DE69008598T2 - Mechanische Dichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Dichtung in einer Dichtungsanordnung für eine tauchbare, rotierende Maschine, wie z.B. eine Pumpe, einen Mischer oder eine Turbine.
• Eine Maschine dieses Typs umfaßt normalerweise einen elektrisch angetriebenen Motor und eine Hydraulikeinheit mit einem rotierenden Laufrad, das mit dem Motor über eine Antriebswelle verbunden ist.
• Zum Verhindern einer Bewegung des Mediums in der Hydraulikeinheit entlang der Antriebswelle und eines Eindringens in den Antriebsmotor sowie eine Beschädigung desselben sind eine oder mehrere Einheiten zwischen der Hydraulikeinheit und dem Motor angeordnet. Eine häufig verwendete Dichtung ist die sogenannte mechanische Dichtung, die aus einem an der rotierenden Welle angebrachten Dichtungsring und einem an dem umgebenden Gehäuse angebrachten, stationären Dichtungsring besteht. Die beiden Dichtungsringe werden durch Federkraft gegeneinander gedrückt und verhindern in wirksamer Weise, daß Fluid zwischen den beiden Ringen hindurchgelangt.
• Wenn das Medium in der Hydraulikeinheit Verunreinigungen enthält, was häufig der Fall ist, können solche Verunreinigungen zwischen die Dichtungsflächen eindringen und diese beschädigen und dadurch zu einer schlechteren Abdichtung führen. Es ist daher üblich, mit zwei Dichtungsanordnungen zu arbeiten, die durch einen mit Öl gefullten Raum getrennt sind. Dies bedeutet, daß die dem Motor zugewandte Dichtung stets mit einem sauberen Medium arbeitet, wodurch sich das Risiko beschädigter Dichtungsflächen vermindert. Wenn die andere Dichtung, die der Hydraulikeinheit zugewandt ist, beschädigt wird, kann verunreinigtes Medium in den Ölraum gelangen, doch durch überprüfen der Qualität des Öls in regelmäßigen Abständen kann die Maschine einer Wartung unterzogen werden, bevor die Qualität des Öls so schlecht wird, daß das Risiko einer Beschädigung der anderen Dichtung besteht. Ein Beispiel für eine derartige Ausbildung ist in der schwedischen Patentveröffentlichung 366 013 gezeigt.
• Das Öl in dem Ölgehäuse soll auch die Dichtungsflächen schmieren und die Wärme ableiten, die durch die Reibung entsteht. Wenn die Maschine trocken läuft und kein zu pumpendes oder mischendes Medium zum Ableiten der Wärme vorhanden ist, kann die Belastung recht beträchtlich sein.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung der Kühlung der Dichtungsfläche mittels der in den Ansprüchen angegebenen Vorrichtung.
• Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1 zeigt eine grundlegende Darstellung eines Federgehäuses mit einer Feder, während Fig. 2 eine Schnittansicht eines Federgehäuses und einer mechanischen Dichtung auf einer Welle zeigt.
• In den Zeichnungen bezeichnen 1 eine drehbare Welle, 2 und 3 einen stationären bzw. einen rotierenden Dichtungsring, 4 die Dichtungsfläche zwischen den beiden Ringen, 5 eine Feder, 6 einen nach Art eines Federgehäuses ausgebildeten Becher mit Öffnungen 7, 8, 9 O- Ringe, 10 einen Sockel auf der Welle 1, 11 einen drehfesten Maschinenteil, 12 und 13 Räume für umzupumpendes Medium bzw. Öl, und 14 einen Schlitz zwischen der Welle 1 und dem Federgehäuse 6.
• Die mechanische Dichtung mit ihren Ringen soll also verhindern, daß Medium von dem hydraulischen Teil entlang der Welle 1 in Richtung der Antriebseinheit - von dem Raum 12 in Richtung auf den Raum 13 - gelangt. Die Dichtung wird dadurch erzielt, daß man eine Federkraft auf den sich zusammen mit der Welle 1 drehenden Dichtungsring 3 aufbringt, die den Ring in Richtung auf den anderen Dichtungsring 2 preßt, der in nicht drehbaren Teilen der Maschine festgelegt ist.
• Die Kraft wird erzielt durch eine Feder 5, die durch einen Sockel 10 zusammengedrückt wird und in einem Federgehäuse 6 angeordnet ist, das mit einem Kragen versehen ist, der einen Fortsatz an dem Dichtungsring 3 umschließt. Eine Dichtung zwischen dem Dichtungsring 3 und dem Sockel 10 sowie zwischen letzterem und der Welle 1 wird durch O-Ringe erzielt.
• Der Raum 13 und das Federgehäuse 6 sind mit Öl gefüllt, das die Dichtung schmiert und kühlt. Die Reibungswärme, die sich in der Dichtungsfläche 4 entwickelt, kann beträchtlich sein und kann bei Trockenlaufen schwer abzuleiten sein. Gemäß der Erfindung sind die Feder 5 und das Federgehäuse 6 derart ausgebildet, daß sich eine Zwangszirkulation des Öls innerhalb des Bereichs der Dichtungsfläche 4 ergibt. Zu diesem Zweck ist das Federgehäuse 6 in dem vorstehend genannten Bereich der Dichtungsfläche 4 an seinem einen Ende nahe der Welle 1 mit einem Schlitz 14 und in seinem anderen Ende mit Öffnungen in seiner Mantelfläche versehen. Diese Ausbildung bedeutet, daß das dergehäuse 6 als Zentrifugalpumpe arbeitet, die Öl von dem Raum 13 durch den Schlitz 14 hindurch aufnimmt und dieses durch die Öffnungen 7 hinauspumpt. Der Transport zurück zu dem Raum 13 findet außerhalb des Gehäuses 6 statt. Auf diese Weise erhält man eine Zwangsströmung des Öls, die zu einer wirksame Kühlung der Dichtungsfläche 4 führt.
• Zur weiteren Erhöhung der Strömung ist die Feder 5 derart um die Welle 1 gewickelt, daß die Pumpwirkung verstärkt wird. Dies erhält man durch derartiges Anordnen der Federwindungen, daß sie das Öl in derselben Richtung zu der Dichtung hin befördern.
• Die in der vorstehend beschriebenen Weise erzielte Zwangsströmung führt zu beträchtlich verbesserten Bedingungen für die Dichtungsringe 2 und 3, was ein geringeres Risiko für Wärmebelastungen bedeutet, die Schäden verursachen könnten, die das Dichtungsergebnis gefährden.
• In der vorstehenden Beschreibung wird das Federgehäuse 6 zur Erzielung der Zwangsströmung des Öls in Richtung auf die Dichtung verwendet. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, das Gehäuse 6 nur für Pumpzwecke auszubilden, während die Feder irgendwo anders angeordnet ist.

