DE540033C - Fluessigkeitsdichtung - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Flüssigkeitsdichtung, bei der in einer Ringkammer zwischen relativ zueinander umlaufenden Gliedern eine Dichtflüssigkeit in Umlauf versetzt wird, in welche ein scheibenförmiges Dichtungsglied ragt, besonders für rasch laufende Schleuder- und ähnliche Maschinen. Von den bekannten Ausführungen dieser Art unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, um ständig der die Flüssigkeit enthaltenden, von dem drehbaren Teil getragenen und demgemäß mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Dichtkammer Flüssigkeit so nachzuliefern, daß eine dauernde Flüssigkeitsströmung während der Drehung des drehbaren Teiles durch die Dichtkammer aufrechterhalten wird, die beiderseits des Dichtungsgliedes mit Hilfsmitteln zur Übertragung der Drehung der Kammer auf die Flüssigkeit ausgestattet ist. Dadurch wird z. B. die Möglichkeit einer wirksamen Kühlung der Dichtflüssigkeit erzielt, wodurch die Aufrechterhaltung eines Vakuums im Gehäuse ermöglicht wird. Daraus wieder leitet sich die Möglichkeit

«5 einer Ausnutzung des Vakuums zur Erzeugung eines Umlaufs der Flüssigkeit durch die umlaufende Kammer her.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt:

Abb. ι ist ein senkrechter Schnitt durch eine Dichtung, Abb. 2 ein Aufriß einer Schleudermaschine mit solcher Dichtung, Abb. 3 ein senkrechter Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, Abb. 4 ein Schnitt durch eine Mehrfachdichtung; Abb. 5 und 6 sind Einzeldarstellungen; Abb. 7 ist ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.

Die Zeichnung zeigt ein Gehäuse 1 mit einer Öffnung für die Welle. Der Spielraum zwischen der Kante der Öffnung und der Welle ist nach der Erfindung abgedichtet. Das Gehäuse kann z. B. eine Schleudermaschine umschließen, deren Korb von der Scheibe 2 mittels der Welle 3 angetrieben wird. Das Gehäuse hat Zuführ- und Austrittskanäle a, b, c.

Das Gehäuse 1 hat eine Öffnung 13, in der ein Grundkörper 14 mittels einer Scheibe 14' abgedichtet und mittels eines Traggliedes 10 in Stellung gehalten ist, das darauf ruht und am Gehäuse 1 durch Bolzen 7 befestigt ist. Die Teile 14 und 10 sind hohl, um eine Kammer 15 zu bilden, in der die Dichtungsvorrichtung hauptsächlich untergebracht ist.

Nach der Erfindung wird ein Flüssigkeitskörper in rascher Drehung gehalten, und ein Dichtorgan ragt in diese Flüssigkeit hinein. Dabei wird die wirksame Tiefe und damit die Wirksamkeit der Dichtung dadurch gesteigert,

daß die Zentrifugalkraft auf die Dichtflüssigkeit wirkt. Hierzu ist eine Hülse 4 auf der Welle 3 durch Muttern 5 und 6 in Stellung gehalten, welche die Hülse gegen im Räume 4' angebrachte Lager drücken, die gegen Verschiebung auf der Welle 3 durch die Schulter 8 gesichert werden. Diese Lager zentrieren die Welle 3 relativ zur Öffnung 13 im Gehäuse 1. Der Flansch 9 besteht vorzugsweise aus einem Stück mit der Hülse 4 und hat einen Röhrenfortsatz 9', auf den ein einwärts ragender Flansch 30 aufgeschraubt ist. Die Flansche 9' und 30 bilden eine Flüssigkeitskammer 31, die mittels der Hülse 4 an der Welle 3 befestigt ist. In der Mittelöffnung des Grundkörpers 14 wird eine Zylinderhülse 35 z. B. durch die Mutter 24 an der Unterseite des Grundkörpers 14 und die Schulter 24' an der Oberseite des Grundkörpers in Stellung gehalten. Vorzugsweise liegen Dichtungsscheiben G zwischen dem Grundkörper 14 und der Mutter -24 sowie der Schulter 24' und auch zwischen der Mutter 5 und der Hülse 4. Oben ist die Scheibe 2 geschlossen, um ein Durchströmen von Gasen oder Dämpfen längs der Welle 3 zu vermeiden.

