DE2120331A1

DE2120331A1 - Gehäuse

Info

Publication number: DE2120331A1
Application number: DE19712120331
Authority: DE
Inventors: Frank Albert Allegany N.Y. Yehl (V.StA.)
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1970-04-22
Filing date: 1971-04-21
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR2089993A5; CH532217A; CA949998A; US3664674A; GB1342657A; JPS5121094B1; NL7105277A

Description

a Fall TC-69-10

DRESSER INDUSTRIES, Inc., Republic National Bank Building, Dallas, Texas 75 221 / U S A

"GEHÄUSE"

Die Erfindung betrifft ein verbessertes abgedichtetes Gehäuse, indem eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen einer Stirnplatte und den geteilten Gehäuseteilen angeordnet ist. Insbesondere aber nicht darauf beschränkt - betrifft die Erfindung eine verbesserte Dichtungsanordnung zur Bildung einer flüssigkeitsdichten Dichtung zwischen einem kreisförmigen Stirnteil und halbzylindrischen Gehäuseteilen, wobei die Dichtung einem Druckunterschied in dem Gehäuse unterworfen ist.

Zahlreiche Versuche sind in der Vergangenheit unternommen worden, um eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem kreisförmigen Stirnteil und den halbzylindrischen Gehäuseteilen zu erreichen.

Diese Versuche waren jedoch nicht befriedigend. Bei einem Verfahren das angewandiiworden ist, ist eine O-Dichtung an der Peripherie des Stirnteiles angeordnet worden. Die O-Dichtung muß bei dieser Anordnung einen äußeren Durchmesser aufweisen, der größer ist als der innere Durchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteile, so daß die Gehäuseteile - wenn sie zusammengesetzt werden - dichtend mit dem O-Ring in Eingriff kommen.

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Wenn das Stirnteil mit der Dichtung darauf in einem der halbzylindrischen Gehäuseteile in die richtige Position gebracht worden ist, dann wird der O-Ring deformiert und herausgedrückt in den Teil des Stirnteiles, der nicht in Eingriff mit dem Gehäuseteil ist und demzufolge liegt er für gewöhnlich lose an dem Stirnteil an. Wenn dann das passende Gehäuseteil aufgesetzt wird, ist die O-Ring-Dichtung häufig zerschnitten oder zerstört mit dem Erfolg, daß keine flUssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Stirnteil und dem zuletzt aufgesetzten Gehäuseteil erreicht wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Gehäuse-Dichtungsanordnung zu schaffen, die eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Stirnteil und den zusammengebauten halbzylindrischen Teilen, die das Gehäuse bilden, bildet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gehäuse-Di chtungs anordnung zu schaffen, bei der bei geteilten Gehäusen die Möglichkeit einer Zerstörung der Dichtung während des Zusammenbaues unterbunden wird.

Schließlich besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, eine Gehäuse-Dichtungsanordnung zu schaffen, die leicht und schnell von außen nach dem Zusammenbau des Gehäuses angebracht werden kann, um eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen der Stirnplatte und den Gehäuseteilen zu schaffen.

Gelöst werden diese Aufgaben erfindungsgemäß durch ein Gehäuse, bestehend aus einem kreisförmigen Stirnteil mit Innen- und Aus-

/halb-

senseiten, einem Paar zusammengehörender'zylindrischer Gehäuseteile, die jeweils eine Ausnehmung zur Aufnahme des Stirnteiles aufweisen, aus Dichtungsmitteln zur Bildung einer geschlossenen flüssigkeitsdichten Dichtung zwischen den zusammengesetzten Stirn- und Gehäuseteilen, wobei diese Dichtungsmittel eine deformierbare ringförmige Dichtung, die das Stirnteil umgibt, aufweisen und wobei die Dichtung einen kleineren Durchmesser auf-

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weist, als der Innendurchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteil^ und aus deformierenden Teilen, die mit der Dichtung derart in Eingriff bringbar sind, daß diese zur Abdichtung der zusammengesetzten Stirn- und Gehäuseteile deformierbar ist.

Die deformierenden Teile bestehen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einem ringförmigen Teil das einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Gehäuseteile ist; und wobei das ringförmige Teil eine ringförmige Nut in der Peripherie nahe der einen Seite des Stirnteiles zur Aufnahme der Dichtung aufweist und wobei Befestigungsmittel zum Verbinden des ringförmigen Teiles mit dem Stirnteil und zum Übertragen einer Kraft auf die Dichtung derart, daß dieses zu einem dichtenden Eingriff mit den Stirn- und Gehäuseteilen deformierbar ist, vorgesehen sind.

Nach einem weiteren Merkmal kann ein zweites ringförmiges Teil vorgesehen sein, das einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Gehäuseteile ist, wobei dieses ringförmige Teil eine ringförmige Nut aufweist in der eine deformierbare zweite ringförmige Dichtung vorgehen ist, wobei deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteile ist und daß Befestigungsmittel vorgesehen sind, die das zweite ringförmige Teil mit dem Stirnteil derart verbinden, daß eine Kraft auf die Dichtung übertragbar ist durch die diese in dichtenden Eingriff mit den Stirn- und Gehäuseteilen bringbar ist.

Das Stirnteil weist eine ringförmige periphere Nut nahe jeder Seite auf, in der die ringförmigen Teile angeordnet sind und die Befestigungsmittel verbinden die ringförmigen Teile derart; daß eine gleichmäßige Kraft auf die Dichtungen übertragbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die ringförmigen Teile eine zweite ringförmige Nut innerhalb der Befestigungs-

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mittel auf, wobei in jeder der ringförmigen Nuten deformierbare ringförmige Dichtungen angeordnet sind und wobei diese ringförmigen Dichtungen in Eingriff mit dem Stirnteil und den ringförmigen Teilen bringbar sind. Das Stirnteil kann einen peripheren Flansch aufweisen, wobei die Ausnehmung in den Gehäuseteilen zur Aufnahme des Flansches derart ausgebildet sind, daß eine Bewegung der Stirnteile relativ zu den Gehäuseteilen verhinderbar ist.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht des Gehäuses mit den halbzylindrischen Gehäuseteilen, dem kreisförmigen Stirnteil und den Dichtungsteilen darin,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, wobei die Dichtungen im nicht deformierten Zustand gezeigt sind,

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich der Fig. 2, wobei aber die Dichtungen deformiert sind, so daß sie*flüssigkeitsdichtenden Eingriff mit den Stirnteilen und den äusseren Gehäuseteilen kommen
und

Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich der Fig. 2, durch eine modifizierte Form der Gehäuse-Dichtungsanordnung.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen, insbesondere auf die Fig. 1, ist darin mit dem Bezugszeichen 10 ein Turbo-Kompressor dargestellt, der den erfindungsgemäßen Aufbau zeigt. Der Turbo-Kompressor 10 bestellt aus einem Gehäuse 12 in dem ein Turbinen-Rotor (nicht gezeichnet) angeordnet ist. Die Welle 13 bildet einen Teil dieses Rotors.

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Das Gehäuse 12 weist ein Paar zusammenpassender halbzylindrischer Gehäuseteile 14 und 16 auf, die untereinander - wenn sie zusammengesetzt sind - durch eine Vielzahl von Bolzen 18, die sich durch sich axial erstreckende Flanschen 20, 22 an den Gehäuseteilen 14, 16 erstrecken verbunden sind. Obwohl hier nicht dargestellt, ist das Teil 14 und/oder 16 mit Einlaß- und Auslaßbohrungen versehen.

Das Gehäuse enthält ferner ein Paar Stirnplatten 24 (wobei in der Fig. 1 nur eine Platte zu sehen ist). Die Stirnplatten nehmen die Lager auf, in denen die Rotorwelle 13 drehbar gela-¹ gert ist.

Wie aus der Fig. 2 deutlich zu entnehmen ist, haben die Gehäuseteile 14 und 16 eine ringförmige Ausnehmung 26 die so bemessen ist, daß sie einen peripheren Flansch 28 an den Stirnplatten aufnehmen kann. Wenn der periphere Flansch 28 in der ringförmigen Ausnehmung 26 ist, dann ist die Stirnplatte 24 gegen eine axiale Bewegung in Bezug auf die Gehäuseteile 14, 16 gesichert. Die Stirnplatte 24 weist eine ringförmige Nut 30 an der äußeren Seite 32 und eine ringförmige Nut 34 anjder inneren Seite 36 auf. Die ringförmigen Nuten 30,34 weisen jeweils noch eine kleinere ringförmige Nut 35 auf und sind so ausgebildet, daß sie ringförmige Teile 38, 40 aufnehmen können.

Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, ist die innere Oberfläche des ringförmigen Teiles 38 mit einer Nut 42 nahe der äußeren Peripherie und mit einer Nut 44 nahe der inneren Peripherie versehen, die einen ringförmigen Flansch 45 bildet, der von der einen Nut 35 aufgenommen wird. Die ringförmige Nut 42 ist in der Größe so ausgebildet, daß sie eine deformierbare O-Ringdichtung 46 aufnehmen kann, die einen Außendurchmesser hat, der kleiner als der Innendurchmesser der zusammengesetzten Gehäuse-

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teile 14, 16 ist. Der Grund hierfür wird später beschrieben.

Die Nut 44 ist ebenfalls so gewählt, daß sie eine deformierbare O-Ringdichtung 48 aufnehmen kann. Vorzugsweise ist wenigstens eine Oberfläche jeder der Nuten 42, 44 leicht konisch wie in der Fig. 2 dargestellt. Das ringförmige Teil 40 ist entsprechend mit einer ringförmigen Nut 50 in der äußeren Peripherie und einer ringförmigen Nut 52. in der inneren Peripherie versehen, die einen ringförmigen Flansch 53 bildet, der von der anderen Nut 35 aufgenommen wird. Die Nuten 50, 52 sind zur Aufnahme der O-Ringdichtungen 54, 56 geeignet ausgebildet.

Die O-Ringdichtung 54 hat einen äußeren Durchmesser der kleiner als der innere Durchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteile 14, 16 ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Nuten 42, 44, 50 und 52 nahe der Stirnplatte 24 angeordnet sind, wenn die ringförmigen Teile 38, 40 in dem Gehäuse 12 zusammengesetzt sind. Eine Mehrzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungsmitteln 58 erstrecken sich durch die ringförmigen Teile 38 und die Stirnplatte 24 und sind mit dem ringförmigen Teil 40 verschraubt. Die Befestigungsmittel 58 sind zwischen den Dichtungen 46 und 48 und zwischen den Dichtungen 54, 56 angeordnet. Die Anordnung ist so, daß beim Anziehen der Befestigungsmittel 58 die Flanschend und 53 an den ringförmigen Teilen 38, 40 in die Nuten 35 und relativ zueinander bewegt werden, um die Dichtung zu deformieren» Beim Zusammenbau des Gehäuses 12 werden die O-Ringdichtungen 46, 48, 54 und 56 in den entsprechenden Nuten in den ringförmigen Teilen 38, 40 angeordnet. Die ringförmigen Teile 38, 40 werden dann in die ringförmigen Nuten 30, 34 gebracht bzw. an den Stirnplatten 24 und sie werden lose in der in der Fig. 2 dargestellten Lage durch Befestigungsmittel gehalten. Durch die Länge der Flanschen 45 und 53 werden die Dichtungen während des Zusammenbaues sicher

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an den Stirnplatten 24 gehalten. Die Stirnplatten 24 werden dann auf der Welle 13 des Turbinenrotors angeordnet. Der Turbinenrotor und die Stirnplatten 24 werden in die richtige Lage gebracht und sitzen in dem Gehäuseteil 16 mit den peripheren Flanschen 28 der Stirnplatte 24 in der Ausnehmung 26 des Gehäuseteils 16.

Es ist wichtig, daß da der unbelastete Außendurchmesser der O-Ringdichtungen 46, 54 kleiner als der Innendurchmesser der Gehäuseteile 14, 16p die Dichtungen 46, 54 nicht deformiert werden und somit sich nicht verwerfen, wenn die Stirnplatten 24 in dem Gehäuseteil 16 angeordnet werden. Da sich die Köpfe der Befestigungsmittel 58 außen an dem Gehäuse 12 befinden, können diese leicht gedreht werden. Die Drehung der Befestigungsmittel 58 bewegt die ringförmigen Teile 38, 40 relativ zueinander, wo3?durch ein Druck auf die Dichtungen 46, 48, 54 und 56 ausgeübt wird. Die Dichtungen 46, 54 werden dadurch deformiert und bewirken eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen 14 und 16 und den Stirnplatten 24. Enbprechend bewirken die Dichtungen 48, 56 infolge ihrer Deformation eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen den ringförmigen Teilen 38, 40 und den Stirnplatten 24. Die Qualität der'Dichtung kann leicht dadurch überprüft werden, daß Druck durch die Poren 60 aufgegeben wird, die in Verbindung mit den Dichtungen benachbart zu den Seiten 32, der Stirnplatten 24 steht. Dieses Verfahren vermeidet die Notwendigkeit das ganze Gehäuse zur Überprüfung der Dichtungen zu füllen.

Obwohl nicht besonders dargestellt, kann eine ausreichende Dichtung bei vielen Installationen dadurch erreicht werden, daß nur die inneren ringförmigen Teile 40 und die passenden Dichtungen verwendet werden. In diesem Fall kann das äußere ringförmige Teil 38 - falls gewünscht - ganz entfallen.

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Die Befestigungsmittel sind natürlich von der Außenseite zugängig, um die Dichtungen zu deformieren und dadurch - wie vorher beschrieben - die gewünschte flüssigkeitsdichte Dichtung zu erhalten.

Da die Befestigungsmittel sich zwischen den Dichtungen 46, 54 . und 48, 56 erstrecken in das innere des Gehäuses abgedichtet, da keine Flüssigkeit die Befestigungsmittel 58 errreichen kann und da auch keine Flüssigkeit zwischen die Stirnplatten und die Gehäuseteile 14, 16 fließen kann. Demzufolge bildet die beschriebene Gehäuse- und Dichtungsanordnung eine dichte, geschlossene ringförmige Dichtung zwischen den Stirnplatten 24 und den Gehäuseteilen 14, 16.

Da die O-Ringdichtungen 46, 54 einen Außendurchmessen aufweisen, der kleiner ist als der Innendurchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteile 14, 16, tritt kein Auspressen der Dichtungen auf und daher werden die Dichtungen während des Zusammenbaues des Gehäuses 12 nicht zerschnitten oder geklemmt.

Die Figur 4 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Gehäuseaufbaus. Diese Abwandlung betrifft nur die Stirnplatte und die Dichtungsanordnung. Die Bezugszeichen entsprechen denen in den ) Figuren 1 bis 3. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich nimmt die Ausnehmung 26 in dem Gehäuseteil 16 einen peripheren Flansch 128 auf, der an der Stirnplatte 124 ausgebildet ist. Die Stirnplatte 124 weist ferner eine ringförmige Nut 130 in der Außenseite auf.*in der ringförmigen Nut der Stirnplatte 124 angeordnet. Das ringförmige Teil 138 weist eine kleine ringförmige Nut in ihrer Peripherie nahe der Stirnplatte 124 zur Aufnahme der defonaierbaren O-ftingdichtung 146 auf. Die O-Ringdichtung 146 hat einen entsprechenden Außendurchmesser, der kleiner ist als ' der Innendurchmesser der Gehäuseteile 14, 16, so daß die Dichtung 146 während des Zusanmenbaus nicht in Eingriff mit dem Ge-

*lln ringförmiges TeIX 138 let - 9 -

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INSPECTED

häuseteil kommt.

Eine Mehrzahl mit Gewinde versehenen Befestigungsmittel 158 erstrecken sich durch die ringförmigen Teile 138 und sind mit der Stirnplatte 124 verschraubt. Beim Anziehen der Befestigungsmittel 158 werden die ringförmigen Teile 138 gegen die Stirnplatte 124 gedrückt. Während die mit Gewinde versehenen Befestigungsmittel 158 gedreht werden und die ringförmigen Teile 138 sich gegen die Stirnplatte 124 bewegen, wird die O-Ringdichtung 146 deformiert und so in dichtenden Eingriff mit den Gehäuseteilen 14, 16 und der Stirnplatte 124 gebracht. Wenn sich die Befestirgungsmittel 158 nicht durch die Stirnplatte 124 erstrecken, ist es nicht notwendig in dem durch die Befestigungsmittel" 158 gebildeten Schraubenlochkreis eine Dichtung vorzusehen.

Wie vorher erwähnt und zwar im Zusammenhang mit der Ausführung gemäss der Fig. 1, wird die O-Ringdichtung 146 infolge ihrer äußeren Dimension beim Zusammenbau des Gehäuseteils 16 herausgedrückt. Daher wird die Dichtung während des Zusammenbaus des Gehäuseteils 14 mit dem Gehäuseteil 16 und der Stirnplatte auch nicht eingeklemmt oder geknickt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Deformation der Dichtung 146 zur Abdichtung von außerhalb des Gehäuses 12 ausgeführt werden kann und so leicht und schnell vorgenommen werden kann, nachdem das Gehäuse 12 zusammengebaut worden ist.

