the peripheral surfaces are curved exclusively in the circumferential direction. One of the two peripheral surfaces is formed as a first contact surface, one of the two end faces is formed as a second contact surface.
  • the abutment surfaces opposite counter surfaces of the shaft or the housing are arranged, which are designed to cooperate with the contact surfaces of the piston ring.
  • the cooperating abutment surfaces and mating surfaces are adapted to one another, so that the contact is as dense as possible.
  • the exit path which consists of the shaft passage between the shaft and the housing, sealed.
  • the one contact surface causes a seal towards the shaft
  • the other contact surface effects a seal towards the housing. Due to the combination of both contact surfaces, the exit path is completely closed. In the event of an explosion in the interior, flames can not escape into the exterior space between the shaft and the housing despite the overpressure.
  • Radial direction is biased and the voltage is used to press the first contact surface against the associated counter surface.
  • the piston ring is not designed as a closed ring, but the ring has a separation point.
  • the mediated by the separation point game can be used to bias the piston ring.
  • the bias voltage is such that a gas exchange between the inner and outer space is largely or completely prevented.
  • the invention makes use of the fact that the piston ring can close very tight as a function of its bias, so that the unwanted gas exchange between the interior and exterior space is prevented or at least greatly minimized. This is a considerable advantage for those applications where the interior is filled with a special gas, for example an inert gas such as nitrogen.
  • the gas loss on such inert gas is kept to a minimum.
  • an additional contact seal can advantageously be arranged in the region between the piston ring and the outer space. This contact seal seals the shaft against the housing and prevents the escape of inert gas, which passes as a leakage gas through the piston ring. Since the contact seal is protected against internal flame or explosion stresses due to the piston ring, a relatively soft and well sealed sealing construction can be used.
  • Explosive pressure is transmitted to the second contact surface and the associated mating surface and ensures a good sealing effect at the precise moment when it is needed.
  • the system pressure between the second contact surface and the associated mating surface can be very low or the two surfaces can even be non-contact.
  • the counter-surface cooperating with the second contact surface is aligned substantially perpendicular to a lateral surface surrounding the shaft.
  • the cooperating with the second contact surface mating surface is arranged in a groove which is embedded in a concentric with the shaft surface.
  • two or more piston rings according to the invention are arranged one behind the other. If the piston rings have separation points, the piston rings should be rotated against each other so that the separation points are as far away from each other as possible. If two piston rings are present, then the separation points are preferably offset by 180 ° from each other. Three or more piston rings are preferably arranged so that the separation points of the respective adjacent piston rings are offset by 180 ° from each other. Also advantageous are anti-rotation, which ensure that the piston rings maintain their angular position. The anti-rotation can be connected to the counterpart surface belonging to the first contact surface. Alternatively, overlapping piston rings can be used.
  • the counter surface is formed to the first bearing surface on the shaft and the counter surface to the second bearing surface on the housing. It is also possible to form the counter surface to the first contact surface on the housing and the counter surface to the second contact surface on the shaft. In this case, it may be advantageous if the shaft is surrounded by a sleeve and the piston ring receiving groove is recessed in the sleeve.
  • the invention can be used in all types of housings in which an explosion in the interior can occur and in which a shaft is passed through the housing wall. Particularly advantageous is the use of the invention in Wälzmühlen for milling or for grinding dry organic raw materials.
  • the diameter of the shaft is between 0.5 m and 3 m, and the shaft is designed for speeds between 20 revolutions per minute and 100 revolutions per minute.
  • the invention further relates to the use of a piston ring on a shaft which is guided by a housing wall separating an inner space from an outer space, wherein the piston ring surrounds the shaft and comprises a peripheral surface formed as a first abutment surface and an end surface formed as a second abutment surface, and one of the Aniagefiachen with a counter surface of the housing and one of the contact surfaces cooperates with a counter surface of the shaft.
  • FIG. 1 shows a detail of a housing according to the invention in a schematic representation
  • Fig. 2 the view of Figure 1 in another embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a detail of Figure 1 in an enlarged view ..
  • Fig. 4 a detail of Fig. 2 in an enlarged Dar- position, - and
  • FIG. 5 shows a cross section along the line AA of Fig. 1 in a reduced view.
