DE1098306B

DE1098306B - Dichtungsanordnung fuer eine Kolbenstange zur Verhinderung des OEltransports aus einem oelhaltigen Raum in einen von OEl freizuhaltenden Raum

Info

Publication number: DE1098306B
Application number: DEG23476A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Strass
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1957-12-06
Filing date: 1957-12-06
Publication date: 1961-01-26
Also published as: CH368991A

Description

Dichtungsanordnung für eine Kolbenstange zur Verhinderung des Öltransports aus einem ölhaltigen Raum in einen von Öl freizuhaltenden Raum Die Erfindung beschäftigt sich mit der Lösung der Aufgabe, den Öltransport aus einem öl- bzw. öldunsthaltigen Raum in einen von Öl freizuhaltenden Raum durch eine hin- und hergehende, die Wand zwischen den beiden Räumen durchsetzende Stange zu unterbinden.
Es ist bekannt, Gase, die nicht mit einem flüssigen Schmiermittel in Berührung kommen sollten, beispielsweise Sauerstoff oder Chlor, in Verdichtern mit hin- und hergehenden Kolben zu verdichten, bei denen die Kolben in Zylindern entweder mittels berührungsfreier Dichtungen oder durch Kolbenringe aus einem festen Stoff mit Schmiereigenschaften, z. B. Graphit, abgedichtet sind. Die Triebwerke dieser Verdichter werden mit Öl geschmiert, da ölgeschmierte Lager dauerhafter und höher belastbar sind, als die derzeit bekannten Trockenlager. Es muß dabei aber vermieden werden, daß Schmieröl vom Triebwerk entlang der Kolbenstange in den Zylinder gelangt.
Bisher wurden zu diesem Zweck feststehende Ölabstreifringe vorgesehen, die das vom Triebwerk her auf der Kolbenstange entlangkriechende Öl rein mechanisch abstreifen sollten. Diese Ringe nutzen sich ab und auch neue Ringe wirken nur unvollkommen, da der Ölfilm an Metallflächen gut haften muß, damit er seine Schmierwirkung voll entfalten kann. Ein Ring kann deshalb nur verhältnismäßig dicke Ölschichten abstreifen, nicht aber jenen dünnen, für die Schmierung letztlich notwendigen Film. Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, die Kolbenstange durch einen Behälter mit Öllösungsmittel zu führen und dort das Öl abzuwaschen. Abgesehen davon, daß diese Art der Ölentfernung aufwendig ist, hat sie auch den schwerwiegenden Nachteil, daß das Lösungsmittel auf der Kolbenstange haftentleibt und in den Zylinder geschleppt wird, wo es das zu verdichtende Gas verunreinigt.
Man hat auch schon versucht, den Öltransport durch eine Kolbenstange dadurch zu verhindern, daß man oberhalb der normalen mechanischen Abstreifringe der Kolbenstange eine Sperrgaskammer anordnete. Eine solche mit Druckgas beschickte Kammer bewirkt jedoch eine Gasströmung entlang der Kolbenstange in Richtung, auf den von Öl freizuhaltenden Raum. Dadurch- wird das unvermeidlich an der Stange haftende Restöl teilweise auch in diesen Raum getrieben.
Es ist weiterhin bekannt, um eine mit Öl benetzte Kolbenstange einen ringförmigen Durchlaß anzuordnen, der mit einer Absaugpumpe verbunden ist. Dadurch wird ein Teil des Öls direkt abgesaugt und ein dabei entstehender, von dem von Öl freizuhaltenden Raum weggerichteter Gasstrom verhindert außerdem das Übertreten größerer Ölmengen in diesen Raum, doch bleibt nach wie vor ein störender Ölfilm auf der Stange haften und tritt in den von Öl freizuhaltenden Raum über.
Erfindungsgemäß wird von der zuletzt erwähnten Dichtungsanordnung zur Verhinderung des Öltransports aus einem ölhaltigen Raum in einen von Öl freizuhaltenden Raum durch eine die Trennwand zwischen den beiden Räumen durchsetzende Kolbenstange, bei der in einem Teil des Dichtungsspaltes zwischen der Trennwand und der Kolbenstange mit Hilfe einer einem niedrigeren Druck als der von Öl freizuhaltenden Raum aufweisende Ringkammer eine von dem von Öl freizuhaltenden Raum weggerichtete Gasströmung aufrechterhalten wird, ausgegangen und vorgeschlagen, daß zur Bildung eines scharfen, den Ölfilm von -der Kolbenstange bis .auf einen unschädlichen Rest abschälenden Gasstromes zwischen dem von Öl freizuhaltenden Raum und -der Ringkammer eine Spaltdichtung mit einer oder mehreren die Kolbenstange mit geringem Spiel umgebenden Dichtungsschneiden vorgesehen ist, während zwischen der Ringkammer und dem ölhaltigen Raum eine weitere Dichtung, insbesondere ein an sich bekannter mechanischer Ölabstreifring, angeordnet ist.
Es- wurde festgestellt, daß ein solcher mit großer Geschwindigkeit turbulent über eine verölte Metallfläche geleiteter Gasstrom weit wirksamer den letzten Ölfilm entfernt, als irgendeiner der bekannten Abstreifringe.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der zwischen der Ringkammer und dem ölhaltigen Raum angeordnete Ölabstreifring in an sich bekannter Weise als Manschettendichtung ausgebildet sein, deren Dichtlippe zum ölhaltigen Raum weist und vom Druck in diesen Raum an die Kolbenstange angepreßt wird. Der ölhaltige Raum kann aber gegenüber der Ringkammer auch durch eine weitere Labyrinthdichtung abgedichtet sein. Dabei ist es besonders bei staubhaltiger Umgebung zweckmäßig, den von Öl freizuhaltenden Raum in an -sich bekannter Weise abgeschlossen auszubilden, beispielsweise als Laterne, welche unter Überdruck gegenüber den übrigen Räumen, -insbesondere dem ölhaltigen Raum und der Ringkammer, gehalten wird.
Der Unterdruck in der Ringkammer kann z. B. mit einer Wasserstrahlpumpe erzeugt werden, die vom Kühlwasserstrom durchflossen wird. Auch in den Schmierölkreislauf kann eine Vakuumpumpe eingeschaltet werden. Man kann die Strömung in der Spaltdichtung auch dadurch erzeugen oder unterstützen, daß in den von 01 freizuhaltenden Raum ständig ein Druckgasstrom - gegebenenfalls mit variabler Stärke - eingeblasen wird.
Als Druckgas wird Luft oder besser ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, verwendet, welcher einer Vorratsflasche entnommen wird, oder auch ein anderes Gas, welches in der betreffenden Gesamtanlage ohnehin zur Verfügung steht.
An Hand der Zeichnung sei die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung beispielsweise .erläutert. Die hin-und herbewegliche Kolbenstange l gleitet in einem Abstreifring 2, der die Hauptmenge des durch gestrichelte Linien angedeuteten Ölfilmes abstreift. Unmittelbar an den Abstreifring 2 schließt sich eine berührungsfrei mittels einer Labyrinthdichtung 3 abgedichtete Ringkammer 4 an. Durch einen Stutzen 5 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe Luft abgesaugt.
Dadurch, daß der Druck in der Kammer 4 niedriger gehalten wird als derjenige in dem von Öl freizuhaltenden Raum 6, wird in der Labyrinthdichtung 3 ein scharfer Luftstrom in Richtung der Pfeile 7 von dem von Öl freizuhaltenden Raum weg in Richtung auf die Ringkammer 4 erzeugt, der den von dem Abstreifring2 nicht erfaßten Ölfilm von der Kolbenstangel abschält und in Richtung des Pfeiles 8 in den Pumpenraum abführt. Wird außerdem dafür gesorgt, daß der Druck in der Ringkammer4 niedriger gehalten wird als der Druck im ölhaltigen Triebwerkraum 9, so legt sich die elastische Abstreiflippe 10 des aus Kunststoff oder Gummi bestehenden Abstreifringes 2 eng an die Kolbenstange 1 an, wodurch die Abstreifwirkung erhöht wird.
Durch die gewählten Druckverhältnisse und die dadurch bedingte Strömungsrichtung und Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes wird mit Sicherheit verhindert, daß die in der Labyrinthdichtung 3 von der Stange l abgeschälten Ölteilchen in Richtung auf den von Öl freizuhaltenden Raum 6 befördert werden können.
Die Kämme der Labyrinthdichtung 3 sind, wie in der Zeichnung angedeutet, so gestaltet, daß sie auf den Luftstrom mit der Stangenoberfläche zusammen eine das Abschälen des Ölfilmes begünstigende Düsenwirkung ausüben.
An Stelle einer Kolbenstange können auch andere hin- und herbewegliche Stangenanordnungen durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung eine Ölabdichtung erfahren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Dichtungsanordnung zur Verhinderung des Öltransportes aus einem ölhaltigen Raum in einen von Öl freizuhaltenden Raum durch eine die Trennwand zwischen den beiden Räumen durchsetzende Kolbenstange, wobei in einem Teil des Dichtungsspaltes zwischen der Trennwand und der Kolbenstange mit Hilfe einer einen niedrigeren Druck als der von Öl freizuhaltende Raum aufweisenden Ringkammer eine von dem von Öl freizuhaltenden Raum weggerichtete Gasströmung aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines scharfen, den Ölfilm von der Kolbenstange (1) bis auf einen unschädlichen Rest abschälenden Gasstromes zwischen dem von Öl freizuhaltenden Raum (6) und der Ringkammer (4) eine Spaltdichtung (3) mit einer oder mehreren die Kolbenstange mit geringem Spiel umgebenden Dichtungsschneiden vorgesehen ist, während zwischen der Ringkammer (4) und dem ölhaltigen Raum (9) eine weitere Dichtung, insbesondere ein an sich bekannter mechanischer 01-abstreifring (2), angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Ringkammer (4) und dem ölhaltigen Raum (9) angeordnete Ölabstreifring (2) in an sich bekannter Weise als Manschettendichtung ausgebildet ist, deren Dichtlippe (10) zum ölhaltigen Raum (9) weist und vom Druck in diesem Raum an die Kolbenstange (1) angepreßt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Ringkammer (4) und dem ölhaltigen Raum (9) angeordnete weitere Dichtung ebenfalls eine Spaltdichtung mit einer oder mehreren die Kolbenstange mit geringem Spiel umgebenden Dichtungsschneiden ist, wobei der Druck in dem vom 01 freizuhaltenden Raum (6) größer ist als der Druck in der Ringkammer (4) und im ölhaltigen Raum (9) und der Druck im ölhaltigen Raum (9) größer ist als der Druck in der Ringkammer (4).
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltdichtung (3) und die weitere Dichtung (2) in an sich bekannter Weise ganz oder teilweise aus Kunststoff, Gummi oder anderen Materialien mit Notlaufeigenschaften besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 179 654; britische Patentschrift Nr. 5-27 20$; schweizerische Patentschrift Nr. 316 888.