Wenn die Welle 3 sich dreht, so steht ein Flüssigkeitskörper, der sich in der. Kammer 31, die von der Welle 3 getragen wird, mit dieser dreht, unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft. Das Gehäuse 35 trägt einen Radialflansch oder ein Dichtorgan 37, das in die von der Kammer 31 getragene Flüssigkeit ragt. Da nun das Dichtorgan 37 vom Gehäuse 1 durch den Grundkörper 14 und die Hülse 35 getragen wird, so bewirkt das Eintauchen des Dichtorgans 37 in diese Flüssigkeit eine Flüssigkeitsdichtung für den Spielraum zwischen der Drehwelle 3 und dem Gehäuse r. Ein Druck im Gehäuse 1 überträgt sich aufwärts zwischen der -Hülse 35 und der Hülse 4 in den Raum in der Flüssigkeitskammer 31 oberhalb des Dichtorgans 37 und sucht die Flüssigkeit in diesem Raum radial auswärts und abwärts und damit in dem Raum unter dem Dichtorgan 37 radial nach einwärts zu bewegen. Da die Flüssigkeit in der Kammer 31 aber außerdem noch unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft steht, wird der Unterschied in den sich senkrecht einstellenden Oberflächen der Flüssigkeit oberhalb und unterhalb des Dichtorgans 37 viel kleiner, als es der Fall wäre, wenn der gleiche Druck durch eine Flüssigkeitsdichtung gehalten werden müßte, bei der nur die Schwerkraft auf die beiden Schenkel der Dichtung wirkt. Damit die Flüssigkeit in der Kammer 31 sich mit dieser trotz der Bremsung durch das stillstehende Dichtorgan 37 sicher mitdreht, sind Ringe 32 in der Flüssigkeitskammer 31 befestigt und haben abwechselnd Nuten 33 und Flügel 34 (Abb. 6). Damit eine genügende Menge von Dichtflüssigkeit in der Kammer 31 gehalten wird, hat der Grundkörper 14 eine Kammer 17, die durch das Rohr 18 mit Dichtflüssigkeit versorgt wird, und einen oder mehrere Austrittskanäle 38, die die Dichtflüssigkeit zur Flüssigkeitskammer 31 leiten. Durch die geneigten Austrittskanäle 38 wird die Flüssigkeit unter geringem Druck in die untere Dichtkammer eingeführt und dort durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert. Wenn nun selbst etwas Flüssigkeit außerhalb der Dichtkammer gelangt, so fließt diese Flüssigkeit sogleich durch das Rohr 28 ab. Der obere Rand 36 der Hülse 35 paßt zwischen die Hülse 4 und den oberen Ring 32 und ist so bemessen, daß der Spielraum um ihn herum begrenzt ist, damit keine Dichtflüssigkeit in das Gehäuse 1 heruntergelangt und damit Druckänderungen im Gehäuse sich nicht zu plötzlich auf die Flüssigkeitsdichtung übertragen. Die Oberfläche des Flansches 9 hat Flügel 9° (Abb. 5), um eine leichte Luftströmung abwärts durch den Kanal 39 zu erzeugen, der den Raum 4', in welchem das Lager für die Welle 3 untergebracht ist, und die Kammer 15 verbindet, damit keine Dichtflüssigkeit aufwärts in die Lager im Räume 4' fließen kann. Ein etwaiger Überschuß an Dichtflüssigkeit und alle etwa in die Kammer 15 durch den Kanal 39 tretende Flüssigkeit fließt durch die Öffnung 27 in das Rohr 28 ab.