  • a housing shown in FIGS. 1 and 2 only in detail with a housing wall 1 encloses an interior 2 completely and separates the interior 2 of an outer space 3. Through the housing wall 1, a shaft 4 is passed. The shaft 4 is connected to a motor arranged in the outer space, not shown, and drives a arranged in the interior, also not shown working tool. If necessary, an unillustrated transmission can be assigned to the engine.
  • the housing wall 1 forms a lateral surface 5 surrounding the shaft 4 concentrically.
  • the shaft 4 is surrounded by two piston rings.
  • the piston rings have a rectangular cross-section and correspond, e.g. the DIN 34110.
  • two grooves 6 are embedded in the surface 41 of the shaft 4.
  • the grooves 6 receive piston rings 8.
  • the piston rings 8 comprise an inner peripheral surface 81 and an outer peripheral surface 82 and two end surfaces 83, 84.
  • the outer peripheral surface 82 is formed as a first contact surface and cooperates with the lateral surface 5 as a counter surface.
  • the end face 83 is formed as a second contact surface and cooperates with a counter-surface 61 of the groove 6.
  • the inner peripheral surface 81 and the end face 84 are not in the groove 6, the piston ring 8 has play within the groove. 6
  • the diameter of the piston ring 8 is greater than the diameter of the circumferential surface 5 um- given opening in the housing wall 1.
  • the piston ring 8 must therefore be biased radially inward to be used in the lateral surface 5 can.
  • the bias under which the piston ring 8 is in the inserted state increases the system pressure between the outer peripheral surface 82 and the lateral surface 5. By the outer peripheral surface 82 rests on the lateral surface 5 under increased contact pressure, the existing between the two surfaces exit path is sealed.
  • the piston rings 8 In order to enable the radial pretensioning of the piston rings 8, the piston rings 8 have separation points 14 shown in FIG. Verwoodsiche- 15 connected to the lateral surface 5 engage in the separation points 14 a.
  • the separation points 14 of the two piston rings 8 are offset by 180 ° to each other and are held by the anti-rotation 15 in this angular position.
  • grooves 7 are embedded in the lateral surface 5 of the housing 1.
  • the grooves 7 receive piston rings 9.
  • the piston rings 9 include inner peripheral surfaces 91, outer Peripheral surfaces 92 and end surfaces 93, 94.
  • the inner peripheral surface 91 is formed as a first contact surface, which cooperates with the surface 41 of the shaft 4 as a counter surface.
  • the piston rings 9 are biased outwardly, so that the inner circumferential surfaces 91 are pressed by the bias on the surface 41 of the shaft 4.
  • the end faces 93 act as second contact surfaces with the mating surface 71 of the groove 7.
  • the anti-rotation of the piston rings 9, not shown, are connected to the shaft 4. Incidentally, the operation of this embodiment is identical to the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 3.
  • FIG. 2 also shows an optional equipment with an additional contact seal 10.
  • the contact seal 10 is disposed between the piston rings 9 and the outer space 3 so as to seal the shaft 4 with respect to the housing 1.
  • the contact seal 10 may be embodied as a per se known soft material seal. It is thanks to the piston ring 9 protected from exposure to flame or explosion in the interior 2, and therefore can be designed solely to prevent leakage of flowing through the piston ring 9 leakage gas. In this way, the gas loss from the interior space 2 can be practically prevented, so that less or no losses of inert gas from the interior space 2 have to be compensated for more. The operating costs can be reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse einer Mühle zum Mahlen oder zum Mahltrocknen von organischen Rohstoffen wie Steinkohle oder Braunkohle. Das Gehäuse trennt einen Innenraum von einem Außenraum, wobei durch die Gehäusewand eine Welle hindurchgeführt ist. Erfindungsgemäß ist die Welle zur Abdichtung von einem Kolbenring umgeben, der mit seinen an Umfangs- und Stirnfläche ausgebildeten Anlageflächen an Welle und Gehäuse anliegt. Er dichtet den Spalt zwischen Welle und Gehäuse ab und verhindert damit auch bei einer Explosion im Innenraum ein Entweichen von Flammen oder Überdruck zwischen der Welle und dem Gehäuse nach außen. Die bei der Explosion im Innenraum entstehende Druckerhöhung wird erfindungsgemäß dazu benutzt, den Anlagedruck zwischen dem Kolbenring und seiner Gegenfläche an Welle beziehungsweise Gehäuse zu erhöhen, und damit die Dichtwirkung im kritischen Moment zu verbessern. Es ergibt sich damit eine optimale Dichtwirkung bei minimalem Verschleiß.

