DE3416562C2

DE3416562C2 - Dichtung für eine drehbare Welle

Info

Publication number: DE3416562C2
Application number: DE3416562A
Authority: DE
Inventors: Leslie John Horsham Sussex Budgen; David Alan Burgess Hill Sussex Turrell
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1983-05-06
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1992-06-11
Also published as: GB8312613D0; IT8420808A0; IT1173954B; DE3416562A1; JPS6040869A; FR2545570A1; GB2140102A; IT8420808A1; FR2545570B1

Abstract

Eine Dichtung für eine Rotorwelle enthält mindestens zwei Dichtelemente (10, 12), die mit der Welle (2) an zwei voneinander beabstandeten Bereichen in Berührung kommen und eine Kammer (8) bilden, um an einer oder beiden Dichtungen vorbeitretendes Fluid zu sammeln. Die Kammer kann Einrichtungen (18, 20, 22) enthalten, um das gesammelte Fluid zur Wiederverwendung zurückzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine drehbare Welle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Dichtung dieser Art (GB-PS 6 87 120) besteht die Gefahr, daß der Verlust von Pumpenfluid infolge Austretens durch das äußere Dichtelement nicht ausreichend herabgesetzt ist.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Dichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die dem Verlust von Pumpenfluid wirksamer entgegenwirkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Aufgrund dieser Ausbildung wird der Verlust von Pumpenfluid infolge Austretens durch das äußere Dichtelement weiter herabgesetzt, indem durch den Gaseinlaß die Gasströmung zum Ausspülen des Fluids aus dem Kanal erzeugt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die einzige Figur eine Schnittansicht einer Dichtung der drehbaren Welle einer zweistufigen mechanischen Pumpe zeigt.
Nach der Zeichnung reicht eine mit einem (nicht dargestellten) Antriebselektromotor verbindbare Welle 2 eines Pumpenrotors durch eine Endwand eines Gehäuses 4, das das Pumpfluid, beispielsweise Perfluor-Polyether enthält.
An der Außenfläche des Gehäuses 4 ist eine teilweise geschlossene zylindrische Kammeraußenwand 6 befestigt, durch die die Welle 2 gleichfalls hindurchtritt, und die so ausgelegt ist, daß sie eine Fluid-Sammelkammer 8 bildet zur Aufnahme von aus dem Pumpengehäuse ausgetretenem Pumpfluid.
An der Innenfläche der Kammeraußenwand 6 sind mit Abstand voneinander zwei elastische Dichtelemente 10 und 12 aus einem bekannten Material, beispielsweise Polytetrafluorethylen befestigt. Die Dichtelemente 10, 12 sind so ausgelegt, daß sie in Gleitkontakt mit der Wellenoberfläche stehen, wobei das Dichtelement 10 vorwiegend wirksam ist, ein Austreten von Fluid aus dem Gehäuse 4 in die Fluid-Sammelkammer 8 zu verhindern und das Dichtelement 12 ein anschließendes Austreten von Fluid aus der Fluid-Sammelkammer 8 verhindert.
Ein dicht um die Welle 2 angebrachter und mit dieser drehbarer O-Ring 14 und/oder eine in die Wellenoberfläche eingearbeitete Nut 16 wirken so, daß an dem Dichtelement 10 vorbeitretendes Fluid abgefangen und daran gehindert wird, das Dichtelement 12 zu erreichen. Der O-Ring 14 und/oder die Nut 16 bewirken zusätzlich zusammen mit der sich drehenden Welle 2, daß abgefangenes Fluid von der Welle durch Zentrifugalkraft abgeworfen und in die Fluid-Sammelkammer 8 geleitet wird.
An der Unterseite der Kammeraußenwand 6 befindet sich ein Auslaß 18, durch den sich in der Fluid-Sammelkammer 8 sammelndes ausgetretenes Fluid zur Zurückleitung zur Pumpe abgeleitet werden kann. Ein Einlaß 20 am oberen Ende der Kammeraußenwand 6 ist so ausgelegt, daß Gas mit Überdruck in die Fluid-Sammelkammer 8 eingeleitet werden kann. Diese Gasströmung verläßt die Fluid-Sammelkammer 8 über den Auslaß 18 und wird von dort über ein Rohr 22 zum Pumpengehäuse zurückgeleitet. Das Gas dient als Träger zum Ausspülen des ausgetretenen Fluides aus der Fluid-Sammelkammer 8 und zum Zurückführen irgendwelchen in der Kammer gesammelten Fluides zu dem Pumpengehäuse. Das Gas, z. B. trockener Stickstoff, wird der Pumpe durch den (nicht dargestellten) Gasballast-Einlaß mit einem Überdruck zugeführt, der im Bereich von 0,1 bis 0,2 bar liegt. Der tatsächliche Gasdruck und die Strömungsgeschwindigkeit werden entsprechend den angestrebten Betriebsparametern der Pumpe ausgewählt. Es wird also eine mechanisch einfache, wirtschaftliche Einrichtung geschaffen, um den unvermeidlichen Fluidverlust zu reduzieren und komplizierte und aufwendige Wellendichtanordnungen zu vermeiden.
Statt einer mechanischen Vakuumpumpe können auch andere Geräte wie Motoren, Turbinen und dergl. Verwendung finden, bei denen eine drehbare Welle durch eine Gehäusewand hindurchtritt, die in Fluid für Schmier- oder andere Zwecke zurückhält. Statt getrockneten Stickstoffs können auch andere Gase mit Überdruck oder mit geringem Unterdruck eingesetzt werden.

Claims

1. Dichtung für eine drehbare Welle, die durch die Wand eines ein Fluid zurückhaltenden Gehäuses hindurchtritt, mit mindestens zwei Dichtungselementen, die in mit Abstand voneinander angeordneten Bereichen in dichtendem Kontakt mit der Welle stehen und zwischen den Bereichen eine Fluid-Sammelkammer begrenzen und mit Einrichtungen zum Abführen von aus dem Gehäuse ausgetretenem Fluid aus der Fluid-Sammelkammer, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaß (20) in der Fluid-Sammelkammer (8) vorgesehen ist für eine zum Ausspülen des ausgetretenen Fluids aus der Fluid-Sammelkammer wirksame Gasströmung.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid-Sammelkammer (8) durch eine die Welle und die Dichtelemente (10, 12) umgebende Kammeraußenwand gebildet ist, und daß die radial äußeren Endbereiche der Dichtelemente (10, 12) an der Innenfläche der Fluid-Sammelkammer (8) befestigt sind.

3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Kammeraußenwand (6) an dem das Fluid zurückhaltenden Gehäuse (4) befestigt ist.

4. Dichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (18, 20, 22) zum Abführen des Fluids aus der Fluid-Sammelkammer (8) einen an der Unterseite der Kammeraußenwand (6) vorgesehenen Auslaß (18) enthalten.

5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (22) zum Rückleiten von Fluid von dem Auslaß (18) in das Fluid zurückhaltende Gehäuse (4) angeordnet ist.

6. Dichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (14, 16) an der Oberfläche der Welle (2) vorgesehen sind, die aus dem Gehäuse (4) ausgetretenes Fluid hindern, zu dem äußersten Dichtelement (12) zu strömen.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (14, 16) zwischen den Dichtelementen (10, 12) vorgesehen sind.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Nut (16) in der Oberfläche der Welle (2) ist.

9. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein um die Welle (2) befestigter O-Ring (14) ist.

10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle die Antriebswelle (2) einer mechanischen Vakuumpumpe ist, und daß zu dem Einlaß (20) der Fluid-Sammelkammer (8) zugeführtes Gas mindestens einen Teil des Gasballastes für die Pumpe bildet.

11. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (20) für die Gasströmung am oberen Ende der Kammeraußenwand (6) angeordnet ist.