WO2011095195A1 - Gasgeschmierte gleitringdichtungsan-ordnung mit druckstossschutz - Google Patents

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WO2011095195A1
WO2011095195A1 PCT/EP2010/007616 EP2010007616W WO2011095195A1 WO 2011095195 A1 WO2011095195 A1 WO 2011095195A1 EP 2010007616 W EP2010007616 W EP 2010007616W WO 2011095195 A1 WO2011095195 A1 WO 2011095195A1
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WO
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passage
sealing
check valve
mechanical seal
space
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Application number
PCT/EP2010/007616
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Dröscher
Original Assignee
Eagleburgmann Germany Gmbh & Co.Kg
Lederer, Günther
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Publication date
Application filed by Eagleburgmann Germany Gmbh & Co.Kg, Lederer, Günther filed Critical Eagleburgmann Germany Gmbh & Co.Kg
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • 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
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/3448—Pressing means the pressing force resulting from fluid pressure
    • 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
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    • F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
    • F16J15/342—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities with means for feeding fluid directly to the face
    • 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
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    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring

Definitions

  • the present invention relates to a gas-lubricated mechanical seal assembly with a pressure surge protection, which can avoid critical situations when a pressure surge occurs.
  • Gas lubricated mechanical seal assemblies are used, for example, in compressors to seal a first space filled with a fluid medium from a second space. It is known, for example, from EP 2 063 157 A1 to use a sealing gas device in order to enable a secure seal. In this case, the sealing gas has a higher pressure than the medium to be delivered.
  • the sealing gas has a higher pressure than the medium to be delivered.
  • the inventive gas-lubricated mechanical seal assembly with the features of claim 1 has the advantage that it has sufficient protection against pressure surges from the fluid and thus can guarantee safe and durable operation.
  • the mechanical seal assembly has a through passage, which connects a sealing gas chamber of a barrier pressure device with a space filled with fluid, with a check valve is arranged in the passage passage.
  • the check valve is arranged in the passage passage such that an opening direction of the check valve is directed to the sealing gas space.
  • the check valve in this case comprises a sealing element and a restoring element which exerts a force on the sealing element in order to keep the passage opening closed during normal operation.
  • the pressure shock protection device can be easily integrated into the mechanical seal assembly.
  • the invention thus solves in a surprisingly simple manner the hitherto existing in the prior art problem with pressure surges and reliably prevents damage to the mechanical seal assembly. Also, due to the pressure surge otherwise usually present increased leakage can be avoided. This is particularly important when it is necessary to seal dangerous media for people or the environment.
  • the Druchgangspassage is stepwise formed with a paragraph, wherein the return element of the check valve is supported on the shoulder.
  • the through-passage starting from a central axis of the mechanical seal assembly in the radial direction at the level of the stationary seal ring is arranged. In this way, a particularly rapid pressure equalization can be ensured when a pressure surge occurs, since the higher pressure of the pressure surge applied via the open non-return valve bears directly on the rear side of the stationary seal ring.
  • the check valve comprises a valve housing with a valve seat formed therein. This allows the check valve to be pre-assembled as a separate assembly and then e.g. be fixed by means of a press fit in the passage passage. Additionally or alternatively, a fixation can also take place by means of a retaining ring.
  • the mechanical seal assembly comprises a separate, stationary component, in which the Druchgangspassage and the sealing gas space is arranged.
  • This can be provided with a stationary slide ring completely pre-assembled unit, which can then be easily assembled.
  • the stationary sliding ring preferably has a flow passage which connects the sealing gas space with the sealing gap between the rotating and the stationary sliding ring.
  • the check valve comprises an adjusting device for adjusting the restoring force of the return element.
  • the adjustment device can be realized, for example, by providing a space for the arrangement of differently thick washers in the check valve.
  • the adjustment can also be provided by a bolt, which is connected to one end of the return element, and which by Ein standing. Unscrewing a spring force of the return element changes.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a mechanical seal assembly according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is an enlarged partial view of Fig. 1, and
  • Fig. 3 is an enlarged partial view of a check valve of
  • the mechanical seal assembly 1 seals one filled with a pumped medium first space 17 opposite a second space 18, for example the atmosphere, from.