Description

GEHÄUSE MIT KOLBENRING ALS WELLENDICHTUNG, INSBESONDERE FÜR EINE MÜHLE ZUM MAHLEN ODER ZUM MAHLTROCKNEN ORGANISCHER ROHSTOFFE
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse einer Mühle zum Mahlen oder zum Mahltrocknen von organischen Rohstoffen wie Steinkohle oder Braunkohle. Das Gehäuse trennt einen Innenraum von einem Außenraum. Durch die Gehäusewand ist eine Welle hindurchgeführt.
Im Innenraum derartiger Gehäuse kann es zu Explosionen kommen, etwa wenn sich der beim Mahlen von Steinkohle oder Braunkohle entstehende Staub entzündet. Kommt es zu einer solchen Explosion, so ist es erstrebenswert, deren Auswirkungen auf den Innenraum des Gehäuses zu begrenzen. Es soll verhindert werden, dass Flammen aus dem Innenraum in den Außenraum gelangen und dort weitere Explosionen oder Brände verursachen.
Das Begrenzen der Flammen auf den Innenraum wird dadurch erschwert, dass mit der Explosion eine plötzliche Druckerhöhung im Innenraum einhergeht. Das Gehäuse muss so gestaltet sein, dass eine Übertragung von Flammen in den Außenraum trotz des Überdrucks verhindert wird. Besondere Aufmerksamkeit verlangen Durchführungen in der Gehäusewand, durch die hindurch sich eine Welle vom Innenraum in den Außenraum erstreckt. Bekannt ist es, Wellendurchführungen eines Gehäuses mit Labyrinthdichtungen abzudichten. Bei einer Labyrinthdichtung wird der Austrittsweg, den ein Medium zwischen Innenraum und Außenraum zurückzulegen hat, künstlich verlängert, in- dem Ringe abwechselnd auf der Welle und auf dem Gehäuseteil angeordnet werden. Die Ringe berühren sich gegenseitig nicht, es bleibt ein freier Spalt zwischen der Welle und dem Gehäuse. Es hat sich gezeigt, dass alleine die Verlängerung des Austrittswegs durch eine Labyrinthdichtung nicht ausreicht, um Flammen sicher im Innenraum des Gehäuses zu halten. Auch Weichstoffdichtungen sind nicht in der Lage, der im Anschluss an eine Explosion auftretenden Druckerhöhung standzuhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gehäuse der eingangs beschriebenen Art vorzustellen, bei dem der Austritt von Flammen im Anschluss an eine Explosion verhindert wird. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist die Welle von mindestens einem Kolbenring umgeben. Der Kolbenring umfasst eine als erste Anlagefläche ausgebildete Umfangsflache und eine als zweite AnIa- geflache ausgebildete Stirnfläche. Beide Anlageflächen wirken mit Gegenflächen zusammen, wobei eine der Gegenflächen am Gehäuse und eine der Gegenflächen an der Welle angeordnet ist.
Der Kolbenring umfasst eine nach innen, zum Zentrum des
Rings weisende Umfangsflache und eine nach außen, vom Zentrum des Rings wegweisende Umfangsflache. Weiter umfasst der Kolbenring zwei Stirnflächen, die sich in der Ebene des Rings erstrecken und die sich gegenüberliegen. Hat der Kolbenring, wie es im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft angesehen wird, einen rechteckigen Querschnitt, so sind die Stirnflächen eben und die Umfangsflächen ausschließlich in Umfangsrichtung gewölbt. Eine der beiden Umfangsflächen ist als erste Anlagefläche, eine der beiden Stirnflächen ist als zweite Anlagefläche ausgebildet.
Den Anlageflächen gegenüber sind Gegenflächen der Welle bzw. des Gehäuses angeordnet, die dazu ausgelegt sind, mit den Anlageflächen des Kolbenrings zusammenzuwirken. Die zusammenwirkenden Anlageflächen und Gegenflächen sind aneinander angepasst, so dass durch das Aufliegen eine möglichst dichte Verbindung bewirkt wird.