Claims (3)

1. Mechanische Dichtung mit einem umlaufenden (3) und einem stationären (2) Dichtungsring zum Abdichten einer Antriebseinheit von einer Hydraulikeinheit, die durch eine rotierende Antriebswelle (1) verbunden sind, wobei die beiden Dichtungsringe durch Federkraft gegeneinander gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Becher (6) radial innerhalb des Umfangs der Dichtungsringe (2) bzw. (3) um die Welle (1) herum angeordnet ist, wobei der Becher (6) auf seiner Mantelfläche in der Nähe der Dichtungsfläche (4) zwischen den beiden Ringen (2) und (3) mit Öffnungen (7) versehen ist und in seinem anderen Ende nahe der Welle (1) mit einem Schlitz (14) versehen ist, wobei letzteres Ende in einem die Welle (1) umgebenden Ölraum (13) angeordnet ist und wobei der Becher (6) während einer Rotationsbewegung als Pumpe wirkt, die Öl von dem Raum (13) in Richtung auf die Dichtungsfläche (4) transportiert.

2. Mechanische Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (6) als Gehäuse für eine Schraubenfeder (5) ausgelegt ist, die die auf die Dichtungsringe (2) und (3) wirkende Federkraft liefert.

3. Mechanische Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (5) in einer derartigen Richtung um die Welle (1) gewickelt ist, daß sich eine schraubenlinienförmige Linie ergibt, die zu einer Förderrichtung in derselben Richtung wie die Pumprichtung führt.