  • the mechanical seal assembly 1 comprises a stationary seal ring 2, a rotating seal ring 3 and between the two sealing surfaces of the seal rings 2, 3 forming in operation sealing gap 4.
  • a barrier pressure device is further provided which comprises a sealing gas chamber 6, which sealing gas via a sealing gas supply line 7, an annular space 7a and a connecting line 7b is supplied. From the sealing gas chamber 6, the sealing gas, as shown in FIG. 2, via a passage 23 and a flow passage 28 to the sealing gap
  • the sealing gas space 6 is arranged in a separate, stationary component 9, the stationary component 9 having a housing part
  • the sealing gas space is defined by an annular recess 19 in the stationary component 9, wherein the annular recess 19 and a portion of the stationary seal ring 2 and a bias unit, comprising a power transmission ring 22 and a biasing spring 24, receives.
  • a pair of sealing elements 25, 26 are provided, wherein the sealing elements 25, 26 protrude both in the radial and in the axial direction X-X over the end faces of the power transmission ring 22 in the assembled state.
  • the projection of the sealing element 26 in the radial direction is achieved only by applying the spring force by means of the biasing spring 24.
  • the two sealing elements 25, 26 are arranged in cross-sectionally part-circular corner regions of the power transmission ring 22.
  • the power transmission ring 22 is held by a bolt 32 in a recess formed in the stationary slide ring 2 2 rotatably.
  • the stationary seal ring 2 is constructed stepwise and has at its Sliding surface on an annular recess 29.
  • annular recess 30 is formed at a corresponding position.
  • the rotating seal ring 3 is fixed on a socket 21 connected to the shaft 21.
  • a through passage 8 is provided in the annular, stationary component 9 (cf., FIGS. 1 and 3), wherein a throughflow valve 8 is provided in the passage passage 8
  • the check valve 10 comprises a valve member 11, a return element 12, a valve housing 13 and a shim 14.
  • the check valve 10 is secured by means of a retaining ring 15 in the passage passage and sealed by an O-ring 16 on the outer circumference of the valve housing 13 relative to the stationary member 9 , As can be seen from FIG. 3, the through-passage 8 is provided between the medium-filled first space 17 and the sealing gas space 6. With the check valve 10 open, a connection between the first space 17 and the sealing gas space 6 can thus be established.
  • An opening direction B of the check valve 10 is such that medium can flow from the first space 17 to the sealing gas space 6 at appropriate pressure ratios and the check valve in the opposite direction, i. from the sealing gas chamber 6 to the first space 17, blocks.
  • the check valve 10 can be pre-assembled as a unit, wherein different shims 14 can be used with different thicknesses for different purposes, so as to set a closing force, which is applied by the return element 12.
  • the restoring element 12 is supported at one end on the stationary component 9 and at the other end on the adjusting ring 14.
  • the through passage 8 is provided as a stepped bore.
  • a paragraph 8a can be provided as a facility for the check valve 10 in a simple manner.
  • the adjusting ring 14 in turn abuts a flange 11 a of the valve member 11, wherein the valve member
  • the pressure occurring in the first space 17 by the pressure surge propagates into the sealing gas space 6 and thus abuts the rear surface of the stationary seal ring 2. Since the pressure occurring due to the pressure surge can also propagate into the sealing gap 4 between the rotating and stationary seal ring 2, there is thus essentially a pressure equilibrium on the stationary seal ring 2. This prevents the pressure surge damage in the region of the sealing gap, for example, by an uneven displacement or inclination of the slip rings 2, 3, can cause.
  • the check valve 10 closes again automatically due to the return element 12, so that the connection between the first space 17 and the sealing gas space 6 is interrupted again.
  • the restoring force on the return element 12 which can be defined in advance, the pressure limit, from which the check valve 10 opens, can be defined. This can be achieved, for example, by providing different return elements 12 with different spring constants or by providing differently thick adjusting rings 14.
  • a predetermined pressure value can be defined individually for each application, from which the check valve 10 should open and thus prevent damage to the mechanical seal may occur due to the pressure surge.
  • the check valve 10 can also immediately after the pressure surge, ie as soon as the pressure in the first chamber 17 again falls below the defined opening pressure of the check valve 10, the check valve 10 automatically close again and the barrier pressure device can automatically rebuild the barrier pressure at the sealing gap 4.
  • the check valve 10 since the check valve 10 is disposed in a separate stationary member 9, the check valve 10 can be mounted in advance in the stationary member 9 and thus provided as a preassembled assembly.
  • the power transmission ring 22 together with the sealing elements 25, 26 and the biasing spring 24 and the stationary seal ring 2 can be preassembled.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung zur Abdichtung zwischen einem mit einem Fördermedium gefüllten ersten Raum (17) und einem zweiten Raum (18), umfassend: einen stationären Gleitring (2), einen rotierenden Gleitring (3), wobei der stationäre Gleitring (2) und der rotierende Gleitring (3) zwischen sich einen Dichtspalt (4) ausbilden, eine Sperrdruckeinrichtung mit einem Sperrgasraum (6), wobei ein Sperrgas über den Sperrgasraum (6) zum Dichtspalt (4) zuführbar ist, eine Durchgangspassage (8), welche einerends in den Sperrgasraum (6) mündet und andererends in den ersten Raum (7) mündet, und ein Rückschlagventil (10) mit einem Ventilglied (11 ) und einem Rückstellelement (12), wobei das Rückschlagventil (10) in der Durchgangspassage (8) angeordnet ist und eine Öffnungsrichtung (B) des Rückschlagventils zum Sperrgasraum (6) gerichtet ist.

Description

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS EUROPEAN DESIGN ATTORNEYS
EagleBurgmann Germany GmbH & Co.KG BMI101202PCT-6/GR
Äußere Sauerlacher Str. 6-10 14.12.2010
82515 Wolf ratshausen
Gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung mit Druckstossschutz
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung mit einem Druckstossschutz, welche kritische Situationen bei Auftreten eines Druckstosses vermeiden kann.
Gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnungen werden beispielsweise in Kompressoren eingesetzt, um einen mit einem Fördermedium gefüllten ersten Raum von einem zweiten Raum abzudichten. Hierbei ist es beispielsweise aus der EP 2 063 157 A1 bekannt, eine Sperrgasvorrichtung zu verwenden, um eine sichere Abdichtung zu ermöglichen. Hierbei weist das Sperrgas einen höheren Druck als das zu fördernde Medium auf. Im Betrieb eines Kompressors o.ä. ist es jedoch möglich, dass unerwünschte Druckstösse auftreten, wobei eine Druckhöhe der Druckstösse über einem Druck des Sperrmediums liegen kann. Bei Auftreten eines derartigen Druckstosses kann es vorkommen, dass das Fördermedium zu den Gleitringen der Gleitringdichtungsanordnung mit sehr hohem Druck gelangt und hierbei die Gleitringdichtungsanordnung beschädigt. Die Beschädigungen können dabei so gravierend sein, dass ggf. die gesamte Gleitringdichtungsanordnung ausgetauscht werden muss, um im weiteren Betrieb Undichtigkeiten zu vermeiden.
Pilgersheimer Straße 20■ D-81543 München/Germany■ Telefon +49-89-64 24 47-0 · Telefax +49-89-64 24 47-11
Reg.-No.: PR239 · info@hoefer-pat.de · www.hoefer-pat.de Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit einen ausreichenden Schutz gegen Druckstösse aus dem Fördermedium bietet.