Durch den Kolbenring wird der Austrittsweg, der an der Wellendurchführung zwischen der Welle und dem Gehäuse besteht, abgedichtet. Die eine Anlagefläche bewirkt eine Abdichtung zu der Welle hin, die andere Anlagefläche bewirkt eine Ab- dichtung zum Gehäuse hin. Durch die Kombination beider Anlageflächen ist der Austrittsweg insgesamt verschlossen. Bei einer Explosion im Innenraum entstehende Flammen können trotz des Überdrucks nicht zwischen der Welle und dem Gehäuse hindurch in den Außenraum entweichen.
Bei einer Abdichtung durch aufeinander liegende Flächen verbessert sich die Dichtwirkung, wenn der Anlagedruck zwischen den Flächen vergrößert wird. In Bezug auf die als erste Anlagefläche ausgebildete Umfangsfläche kann ein er- höhter Anlagedruck erreicht werden, indem der Kolbenring in
Radialrichtung vorgespannt ist und die Spannung dazu genutzt wird, die erste Anlagefläche gegen die zugehörige Gegenfläche zu drücken. Um ein Vorspannen des Kolbenrings zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Kolbenring nicht als geschlossener Ring ausgeführt ist, sondern der Ring eine Trennstelle aufweist. Das durch die Trennstelle vermittelte Spiel kann dazu genutzt werden, den Kolbenring vorzuspannen. Vorzugsweise ist die Vorspannung so bemessen, dass ein Gasaustausch zwischen dem Innen- und Außenraum weitgehend oder vollständig verhindert wird. Die Erfindung macht sich hierbei zunutze, dass der Kolbenring in Abhängigkeit von seiner Vorspannung sehr dicht schließen kann, so dass der unerwünschte Gasaustausch zwischen dem Innen- und Außenraum unterbunden oder zumindest stark minimiert wird. Dies ist ein beträchtlicher Vorteil für solche Anwendungsfälle, bei denen der Innenraum mit einem speziellen Gas gefüllt ist, beispielsweise einem inerten Gas, wie Stickstoff. Dank der durch den Kolben erreichten Grundabdichtung wird der Gasverlust an solchem inerten Gas auf ein Minimum beschränkt. Um eventuelle Restverluste zu vermeiden, kann mit Vorteil eine zusätzliche Berührungsdichtung im Bereich zwischen dem Kolbenring und dem Außenraum ange- ordnet sein. Diese Berührungsdichtung dichtet die Welle gegenüber dem Gehäuse ab und verhindert das Ausströmen von inertem Gas, welches als Leckagegas durch den Kolbenring gelangt. Da die Berührungsdichtung dank des Kolbenrings vor Belastungen durch Flammen oder Explosion im Innenraum ge- schützt ist, kann eine verhältnismäßige weiche und gut abdichtende Dichtkonstruktion verwendet sein.
Betrachtet man alleine die Dichtwirkung des Kolbenrings, so ist es vorteilhaft, wenn auch zwischen der zweiten Anlage- fläche und der zugehörigen Gegenfläche ein erhöhter Anlagedruck besteht. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass sich die Welle im Betriebszustand gegenüber dem Gehäuse dreht und dass diese Drehung zu einer Relativbewegung zwischen einer der Anlageflächen und einer der Gegenflächen führt. Ein erhöhter Anlagedruck führt zu verstärktem Verschleiß der Flächen.
Eine gute Dichtwirkung des Kolbenrings ist aber während des normalen Betriebs gar nicht erforderlich. Ausreichend ist es, wenn der Kolbenring zu dem Zeitpunkt eine gute Dichtwirkung hat, zu dem eine Explosion im Innenraum stattfindet. Als vorteilhaft wird es deswegen angesehen, wenn die Druckerhöhung im Innenraum in Folge der Explosion dazu genutzt wird, den Anlagedruck zwischen der zweiten Anlagefläche und der zugehörigen Gegenfläche zu erhöhen. Zu diesem Zweck kann eine der zweiten Anlagefläche gegenüberliegende Fläche des Kolbenrings dem Innenraum zugewandt. Der auf die dem Innenraum zugewandte Fläche des Kolbenrings wirkende
Explosionsdruck überträgt sich auf die zweite Anlagefläche und die zugehörige Gegenfläche und sorgt für eine gute Dichtwirkung genau in dem Moment, in dem sie benötigt wird. Im normalen Betrieb kann der Anlagedruck zwischen der zwei- ten Anlagefläche und der zugehörigen Gegenfläche sehr gering sein oder die beiden Flächen können gar berührungsfrei sein.
