DE1264904B

DE1264904B - Mechanical seal

Info

Publication number: DE1264904B
Application number: DE1966SC039264
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Bach
Original assignee: Schmalenberger & Co
Current assignee: Schmalenberger & Co
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1968-03-28

Description

Gleitringdichtung Die Erfindung betrifft eine als Einbaueinheit ausgebildete Gleitringdichtung, die aus einer Hülse besteht, auf bzw. in der zwischen von der Hülse radial abstehenden Anschlägen ein einen Gegenlaufring aufweisender und ein einen axial unter Federwirkung verschieblichen Gleitring aufweisender Bauteil gehaltert sind, wobei die Hülse mit ihrem den Gegenlaufring aufweisenden Bauteil voraus auf die Achse oder Welle aufschiebbar bzw. in eine Bohrung des die Welle umgebenden Maschinenteils einschiebbar ist und der den Gegenlaufring aufweisende Bauteil über einen weiteren Anschlag an der Hülse in die Bohrung des Maschinenteils hineindrückbar bzw. auf die Welle aufschiebbar ist.Mechanical seal The invention relates to a built-in unit Mechanical seal, which consists of a sleeve on or in the between of the Sleeve radially protruding stops one having a mating ring and one a component having a sliding ring which is axially displaceable under spring action is supported are, the sleeve with its component having the mating ring in advance the axis or shaft can be pushed on or into a bore of the shaft surrounding the shaft Machine part can be pushed in and the component having the counter-rotating ring over another stop on the sleeve can be pressed into the bore of the machine part or can be pushed onto the shaft.