Diese Aufgabe wird durch eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemässe, gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 weist den Vorteil auf, dass sie einen ausreichenden Schutz gegenüber Druckstössen aus dem Fördermedium aufweist und somit einen sicheren und langlebigen Betrieb garantieren kann. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Gleitringdichtungsanordnung eine Durchgangspassage aufweist, welche einen Sperrgasraum einer Sperrdruckeinrichtung mit einem mit Fördermedium gefüllten Raum verbindet, wobei ein Rückschlagventil in der Durchgangspassage angeordnet ist. Das Rückschlagventil ist dabei derart in der Durchgangspassage angeordnet, dass eine Öffnungsrichtung des Rückschlagventils zum Sperrgasraum gerichtet ist. Das Rückschlagventil umfasst dabei ein Abdichtelement sowie ein Rückstellelement, welches eine Kraft auf das Abdichtelement ausübt, um die Durchgangsöffnung im normalen Betrieb geschlossen zu halten. Sollte nun aufgrund einer kritischen Situation ein Druckstoss im mit Fördermedium gefüllten Raum auftreten, liegt dieser Druckstoss auch am Abdichtelement des Rückschlagventils an, welches dann öffnet, wenn die Druckkraft des Druckstosses grösser als eine Vorspannkraft des Rückstellelementes ist. Somit öffnet der Druckstoss ab einer vorbestimmten Grenze selbsttätig das Rückschlaggventil, so dass eine Verbindung zwischen dem mit Fördermedium gefüllten Raum und dem Sperrgasraum vorhanden ist. Da der Druckstoss auch am Gleitringpaar anliegt und sich insbesondere auch in den Dichtspalt zwischen rotierendem und stationärem Gleitring fortpflanzen kann, herrscht zu beiden Seiten des stationären Gleitringes im wesentlichen ein gleicher Druck, so dass eine Beschädigung der Gleitringdichtungsanordnung durch den Druckstoss vermieden werden kann. Die erfindungsgemässe Lösung bietet somit einen einfachen und kostengünstigen Schutz gegenüber Druckstössen. Hierbei ist keine Vergrösserung einer Baugrösse der Gleitringdichtungsanordnung in axialer Richtung notwendig, sondern die Druckstossschutzeinrichtung kann einfach mit in die Gleitringdichtungsanordnung integriert werden. Die Erfindung löst somit auf überraschend einfache Weise das bisher im Stand der Technik vorhandene Problem mit Druckstössen und verhindert zuverlässig eine Beschädigung der Gleitringdichtungsanordnung. Auch kann eine aufgrund des Druckstosses sonst üblicherweise vorhandene erhöhte Leckage vermieden werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn für Menschen oder die Umwelt gefährliche Fördermedien abgedichtet werden müssen.
Vorzugsweise ist die Druchgangspassage stufenförmig mit einem Absatz ausgebildet, wobei sich das Rückstellelement des Rückschlagventiles am Absatz abstützt. Hierdurch kann ein Rückschlagventil mit einer minimalen Teileanzahl realisiert werden.
Weiter bevorzugt ist die Durchgangspassage, ausgehend von einer Mittelachse der Gleitringdichtungsanordnung in radialer Richtung auf Höhe des stationären Gleitringes angeordnet. Hierdurch kann ein besonders schneller Druckausgleich bei Auftreten eines Druckstosses sichergestellt werden, da der über das geöffnete Rückschlagventil anliegende höhere Druck des Druckstosses unmittelbar an der Rückseite des stationären Gleitringes anliegt.
Weiter bevorzugt umfasst das Rückschlagventil ein Ventilgehäuse mit einem darin gebildeten Ventilsitz. Hierdurch kann das Rückschlagventil als separate Baugruppe vormontiert werden und dann z.B. mittels einer Presspassung in der Durchgangspassage fixiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Fixierung auch mittels eines Sicherungsringes erfolgen.
Weiter bevorzugt umfasst die Gleitringdichtungsanordnung ein separates, stationäres Bauteil, in welchem die Druchgangspassage und der Sperrgasraum angeordnet ist. Hierdurch kann eine mit stationärem Gleitring komplett vormontierbare Einheit vorgesehen werden, welche dann einfach endmontiert werden kann. Für einen besonders kompakten Aufbau weist der stationäre Gleitring vorzugsweise eine Strömungspassage auf, welche den Sperrgasraum mit dem Dichtspalt zwischen dem rotierenden und dem stationären Gleitring verbindet.