Die mit der zweiten Anlagefläche zusammenwirkende Gegenflä- che ist im Wesentlichen senkrecht zu einer die Welle umgebenden Mantelfläche ausgerichtet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die mit der zweiten Anlagefläche zusammenwirkende Gegenfläche in einer Nut angeordnet, die in eine zur Welle konzentrische Mantelfläche eingelassen ist.
Es hat sich gezeigt, dass ein einzelner Kolbenring nicht in allen Fällen ausreicht, um die nach einer Explosion entstehenden Flammen vollständig aufzuhalten. Insbesondere die Trennstelle, die das Vorspannen des Kolbenrings ermöglicht, erweist sich als Schwachstelle. Vorteilhaft ist es deswegen, wenn in Axialrichtung der Welle gesehen zwei oder mehr erfindungsgemäße Kolbenringe hintereinander angeordnet sind. Haben die Kolbenringe Trennstellen, so sollten die Kolbenringe so gegeneinander verdreht sein, dass die Trennstellen möglichst weit voneinander entfernt sind. Sind zwei Kolbenringe vorhanden, so sind die Trennstellen vorzugsweise um 180° gegeneinander versetzt. Drei oder mehr Kolben- ringe sind vorzugsweise so angeordnet, dass die Trennstellen der jeweils benachbarten Kolbenringe um 180° gegeneinander versetzt sind. Vorteilhaft sind ferner Verdrehsicherungen, die sicherstellen, dass die Kolbenringe ihre Winkelposition beibehalten. Die Verdrehsicherungen können mit der zur ersten Anlagefläche gehörigen Gegenfläche verbunden sein. Alternativ können auch überlappende Kolbenringe eingesetzt werden.
Eine Möglichkeit, die Erfindung zu verwirklichen, besteht darin, dass die Gegenfläche zur ersten Anlagefläche an der Welle und die Gegenfläche zur zweiten Anlagefläche am Gehäuse ausgebildet ist. Ebenfalls möglich ist es, die Gegenfläche zur ersten Anlagefläche am Gehäuse und die Gegenfläche zur zweiten Anlagefläche an der Welle auszubilden. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Welle von einer Hülse umgeben ist und die den Kolbenring aufnehmende Nut in die Hülse eingelassen ist.
Die Erfindung kann bei allen Arten von Gehäusen eingesetzt werden, bei denen eine Explosion im Innenraum auftreten kann und bei denen eine Welle durch die Gehäusewand hindurchgeführt ist. Als besonders vorteilhaft erweist sich der Einsatz der Erfindung bei Wälzmühlen zum Mahlen oder zum Mahltrocknen organischer Rohstoffe. Bei diesen Mühlen liegt der Durchmesser der Welle zwischen 0,5 m und 3 m, und die Welle ist ausgelegt für Drehzahlen zwischen 20 Umdrehungen pro Minute und 100 Umdrehungen pro Minute. Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verwendung eines Kolbenrings an einer Welle, die durch eine einen Innenraum von einem Außenraum trennende Gehäusewand geführt ist, wobei der Kolbenring die Welle umgibt und eine als erste Anlagefläche ausgebildete Umfangsflache und eine als zweite Anlagefläche ausgebildete Stirnfläche umfasst, und eine der Aniagefiachen mit einer Gegenfläche des Gehäuses und eine der Anlagenflächen mit einer Gegenfläche der Welle zusammenwirkt. Zur näheren Erläuterung wird auf vorstehende Beschreibung verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Gehäuse in schematischer Darstellung;
Fig. 2: die Ansicht aus Fig. 1 bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3: einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;
Fig. 4: einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößerter Dar- Stellung,- und
Fig. 5: einen Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1 in verkleinerter Darstellung. Ein in den Fig. 1 und 2 nur im Ausschnitt dargestelltes Gehäuse mit einer Gehäusewand 1 umschließt einen Innenraum 2 vollständig und trennt den Innenraum 2 von einem Außenraum 3. Durch die Gehäusewand 1 ist eine Welle 4 hindurchgeführt. Die Welle 4 ist mit einem im Außenraum angeordneten, nicht dargestellten Motor verbunden und treibt ein im Innenraum angeordnetes, ebenfalls nicht dargestelltes Arbeitswerkzeug an. Dem Motor kann ggf. ein nicht dargestell- tes Getriebe zugeordnet sein.
In dem Abschnitt, in dem die Welle 4 durch die Gehäusewand 1 hindurchgeführt ist, bildet die Gehäusewand 1 eine die Welle 4 konzentrisch umgebende Mantelfläche 5. Die Welle 4 ist umgeben von zwei Kolbenringen. Die Kolbenringe haben einen rechteckigen Querschnitt und entsprechen z.B. der DIN 34110.
In einer ersten, in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausfüh- rungsform der Erfindung sind zwei Nuten 6 in die Oberfläche 41 der Welle 4 eingelassen. Die Nuten 6 nehmen Kolbenringe 8 auf. Die Kolbenringe 8 umfassen eine innere Umfangsflache 81 und eine äußere Umfangsflache 82 sowie zwei Stirnflächen 83, 84. Die äußere Umfangsflache 82 ist als erste Anlage- fläche ausgebildet und wirkt mit der Mantelfläche 5 als Gegenfläche zusammen. Die Stirnfläche 83 ist als zweite Anlagefläche ausgebildet und wirkt mit einer Gegenfläche 61 der Nut 6 zusammen. Die innere Umfangsflache 81 und die Stirnfläche 84 liegen nicht in der Nut 6 an, der Kolbenring 8 hat Spiel innerhalb der Nut 6.
In entspanntem Zustand ist der Durchmesser des Kolbenrings 8 größer als der Durchmesser der von der Mantelfläche 5 um- gebenen Öffnung in der Gehäusewand 1. Der Kolbenring 8 muss also radial nach innen vorgespannt werden, um in die Mantelfläche 5 eingesetzt werden zu können. Die Vorspannung, unter der der Kolbenring 8 im eingesetzten Zustand steht, erhöht den Anlagedruck zwischen der äußeren Umfangsfläche 82 und der Mantelfläche 5. Indem die äußere Umfangsflache 82 unter erhöhtem Anlagedruck auf der Mantelfläche 5 aufliegt, wird der zwischen den beiden Flächen bestehende Austrittsweg abgedichtet.
Im normalen Betrieb besteht nur ein leichter Anlagedruck zwischen der als zweite Anlagefläche ausgebildeten Stirnfläche 83 des Kolbenrings 8 und der Gegenfläche 61 der Nut. Die Dichtwirkung in diesem Zustand ist ebenfalls gering. Erhöht sich in Folge einer Explosion der Druck im Innenraum 2, so überträgt sich die Druckerhöhung über die dem Innenraum zugewandte Stirnfläche 84 auf die Stirnfläche 83 und die Gegenfläche 61. Der erhöhte Anlagedruck zwischen der Stirnfläche 83 und der Gegenfläche 61 führt zu einer guten Dichtwirkung in dem Moment, in dem sie erforderlich ist.
Um das radiale Vorspannen der Kolbenringe 8 zu ermöglichen, weisen die Kolbenringe 8 in Fig. 5 dargestellte Trennstellen 14 auf. Mit der Mantelfläche 5 verbundene Verdrehsiche- rungen 15 greifen in die Trennstellen 14 ein. Die Trennstellen 14 der beiden Kolbenringe 8 sind um 180° zueinander versetzt und werden durch die Verdrehsicherungen 15 in dieser Winkelposition gehalten.
In einer alternativen, in den Fig. 2 und 4 dargestellten Ausführungsform sind Nuten 7 in die Mantelfläche 5 des Gehäuses 1 eingelassen. Die Nuten 7 nehmen Kolbenringe 9 auf. Die Kolbenringe 9 umfassen innere Umfangsflächen 91, äußere Umfangsflächen 92 sowie Stirnflächen 93, 94. Die innere Um- fangsfläche 91 ist als erste Anlagefläche ausgebildet, die mit der Oberfläche 41 der Welle 4 als Gegenfläche zusammenwirkt. Die Kolbenringe 9 sind nach außen vorgespannt, so dass die inneren Umfangsflächen 91 durch die Vorspannung auf die Oberfläche 41 der Welle 4 gedrückt werden. Die Stirnflächen 93 wirken als zweite Anlageflächen mit der Gegenfläche 71 der Nut 7 zusammen. Die nicht dargestellten Verdrehsicherungen der Kolbenringe 9 sind mit der Welle 4 verbunden. Im Übrigen ist die Wirkungsweise dieser Ausführungsform identisch mit der Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsform.