Insbesondere bei Kreiselpumpen in Blockbauweise, bei denen also das Pumpengehäuse direkt mit dem Antriebsmotor zusammengebaut, das Laufrad fliegend angeordnet und die Pumpenwelle nur im Antriebsmotor gelagert ist, kann ein besonderer Deckel als zusätzliches Teil dadurch vermieden werden, daß der Motorflansch selbst die Funktion dieses Pump--ndeckels ausübt. Eine Gleitringdichtung kann. hier nur von der Laufradseite her in den Motorflansch eingebaut bzw. aus diesem ausgebaut werden. Bei einer bekannten Dichtung (USA.-Patentschrift 3 026114) umgibt die Hülse den Gleitring und den Gegenlaufring, der letztere ist axial unverschiebbar mit der Hülse durch ein Lager verbunden. Die Dichtung ist aufwendig durch die Notwendigkeit eines besonderen Lagers, sie läßt sich nur schwer ein- und ausbauen. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform (USA.-Patentschrift 2 639 170), die allerdings nur zum Abdichten gegen niedrige Drücke geeignet ist, wird der Gleitring über die Gleitflächen in eine Wandung hineingeschoben. Die Gleitflächen können dabei leicht Schaden nehmen, so daß die Dichtung undicht wird. Bei einer weiteren bekannten Gleitringdichtung USA.-Patentschrift 3 050 319) müssen die Hülse, der Gleitring und der Gegenlaufring durch eine besondere Außenhülse zusammengehalten werden, wobei sich ergibt, daß nicht nur der Außendurchmesser der Dichtung unliebsam vergrößert wird, sondern auch sehr geringe Herstellungstoleranzen gefordert werden müssen. Darüber hinaus wird die Kraft insbesondere beim Abziehen der Dichtung wieder über die Gleitflächen geleitet.Especially with centrifugal pumps in block design, which means that the Pump housing assembled directly with the drive motor, the impeller flying arranged and the pump shaft is only mounted in the drive motor, a special Cover as an additional part can be avoided by the fact that the motor flange itself performs the function of this pump cover. A mechanical seal can. here only installed in or removed from the motor flange from the impeller side will. In a known seal (US Pat. No. 3,026,114), the sleeve surrounds the sliding ring and the mating ring, the latter is axially immovable with the Sleeve connected by a bearing. The seal is complicated by necessity a special bearing, it is difficult to install and remove. With another known embodiment (US Pat. No. 2,639,170), which, however, only for Sealing against low pressures is suitable, the sliding ring is over the sliding surfaces pushed into a wall. The sliding surfaces can easily be damaged so that the seal becomes leaky. In another known mechanical seal USA.-Patent 3 050 319) the sleeve, the sliding ring and the mating ring are held together by a special outer sleeve, the result being that not only is the outer diameter of the seal undesirably enlarged, but also very small manufacturing tolerances must be required. In addition, will the force is passed over the sliding surfaces again, especially when the seal is pulled off.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung zu schaffen, bei der erfüllt ist, daß beim Aufschieben der Hülse der Gegenlaufring in eine Bohrung bis zu einem axialen Anschlag einschiebbar ist, ohne daß die Gleitflächen zwischen dem Gleitring und dem Gegenlaufring Schaden nehmen können und der Gegenlaufring nach dem Einschieben nicht an den Anschlägen der Hülse reibt, aber die sich zudem leicht ein- und ausbauen läßt, preisgünstig herstellbar und einfach montierbar ist.The invention is based on the object of a mechanical seal create, in which it is fulfilled that when the sleeve is pushed on, the mating ring can be inserted into a bore up to an axial stop without the sliding surfaces between the sliding ring and the mating ring can be damaged and the mating ring After inserting it does not rub against the stops of the sleeve, but it does can be easily installed and removed, can be manufactured inexpensively and is easy to assemble.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Gegenlaufring auf der Hülse mit axialem Spiel zwischen dem am Ende der Hülse angebrachten und dem sein Einschieben bewirkenden Anschlag angeordnet ist und zwischen der Welle bzw. dem die Welle umgebenden Maschinenteil und dem Einsteckende der Hülse eine zur axialen Rückstellung der Hülse nach dem Einschieben des Gegenlaufringes dienende Feder vorgesehen ist.To solve this problem, the invention provides that the mating ring on the sleeve with axial play between that attached to the end of the sleeve and the stop causing its insertion is arranged and between the shaft or the machine part surrounding the shaft and the insertion end of the sleeve for the axial return of the sleeve after the mating ring has been pushed in Spring is provided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine an einen Elektromotor angeblockte Kreiselpumpe, F i g. 2 einen Schnitt durch die Gleitringdichtung. Das Gehäuse eines Elektromotors 1 ist auf einer Seite vorgezogen und bildet einen Motorflansch 2, an den ein Pumpengehäuse 3 aufgesetzt und über Schrauben 4 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 5 festgehalten ist. Auf einer Antriebswelle 6, die lediglich im Elektromotor 1 gelagert ist, sitzt fliegend ein Laufrad 7, es wird über eine Paßfeder S mitgenommen. Das zu befördernde Medium wird über einen Ein= laß 9 angesaugt und an einem nicht näher gezeigten Auslaß des Pumpengehäuses 3 ausgestoßen. Das Laufrad 7 läuft in einer Druckkammer 1®, die so gut wie möglich nach außen abgedichtet werden muß, insbesondere an der Durchführung der Antriebswelle 6. Dieser Abdichtung dient eine Gleitringdichtung, wie sie im Schnitt aus der F i g. 2 hervorgeht. Auf einer Hülse 11 sitzt ein Bauteil 12 mit einem Gleitring 15 und ein Bauteil mit einem Gegenlaufring 13. Der Gleitring 15 ist in einem Mantel 14 geführt, er wird über eine Feder 16 nach außen gedrückt. Der Mantel 14 liegt an einem Bund 17 der Hülse 11 an; an ihm stützt sich die Feder 16 ab. Der Gegenlaufring 13 trägt eine Eindrehung 18, in die ein O-Ring 19 eingelegt ist. Der Bauteil 12 mit dem Gleitring 15 und der Bauteil mit dem Gegenlaufring 13 sind zwischen dem Bund 17 und einem als Sicherungsring ausgebildeten Anschlag 20 am Ende der Hülse festgehalten. Die Hülse 11 weist noch einen Anschlag 21 auf, der so weit vom Anschlag 20 entfernt ist, daß der Gegenlaufring 13 eine bestimmte axiale Bewegung durchführen kann. In die der Antriebswelle 6 angepaßten Bohrung 22 der Hülse 11 ist eine Nut 23 eingelassen, die einen Wellendichtring 24 aufnimmt.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows F i g. 1 a section through a Centrifugal pump blocked to an electric motor, FIG. 2 a section through the Mechanical seal. The housing of an electric motor 1 is preferred on one side and forms a motor flange 2 to which a pump housing 3 is placed and over Screws 4 with the interposition of a seal 5 is held. On a Drive shaft 6, which is only supported in the electric motor 1, is overhung Impeller 7, it is carried along via a parallel key S. The medium to be conveyed becomes Sucked in via an inlet 9 and at an outlet, not shown in detail, of the pump housing 3 launched. The impeller 7 runs in a pressure chamber 1®, which is as good as possible must be sealed to the outside, especially at the implementation of the drive shaft 6. This seal is provided by a mechanical seal, as shown in section from the F i g. 2 emerges. A component 12 with a sliding ring 15 is seated on a sleeve 11 and a component with a mating ring 13. The sliding ring 15 is in a jacket 14 out, it is pressed to the outside via a spring 16. The coat 14 lies on a collar 17 of the sleeve 11; the spring 16 is supported on it away. The counter-rotating ring 13 has a recess 18 into which an O-ring 19 is inserted is. The component 12 with the sliding ring 15 and the component with the mating ring 13 are between the collar 17 and a stop 20 designed as a locking ring held at the end of the sleeve. The sleeve 11 also has a stop 21 which is so far away from the stop 20 that the mating ring 13 has a certain axial Can perform movement. In the adapted to the drive shaft 6 bore 22 of In the sleeve 11, a groove 23 is let in, which receives a shaft sealing ring 24.

Die Antriebswelle 6 trägt einen Absatz 25, an dem sich eine Feder 26, z. B. ein Federpaket aus Tellerfedern, anlegt. Diese Feder 26 drückt gegen die Hülse 11, damit diese mit Sicherheit vom Gegenlaufring 13 während des Betriebes getrennt ist und nur die Stirnseite des aus Graphit bestehenden Gleitringes 15 an der Stirnseite des Gegenlaufringes 13 schleift.The drive shaft 6 has a shoulder 25 on which a spring is located 26, e.g. B. creates a spring package made of disc springs. This spring 26 presses against the Sleeve 11, so that this with security from the counter ring 13 during operation is separated and only the end face of the sliding ring 15 made of graphite the face of the mating ring 13 grinds.

Der Einbau der Gleitringdichtung gestaltet sich sehr einfach. Vor der Befestigung des Pumpengehäuses 3 wird die Baueinheit - Hülse 11, Gegenlaufring 13, Gleitring 15 - auf die Antriebswelle 6 aufgeschoben. Dabei wird der Gegenlaufring 13 über den Anschlag 21 in eine entsprechende Ausnehmung 27 des Motorflansches 2 gedrückt, und die Wellendichtung 24, z. B. ein Teflonring, gleitet über einen Kegel 28 der Antriebswelle 6 und legt sich straff gegen den Außendurchmesser der Welle. Die Teile sind so bemessen, daß der Gegenlaufring 13 durch Klemmwirkung über den O-Ring 19 im Motorflansch 2 festgehalten wird. Eine ständige Kraft wird auf ihn in Richtung auf den Elektromotor 1 zu auch durch die Federn 16 des Bauteiles 12 ausgeübt. Dann wird auf die Antriebswelle 6 das Laufrad 7 aufgeschoben, das sich unmittelbar an die Stirnseite 29 der Hülse 11 anlegt. Dabei greift ein Stift 30 in eine Bohrung 31 in der Hülse 11, damit diese formschlüssig mitgenommen wird. Die Gleitringdichtung und das Laufrad 7 werden auf der Antriebswelle 6 durch einen Sicherungsring 32 gesichert. Die Feder 26 drückt die Hülse 11 nach dem Einschieben des Gegenlaufringes 13 wieder etwas zurück, so daß der Anschlag 21 während des Laufes nicht störend an der Gleitfläche des Gegenlaufringes 13 zur Anlage kommen kann. Über die Hülse 11 wird auch das Laufrad 7 ständig am Sicherungsring 32 gehalten. Der Anschlag 20 und die Feder 26 übernehmen gleichzeitig die Funktion eines Spritzringes für eventuell durchkommende Flüssigkeit, so daß ein zusätzlicher Schutz für den Elektromotor 1 gegeben ist. Im Laufrad 7 sind noch Bohrungen 33 angeordnet, die den Raum 34 nach einer Labyrinthdichtung 35 mit dem Ansaugraum verbinden, so daß die Gleitringdichtung von vornherein entlastet ist.The installation of the mechanical seal is very easy. before the attachment of the pump housing 3 is the structural unit - sleeve 11, mating ring 13, sliding ring 15 - pushed onto the drive shaft 6. The mating ring is thereby 13 via the stop 21 into a corresponding recess 27 in the motor flange 2 pressed, and the shaft seal 24, for. B. a Teflon ring, slides over a cone 28 of the drive shaft 6 and lies taut against the outer diameter of the shaft. The parts are dimensioned so that the mating ring 13 by clamping action on the O-ring 19 is held in the motor flange 2. A constant force will be upon him in the direction of the electric motor 1 also by the springs 16 of the component 12 exercised. Then the impeller 7 is pushed onto the drive shaft 6, which is rests directly on the end face 29 of the sleeve 11. A pin 30 engages here into a bore 31 in the sleeve 11 so that it is entrained in a form-fitting manner. The mechanical seal and the impeller 7 are on the drive shaft 6 by a Circlip 32 secured. The spring 26 presses the sleeve 11 after insertion of the mating ring 13 back somewhat so that the stop 21 during the run cannot interfere with the sliding surface of the mating ring 13. The impeller 7 is also constantly held on the securing ring 32 via the sleeve 11. The stop 20 and the spring 26 simultaneously assume the function of a splash ring for any liquid that may come through, so that additional protection for the Electric motor 1 is given. In the impeller 7 bores 33 are still arranged, the connect the space 34 to a labyrinth seal 35 with the suction space, so that the mechanical seal is relieved from the start.