Die Ausführung nach Abb. 3 entspricht im allgemeinen der nach Abb. 1, nur wird der Flüssigkeitskammer 31 oberhalb des Dichtorgans Dichtflüssigkeit zugeführt. Hierzu ist am Grundkörper 14 eine zweite Zylinderhülse 40 angebracht und umgibt in Abstand eine der Hülse 35 ähnliche Hülse 35', die vom Grundkörper 14 getragen wird. Der Hauptunterschied , zwischen den Hülsen 35 und 35' ist, daß das Dichtorgan nicht von der Hülse 35' getragen wird, sondern daß hier das Dichtorgan 37' von der Hülse 40 getragen wird. So wird ein Kanal 38' zwischen den Hülsen 35' und 40 gebildet und führt Dichtflüssigkeit zur oberen Seite des Dichtorgans 37'. Nach Abb. 3 ist die Flüssigkeit oberhalb des Dichtorgans 37' in Verbindung mit dem Innenraum des Gehäuses, und wenn ein Vakuum im Gehäuse aufrechterhalten wird, so wird jedes Bestreben zur Erwärmung der Dichtflüssigkeit und zur Verdampfung unter dem Einfluß des Vakuums durch eine frische Zufuhr von kühler Dichtflüssigkeit vermieden. Jeder Überschuß an Dichtflüssigkeit strömt über die innere Kante des Flansches 30 durch die Öffnung 27 und durch das Rohr 28 heraus, von wo die Flüssigkeit in eine Kühlvorrichtung (Abb. 2) strömen kann. Das Speiserohr 18 ragt in die Flüssigkeit in der Kühlvorrichtung 41. , Diese Flüssigkeit kann durch das Vakuum im Gehäuse in die Flüssigkeitskammer 31 gesaugt werden. Dieses Vakuum wirkt um die Kante 36 der Hülse 35' herum. Wird die Ausführung

54003a

nach Abb. 3 angewendet, so muß bei Vorhandensein von Druck im Gehäuse ι die Zufuhr von Dichtflüssigkeit durch das Rohr 18 unter entsprechendem Drucke erfolgen.
Die Ausführung nach Abb. 7 gleicht im allgemeinen der nach Abb. i, doch ist hier eine selbsttätige Zuführung von Dichtflüssigkeit zur Kammer 31 vorgesehen. Der Ring 32' im unteren Teile der Flüssigkeitskammer 31 hat einen abwärts ragenden Röhrenteil 42, der vorzugsweise eine einwärts ragende Lippe 42 hat, die als Wehr wirkt. Der Grundkörper 14 hat eine weite Kammer 17' für Dichtflüssigkeit, und eine die Oberwand der Kammer bildende Scheibe 44 hat einen abwärts ragenden Röhrenflansch 45, der der Außenfläche des Flansches 42 dicht benachbart ist und verhindert, daß durch die Drehung des Flansches 42 die Flüssigkeit in der Kammer 17' außer Berührung mit dem Flansch geschleudert wird. Die Dichtflüssigkeit wird in der Kammer 17' auf einer gewünschten Höhe durch ein Speiserohr 18 gehalten, das zu einer Zuführkammer 46 führt, in der ein Überlauf 47 einen gewünschten Flüssigkeitsstand aufrechterhält. Die Flüssigkeit wird durch das Rohr 48 zugeführt, ihr Überschuß läuft durch das Rohr 49 ab. Der Flüssigkeitsstand in der Kammer 17' wird hoch genug gehalten, um die Flüssigkeit in Berührung mit den Flanschen 45 und 42 zu bringen. Ein in der Flüssigkeitskammer 31 radial angebrachtes Rohr 50 ragt vorzugsweise längs eines Kanals 33 des Ringes 32' zu einem radial einwärts des Wehres 43 gelegenen Punkt.

Die Flügel g^a bewirken eine Abwärtsströmung von Luft in dem Kanal 39 wie nach Abb. 1 und 3. Durch die Drehung des Rohres 50 wird durch Zentrifugalkraft Luft durch das Rohr gefördert, die somit aus dem Kanal 51 zwischen dem Flansch 42 und der Hülse 35' abgesaugt wird. Dadurch wird die Flüssigkeit in der Kammer 17' in dem Kanal über das Wehr 43 hochgesaugt, um die Flüssigkeit in der Dichtkammer 31 trotz des Bestrebens der Drehung des Flansches 42 zum Abschleudern von Flüssigkeit in der Kammer 17' außer Berührung mit dem Flansch nachzufüllen. Wenn die Dichtkammer 31 mit dem Flansch 42 und dem Wehr 43 sich drehen, so wird mithin die Stellung der radial einwärts liegenden Fläche der Flüssigkeit darin durch die radiale Lage des kreisförmigen Wehrs 43 bestimmt. Die Luft entweicht gemäß Abb. 7 aus der Kammer 15 durch den Kanal 51' in die Kammer 17', wodurch eine Luftansammlung verhindert wird, die das Saugen von Dichtflüssigkeit über das Wehr 43 stören könnte.