In Figur 2 ist ferner noch eine optionale Ausrüstung mit einer zusätzlichen Berührungsdichtung 10 dargestellt. Die Berührungsdichtung 10 ist zwischen den Kolbenringen 9 und dem Außenraum 3 so angeordnet, dass sie die Welle 4 gegenüber dem Gehäuse 1 dichtet. Die Berührungsdichtung 10 kann als an sich bekannte Weichstoffdichtung ausgeführt sein. Sie ist dank des Kolbenrings 9 vor Belastung durch Flammen oder Explosion im Innenraum 2 geschützt, und kann daher allein darauf ausgelegt sein, ein Ausströmen von durch den Kolbenring 9 strömendem Leckagegas zu verhindern. Damit kann der Gasverlust aus dem Innenraum 2 praktisch verhin- dert werden, so dass weniger beziehungsweise keine Verluste an Inertgas aus dem Innenraum 2 mehr ausgeglichen werden müssen. Die Betriebskosten können damit gesenkt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse, insbesondere für eine Mühle zum Mahlen oder zum Mahltrocknen organischer Rohstoffe, das einen Innenraum (2) von einem Außenraum (3) trennt, mit einer Gehäusewand (1) , durch die eine Welle (4) hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) von einem Kolbenring (8, 9) umgeben ist, dass der KoI- benring (8, 9) eine als erste Anlagefläche ausgebildete Umfangsfläche (82, 91) und eine als zweite Anlagefläche ausgebildete Stirnfläche (83, 93) umfasst und dass eine der Anlageflächen (82, 83, 91, 93) mit einer Gegenfläche (5, 71) des Gehäuses (1) und eine der An- lageflächen (82, 83, 91, 93) mit einer Gegenfläche (41, 61) der Welle (4) zusammenwirkt.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anlagefläche (82, 91) gegen die zugehörige Gegenfläche (5, 41) vorgespannt ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zweiten Anlagefläche (83, 93) gegenüberliegende Fläche (84, 94) des Kolbenrings (8, 9) dem Innenraum (1) zugewandt ist.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (61, 71) zur zweiten Anlagefläche (83, 93) in einer Nut (6, 7) angeord- net ist.
5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) von mehr als einem Kolbenring (8, 9) umgeben ist.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (8, 9) mit einer Verdrehsicherung (15) gesichert sind.
7. Gehäuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenringe (8, 9) Trennstellen (14) aufweisen und dass die Kolbenringe (8, 9) so gegenein- ander verdreht sind, dass die Trennstellen (14) unterschiedliche Winkelpositionen in Bezug auf die Welle (4) haben haben.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Gegenfläche (5) zur ersten Anlagefläche (82) am Gehäuse (1) und die Gegenfläche (61) zur zweiten Anlagefläche (83) an der Welle (4) ausgebildet ist.
9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dass die Gegenfläche (41) zur ersten Anlagefläche (91) an der Welle (4) und die Gegenfläche (71) zur zweiten Anlagefläche (93) am Gehäuse (1) ausgebildet ist.
10. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Welle (4) zwischen 0,5 m und 3 m liegt.
11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Welle (4) für Drehzahlen zwischen 20 Umdrehungen pro Minute und 100 Umdrehungen pro Minute ausgelegt ist.
12. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung des Kolbenrings (8, 9) so bemessen ist, dass ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum (2) und dem Außenraum (3) vermieden wird.
13. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (4) zwischen dem Kolbenring (8, 9) und dem Außenraum (3) eine zusätzliche Berührungsdichtung (10) angeordnet ist.
14. Verwendung eines Kolbenrings an einer Welle (4), die durch eine einen Innenraum (2) von einem Außenraum (3) trennende Gehäusewand (1) geführt ist, wobei der KoI- benring (8, 9) die Welle (4) umgibt und eine als erste Anlagefläche ausgebildete Umfangsflache (82, 91) sowie eine als zweite Anlagefläche ausgebildete Stirnfläche (83, 93) umfasst, und wobei eine der Anlageflächen (82, 83, 91, 93) mit einer Gegenfläche (5, 71) des Ge- häuses (1) und eine der Anlageflächen (82, 83, 91, 93) mit einer Gegenfläche (41, 61) der Welle (4) zusammenwirkt .
15. Verwendung des Kolbenrings nach Anspruch 1, gekenn- zeichnet durch eine Weiterbildung nach einem der Ansprüche 2 bis 13.
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