Weiter bevorzugt umfasst das Rückschlagventil eine Einstellvorrichtung zur Einstellung der Rückstellkraft des Rückstellelementes. Hierdurch ist es möglich, dass das Rückschlagventil für verschiedenste Einsatzzwecke jeweils individuell angepasst werden kann. Somit kann ein standardisiertes Rückschlagventil für verschiedenste Einsatzzwecke mit unterschiedlich hohen Druckstossmaxima, z.B. bei verschiedenen Grössenordnungen von Kompressoren, verwendet werden. Die Einstellvorrichtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass im Rückschlagventil ein Raum zur Anordnung von unterschiedlich dicken Unterlegscheiben vorgesehen wird. Alternativ kann die Einstellvorrichtung auch durch einen Schraubbolzen vorgesehen werden, welcher mit einem Ende des Rückstellelementes verbunden ist, und welcher durch Einbzw. Herausschrauben eine Federkraft des Rückstellelementes ändert.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht von Fig. 1 , und
Fig. 3 eine vergrösserte Teilansicht eines Rückschlagventiles der
Gleitringdichtungsanordnung von Fig. 1.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung 1 mit einer Schutzvorrichtung gegen einen Druckstoss im Detail beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer Verwendung einer erfindungsgemässen gasgeschmierten Gleitringdichtungsanordnung 1. Die Gleitringdichtungsanordnung 1 dichtet dabei einen mit einem Fördermedium gefüllten ersten Raum 17 gegenüber einem zweiten Raum 18, z.B. der Atmosphäre, ab. Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst einen stationären Gleitring 2, einen rotierenden Gleitring 3 sowie einen zwischen den beiden Dichtflächen der Gleitringe 2, 3 sich im Betrieb ausbildenden Dichtspalt 4. Zur Abdichtung des Fördermediums ist ferner eine Sperrdruckeinrichtung vorgesehen, welche einen Sperrgasraum 6 umfasst, welchem Sperrgas über eine Sperrgaszuleitung 7, einen Ringraum 7a und eine Verbindungsleitung 7b zugeführt wird. Vom Sperrgasraum 6 wird das Sperrgas, wie aus Fig. 2 ersichtlich, über eine Passage 23 und eine Strömungspassage 28 zum Dichtspalt
4 zugeführt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Sperrgasraum 6 dabei in einem separaten, stationären Bauteil 9 angeordnet, wobei das stationäre Bauteil 9 mit einem Gehäuseteil
5 oder einem anderen stationären Bauteil verbunden ist. Der Sperrgasraum wird dabei durch eine ringförmige Ausnehmung 19 im stationären Bauteil 9 definiert, wobei die ringförmige Ausnehmung 19 auch einen Teil des stationären Gleitringes 2 sowie eine Vorspanneinheit, umfassend einen Kraftübertragungsring 22 und eine Vorspannfeder 24, aufnimmt. Am Kraftübertragungsring 22 ist ein Paar von Dichtungselementen 25, 26 vorgesehen, wobei die Dichtungselemente 25, 26 sowohl in radialer auch in axialer Richtung X-X über die Endflächen des Kraftübertragungsringes 22 im montierten Zustand vorstehen. Das Vorstehen des Dichtungselementes 26 in radialer Richtung wird dabei erst durch Aufbringen der Federkraft mittels der Vorspannfeder 24 erreicht. Die beiden Dichtungselemente 25, 26 sind dabei in im Querschnitt teilkreisförmigen Eckbereichen des Kraftübertragungsringes 22 angeordnet. Ferner ist der Kraftübertragungsring 22 mittels eines Bolzens 32 in einer im stationären Gleitring 2 gebildeten Ausnehmung 2a drehfest gehalten.
Durch das Vorstehen der beiden Dichtungselemente 25, 26 in axialer Richtung X-X entsteht ein Spalt 27 zwischen dem Kraftübertragungsring 22 und dem stationären Gleitring 2. Wie weiter, insbesondere aus Fig. 2, ersichtlich ist, ist der stationäre Gleitring 2 stufenförmig aufgebaut und weist an seiner Gleitfläche eine ringförmige Ausnehmung 29 auf. Im rotierenden Gleitring 3 ist an entsprechender Position eine ringförmige Ausnehmung 30 gebildet. Der rotierende Gleitring 3 ist dabei auf einer mit der Welle 21 verbundenen Buchse 20 fixiert. Durch diesen Aufbau ist sichergestellt, dass Sperrgas in den durch die beiden Ausnehmungen 29, 30 gebildeten Raum zugeführt wird und dort ringförmig entlang des Umfanges der Gleitflächen der Gleitringe 2, 3 verteilt wird. Ggf. können auch mehrere Strömungspassagen 28 vorgesehen werden. Da das Sperrgas einen höheren Druck als der Druck des Fördermediums im ersten Raum 17 und auch einen höheren Druck als der im zweiten Raum 18 herrschende Druck aufweist, kann somit sicher verhindert werden, dass Fördermedium aus dem ersten Raum 17 in den zweiten Raum 18 gelangt.