Soll eine schadhafte Gleitringdichtung ausgewechselt werden, so kann dies in kürzester Zeit erfolgen. Nach dem Lösen des Pumpengehäuses 3 wird der Sicherungsring 32 abgenommen, ohne weiteres kann dann das Laufrad 7 und die Gleitringdichtung abgezogen werden. Dabei nimmt der Anschlag 20 den Gegenlaufring 13 mit. Die Abmessungen der einzelnen Teile sind so getroffen, daß bei fertig eingebauter Gleitringdichtung der Anschlag 20 nicht am Gegenlaufring 13 anliegt, so daß dieser nicht über die Feder 26 und den Anschlag 20 von seinem dichtenden Sitz in der Ausnehmung 27 herausgedrückt werden kann. Nach dem Ausbau der alten Dichtung wird einfach ein neuer Bausatz eingeschoben.If a damaged mechanical seal is to be replaced, then this can be done in the shortest possible time. After loosening the pump housing 3, the locking ring 32 removed, the impeller 7 and the mechanical seal can then easily be removed will. The stop 20 takes the counter-rotating ring 13 with it. The dimensions of the individual parts are made so that when the mechanical seal is completely installed the stop 20 does not bear against the counter ring 13, so that it does not have the The spring 26 and the stop 20 are pushed out of its sealing seat in the recess 27 can be. After removing the old seal, a new kit is simply inserted.

Die Gleitringdichtung kann leicht in kürzester Zeit auch von Hilfspersonal ohne besondere Spezialwerkzeuge beliebig oft ein- und ausgebaut werden, so daß jederzeit ihre Reparatur oder ihr Austausch möglich ist.The mechanical seal can also be easily installed by auxiliary staff in a very short time can be installed and removed as often as required without special tools, so that at any time their repair or replacement is possible.

Der Gegenlaufring kann von der Seite des Gleitringes her in die Wandung stramm eingepreßt werden, ohne daß für die Gleitflächen irgendeine Gefahr besteht. Nach dem Einschieben des Gegenlaufringes wird dieser durch die Feder von der Hülse getrennt, so daß ein schleifendes Anliegen während des Betriebes vermieden wird. Beim Ein- und Ausbauen werden Gleitflächen auf der Welle oder im Gehäuse nicht beschädigt. Die Gleitringdichtung läßt sich preisgünstig herstellen und baut außerdem in radialer Richtung klein.The mating ring can be pushed into the wall from the side of the sliding ring be pressed in tightly without any danger to the sliding surfaces. After the mating ring has been pushed in, the spring detaches it from the sleeve separated, so that a dragging concern is avoided during operation. Sliding surfaces on the shaft or in the housing are not damaged during installation and removal. The mechanical seal can be manufactured inexpensively and also builds in a radial direction Direction small.

Claims

Claims:. 1. Mechanical seal designed as an installation unit; which consists of a sleeve on or in the between radially protruding from the sleeve Stops one having a mating ring and one axially under spring action shift = borrowed sliding ring having component are supported, the sleeve with their component having the mating ring ahead of them on the axle or shaft can be pushed on or inserted into a bore in the machine part surrounding the shaft is and the component having the mating ring on a further stop the sleeve can be pressed into the bore of the machine part or pushed onto the shaft is, d a d u r c h, that the counter-rotating ring (13) on the sleeve (11) with axial play between the one attached to the end of the sleeve (11) and the one Pushing-in causing stop (20, 21) is arranged and between the shaft (6) or the machine part surrounding the shaft and the insertion end of the sleeve (11) one for the axial return of the sleeve (11) after the mating ring has been pushed in (13) serving spring (26) is provided.

2. Mechanical seal according to claim 1, characterized characterized in that the stop effecting the insertion of the counter-rotating ring (13) (21) is obtained by reducing the diameter of the sleeve (11).

3. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that the one attached to the end of the sleeve (11) Stop (20) consists of a locking ring in a manner known per se. Into consideration Drawn pamphlets: USA: Patent Nos. 2,706,652, 2,467,960, 2,797,940, 3 050 319, 3 024 028, 2 639170, 3 042414.2 279 669.