- Patentansprüche -- 10 -

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Claims

Patentansprüche :

1. Gehäuse, bestehend aus einem kreisförmigen Stirnteil (24, 124) mit Innen- und Außenseiten (32, 36, 132), einem Paar zusammengehörender halbzylindrischer Gehäuseteile (14, 16), die jeweils eine Ausnehmung (26) zur Aufnahme des Stirnteiles (24, 124) aufweisen, aus Dichtungsmitteln zur Eildung einer geschlossenen, flüssigkeitsdichten Dichtung zwischen den zusammengesetzten Stirn- und Gehäuseteilen, wobei diese Dichtungsmittel ein© deformierbare ringförmige Dichtung (46, 54, 146), die das Stirnteil umgibt, aufweisen und wobei die Dichtung einen kleineren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteile und sus deformierenden Teilen (38, 40, 138, 58 und 158), die mit der Dichtung derart in Eingriff bringbar sind, daß diese zur Abdichtung der zusammengesetzten Stirn- und Gehäuseteile deformierbar ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die deformierenden Teile aus einem ringförmigen Teil (38, 138), das einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem innendurchmesser der Gehäuseteile ist, bestehen und daß das ringförmige Teil (38, 138) eine ringförmige Nut (42, 142) in 4^er Peripherie nahe der einen Seite des Stirnteiles zur Aufnahme der Dichtung aufweist und daß Befestigungsmittel (58, 158) zum Verbinden des ringförmigen Teiles mit dem Stirnteil und zum Übertragen einer Kraft auf die Dichtung derart, dad diese zu einem dichtenden Eingriff mit den Stirn* usÄ Gehtuaeteilen deformierbar ist, vorgesehen sind,

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ORIGINAL INSPECTED

3. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites ringförmiges Teil (40) vorgesehen ist, das einen Außendurchmesser aufweist, der ia wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Gehäuseteile ist, daß dieses ringförmige Teil (40) eine ringförmige Nut (50) aufweist, daß eine deformierbare zweite ringförmige Dichtung (54) in der ringförmigen Nut (50) des zweiten ringförmigen Teiles (40). vorgesehen ist, wobei deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der zusammengesetzten Gehäuseteile ist und daß Befestigungsmittel (58) vorgesehen sind, die das zweite ringförmige Teil (40) mit dem Stirnteil (24) derart verbinden, daß eine Kraft auf die Dichtung übertragbar ist, durch die diese in dichtenden Eingriff mit den Stirn- und Gehäuseteilen bringbar ist.

4. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 3ι dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnteil (24) eine ringförmige periphere Nut (30, 34, 130) nahe Jeder Seite aufweist in der die ringförmigen Teile (38, 40, 138) angeordnet sind und daß die Befestigungsmittel (58) die ringförmigen Teile (38, 40) derart verbinden, daß eine gleichmäßige Kraft auf die Dichtungen (38, 40) tibertragbar ist.

5. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Teile (38, 40) eine zweite ringförmige Nut (44, 52) innerhalb der Befestigungsmittel (58) aufweisen und daß in jeder der ringförmigen Nuten (44, 52) deformierbare ringförmige Dichtungen (48, 56) «ngcordnet sind, wobei diese ringförmigen Dichtungen (48, 56) in Singriff mit dem Stimteil (24) und den ringförmigen Teilen (38, 40) bringbar sind«

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⁰^ML INSPECTED

6, Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das ringförmige Teil (3S) eine zweite ringförmige Nut innerhalb der Befestigungsmittel aufweist und daß in dieser Nut eine zweite deformierbare ringförmige Dichtung (48)
angeordnet ist.

7. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnteil (24, 124) einen peripheren Flansch (28, 128) aufweist und daß die Ausnehmungen (26) in den Gehäuseteilen (14, 16) zur Aufnahme des Flansches (28, 128) derart ausgebildet sind, daß eine Bewegung desyFtirnt^Lles (24, 124) relativ zu den Gehäuseteilen (14, Jw). veränderbar ist..

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