Ferner ist im ringförmigen, stationären Bauteil 9 eine Durchgangspassage 8 vorgesehen (vgl. Fig. 1 und 3), wobei in der Durchgangspassage 8 ein Rückschlagventil
10 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 10 umfasst ein Ventilglied 11 , ein Rückstellelement 12, ein Ventilgehäuse 13 und eine Einstellscheibe 14. Das Rückschlagventil 10 ist mittels eines Sicherungsringes 15 in der Durchgangspassage gesichert und mittels eines O-Ringes 16 am Aussenumfang des Ventilgehäuses 13 gegenüber dem stationären Bauteil 9 abgedichtet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Durchgangspassage 8 zwischen dem mit Medium gefüllten ersten Raum 17 und dem Sperrgasraum 6 vorgesehen. Bei geöffnetem Rückschlagventil 10 kann somit eine Verbindung zwischen dem ersten Raum 17 und dem Sperrgasraum 6 hergestellt werden. Eine Öffnungsrichtung B des Rückschlagventils 10 ist dabei derart, dass bei entsprechenden Druckverhältnissen Medium aus dem ersten Raum 17 zum Sperrgasraum 6 strömen kann und das Rückschlagventil in Gegenrichtung, d.h. von dem Sperrgasraum 6 zum ersten Raum 17, sperrt.
Das Rückschlagventil 10 kann dabei als Einheit vormontiert werden, wobei für verschiedene Einsatzzwecke verschiedene Einstellscheiben 14 mit unterschiedlichen Dicken verwendet werden können, um so eine Schliesskraft, welche durch das Rückstellelement 12 aufgebracht wird, einzustellen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, stützt sich dabei das Rückstellelement 12 einerends am stationären Bauteil 9 und andererends am Einstellring 14 ab. Die Durchgangspassage 8 ist dabei als Stufenbohrung vorgesehen. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Absatz 8a als Anlage für das Rückschlagventil 10 bereit gestellt werden. Der Einstellring 14 liegt wiederum an einem Flanschbereich 11a des Ventilgliedes 11 an, wobei das Ventilglied
1 an einem am Ventilgehäuse 13 gebildeten Ventilsitz 13a schliesst. Im normalen Betrieb ist das Rückschlagventil 10 dabei in seiner geschlossenen Position, so dass kein Medium aus dem mit dem Fördermedium gefüllten ersten Raum 17 durch die Durchgangspassage 8 in den Sperrgasraum 6 gelangen kann. Wenn im Betrieb allerdings ein Druckstoss auftritt, bei dem der Druck im ersten Raum 17 höher ist als im Sperrgasraum 6, öffnet das Rückschlagventil 10, so dass eine Verbindung zwischen dem ersten Raum 17 und dem Sperrgasraum 6 offen ist. In Fig. 3 ist ein auftretender Druckstoss mit dem Pfeil A angedeutet und eine Öffnungsrichtung des Rückschlagventils mit dem Pfeil B angedeutet, wobei in Fig. 3 die geschlossene Position des Rückschlagventils 10 dargestellt ist. Somit pflanzt sich der durch den Druckstoss im ersten Raum 17 auftretende Druck bis in den Sperrgasraum 6 fort und liegt somit an der rückseitigen Fläche des stationären Gleitringes 2 an. Da sich der durch den Druckstoss auftretende Druck auch in den Dichtspalt 4 zwischen dem rotierenden und stationären Gleitring 2 fortpflanzen kann, herrscht somit am stationären Gleitring 2 im wesentlichen ein Druckgleichgewicht. Dies verhindert, dass der Druckstoss Beschädigungen im Bereich des Dichtspaltes, beispielsweise durch eine ungleichmässige Verschiebung oder Schrägstellung der Gleitringe 2, 3, hervorrufen kann.
Sobald die Druckspitze aus dem ersten Raum 17 wieder abgebaut ist, schliesst das Rückschlagventil 10 aufgrund des Rückstellelementes 12 wieder selbsttägig, so dass die Verbindung zwischen dem ersten Raum 17 und dem Sperrgasraum 6 wieder unterbrochen ist. Durch die im voraus definierbare Rückstellkraft über das Rückstellelement 12 kann dabei die Druckgrenze, ab welcher das Rückschlagventil 10 öffnet, definiert werden. Dies kann beispielsweise durch Vorsehen verschiedener Rückstellelemente 12 mit unterschiedlichen Federkonstanten oder durch Vorsehen verschieden dicker Einstellringe 14 erreicht werden. Somit kann für jeden Anwendungsfall individuell ein vorbestimmter Druckwert definiert werden, ab welchem das Rückschlagventil 10 öffnen soll und somit verhindern soll, dass eine Beschädigung der Gleitringdichtung durch den Druckstoss auftreten kann.
Erfindungsgemäss kann ferner unmittelbar nach Abklingen des Druckstosses, d.h. sobald der Druck im ersten Raum 17 wieder unter den definierten Öffnungsdruck des Rückschlagventils 10 fällt, das Rückschlagventil 10 wieder automatisch schliessen und die Sperrdruckeinrichtung wieder selbsttätig den Sperrdruck am Dichtspalt 4 aufbauen kann. Somit kann erfindungsgemäss durch eine einfache und sehr kostengünstige Massnahme verhindert werden, dass durch Druckstösse Beschädigungen an der Gleitnngdichtungsanordnung auftreten. Ferner kann, da das Rückschlagventil 10 in einem separaten, stationären Bauteil 9 angeordnet ist, das Rückschlagventil 10 schon im voraus in das stationäre Bauteil 9 montiert werden und so als vormontierte Baugruppe bereitgestellt werden. Hierbei kann auch der Kraftübertragungsring 22 nebst den Dichtungselementen 25, 26 und der Vorspannfeder 24 sowie der stationäre Gleitring 2 vormontiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung zur Abdichtung zwischen einem mit einem Fördermedium gefüllten ersten Raum (17) und einem zweiten Raum (18), umfassend:
einen stationären Gleitring (2),
einen rotierenden Gleitring (3), wobei der stationäre Gleitring (2) und der rotierende Gleitring (3) zwischen sich einen Dichtspalt (4) ausbilden,
eine Sperrdruckeinrichtung mit einem Sperrgasraum (6), wobei ein Sperrgas über den Sperrgasraum (6) zum Dichtspalt (4) zuführbar ist,
eine Durchgangspassage (8), welche einerends in den Sperrgasraum (6) mündet und andererends in den ersten Raum (7) mündet, und
ein Rückschlagventil (10) mit einem Ventilglied (1 1) und einem Rückstellelement (12), wobei das Rückschlagventil (10) in der Durchgangspassage (8) angeordnet ist und eine Öffnungsrichtung (B) des Rückschlagventils zum Sperrgasraum (6) gerichtet ist.
2. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangspassage (8) stufenförmig mit einem Absatz (8a) ausgebildet ist und sich das Rückstellelement (12) am Absatz (8a) abstützt.
3. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangspassage (8), ausgehend von einer Mittelachse (X-X) in radialer Richtung auf Höhe des stationären Gleitringes (2) angeordnet ist.
4. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (10) ein Ventilgehäuse (13) mit einem daran gebildeten Ventilsitz (13a) umfasst.
5. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (13) mittels einer Presspassung und/oder mittels eines Sicherungsringes (15) in der Durchgangspassage (8) fixiert ist.
6. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein ringförmiges stationäres Bauteil (9), in welchem die Durchgangspassage (8) und der Sperrgasraum (6) vorgesehen sind.
7. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stationäre Gleitring (2) eine Strömungspassage (28) umfasst, welche den Sperrgasraum (6) mit dem Dichtspalt (4) verbindet.
8. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (10) eine Einstellscheibe (14) zur Einstellung einer Rückstellkraft des Rückstellelementes (12) umfasst.
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