Gewünschtenfalls kann die Anzahl der Kammern für die Dichtflüssigkeit vermehrt werden und entsprechend auch die Anzahl der diese Kammern durchragenden Dichtorgane, wie Abb. 4 schematisch zeigt. Ist im Gehäuse Vakuum zu halten, so wird vorteilhaft der Spielraum um die Kante 36 der Hülse 35 so klein als möglich bemessen.

Aus obigem ergibt sich, daß bei der neuen Flüssigkeitsdichtung die Aufrechterhaltung der Dichtung gewährleistet ist und daß die Zentrifugalkraft ausgenutzt wird, um die normale Dichtwirkung zu erhöhen, sowie daß die Dichtflüssigkeit in solcher Form und Lage gehalten wird, daß eine gute Dichtung auch bei sehr rascher Relativbewegung zwischen den gegenseitig abzudichtenden Körpern und auch bei Auftreten von Zitterungen und unregelmäßigen Bewegungen eines oder beider der Körper gewährleistet bleibt. Die Erfindung ermöglicht auch eine einfache und gegebenenfalls eine selbsttätige Zuführung von Dichtflüssigkeit und gewünschtenfalls eine Kühlung, besonders wenn es sich um die Aufrechterhaltung eines Vakuums handelt. Nach der Erfindung nach Abb. 1 braucht man die Dichtflüssigkeit nicht unter stärkerem Druck zuzuführen, ob nun gegen Druck oder Vakuum abzudichten ist. Die Erfindung sichert auch einen Ausgleich der Zentrifugalkraft auf gegenüberliegenden Seiten des Dichtorgans und gewährleistet auch, daß die gesteigerte Wirksamkeit der Dichtflüssigkeit auf Grund der darauf wirkenden Zentrifugalkraft trotz irgendwelchen Bestrebens des Dichtorgans zur Bremsung, Verlagerung oder Verschleuderung der Dichtflüssigkeit aufrechterhalten wird. Gemäß der Erfindung kann eine selbsttätige Zuführung der Dichtflüssigkeit mittels eines durch die Dichtung aufrechterhaltenen Vakuums oder durch einen Luftkreislauf bewirkt werden, der durch die Drehung der die Dichtflüssigkeit enthaltenden Dichtkammer erzeugt wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Flüssigkeitsdichtung, bei der in einer Ringkammer zwischen relativ zueinander umlaufenden Gliedern eine Dichtflüssigkeit in Umlauf versetzt wird, in welche ein scheibenförmiges Dichtungsglied ragt, dadurch gekennzeichnet, daß Zuführungen (18, 17, 38 oder 38') vorgesehen sind, um ständig der die Flüssigkeit enthaltenden, von der drehbaren Hülse (4) o. dgl. getragenen und demgemäß mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Dichtkammer (31) Flüssigkeit so nachzuliefern, daß eine dauernde Flüssigkeitsströmung während der Drehung der drehbaren Hülse (4) o. dgl. durch die Dichtkammer (31) aufrechterhalten wird, die beiderseits des Dichtungsgliedes (37 oder 37') mit Mitnehmern (34) zur Übertragung der Drehung der Kammer (31) auf die Dichtflüssigkeit ausgestattet ist.
   . -2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch

   54003a

   gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zur Kammer (31) zwischen dem Abdichtorgan (37 oder 37') und einer mit der drehbaren Hülse (4) verbundenen Seitenwand (9) der Kammer (31) zugeführt wird.

   3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtorgan (37) mit einem Rohre (35, 36) verbunden ist, das dicht an die drehbare Hülse (4) und eine Seitenwand (9) der damit verbundenen Flüssigkeitskammer (31) heranragt.

   4. Dichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in der Kammer (31) auf einer gewünschten Temperatur gehalten wird, indem z.B. die austretende Flüssigkeit gesammelt und gekühlt wird.

   5. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Flüssigkeitskammer (31) getragene Flügel (9®) einen Luftumlauf an einer Seite der Kammer erzeugen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen