DE1248398B

DE1248398B - Mechanical seal

Info

Publication number: DE1248398B
Application number: DE1958S0060428
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hugo Scobel
Original assignee: HUGO SCOBEL DR ING
Current assignee: HUGO SCOBEL DR ING
Priority date: 1958-10-29
Filing date: 1958-10-29
Publication date: 1967-08-24

Description

Gleitringdichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung zur Abdichtung eines unter Überdruck stehenden Raumes, bei der ein axial verschiebbarer Gleitring gegen einen anderen angedrückt ist und von denen mindestens einer mit Öffnungen in der Dichtungsfläche versehen ist, durch die Schmiermittel, das das abzudichtende Medium selbst sein kann, unter einem Druck in den Dichtungsspalt eingepreßt wird, der mindestens dem Druck entspricht, den das abzudichtende Medium aufweist, wobei im Wege des Schmiermittels vor diesen Öffnungen eine Drossel eingeschaltet ist, die so bemessen ist, daß die Dichtungsflächen von dem Schmiermittel in geringem Abstand voneinander gehalten werden.Mechanical seal The invention relates to a mechanical seal for sealing a pressurized room, in which an axially displaceable Slide ring is pressed against another and of which at least one with Openings in the sealing surface is provided through the lubricant that the the medium to be sealed can itself be pressed into the sealing gap under pressure that corresponds at least to the pressure of the medium to be sealed, with a throttle switched on by way of the lubricant in front of these openings is, which is dimensioned so that the sealing surfaces of the lubricant in little Be kept distance from each other.

Zum Vermeiden des Trockenlaufens der Dichtungsflächen von Gleitringdichtungen ist es bekannt, den Dichtungsflächen Schmiermittel zuzuführen. Bei einer bekannten Gleitringdichtung der obengenannten Art wird das Schmiermittel durch eine Anzahl von in der Dichtungsfläche vorgesehenen Bohrungen zugeführt, die innerhalb des Gleitringes durch einen Kanal miteinander verbunden sind, dem das Schmiermittel unter Druck über eine Drossel zugeführt wird. Die Drossel bewirkt eine Selbstregulierung des zwischen den Dichtungsflächen vorhandenen Spiels. Diese Wirkung beruht darauf, daß bei einer Vergrößerung des Abstandes der Dichtungsflächen der Öldruck an den im Dichtspalt mündenden Schmiermittelöffnungen auf Grund des Druckabfalles an der Drossel sinkt. Bei der bekannten Ausführungsform herrscht wegen der Kanalverbindungen der öffnungen innerhalb des Gleitringes an allen Öffnungen etwa der gleiche Druck. Taumelbewegungen oder Verkantungen der Gleitringe geegneinander wird von dieser bekannten Anordnung nicht entgegengewirkt.To prevent the sealing surfaces of mechanical seals from running dry it is known to supply lubricant to the sealing surfaces. With a well-known Mechanical seal of the above type is lubricated by a number supplied by bores provided in the sealing surface, which are inside the sliding ring connected by a channel to which the lubricant is under pressure is supplied via a throttle. The throttle causes the self-regulation of the clearance between the sealing surfaces. This effect is based on the fact that with an increase in the distance between the sealing surfaces, the oil pressure at the im Sealing gap opening lubricant openings due to the pressure drop at the throttle sinks. In the known embodiment, the prevails because of the channel connections openings within the sliding ring at all openings approximately the same pressure. Tumbling movements or tilting of the sliding rings against one another is caused by this known arrangement not counteracted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Selbsteinstellung der Gleitringe auch bei Taumelbewegungen und Verkantungen der Gleitringe zu erreichen. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drossel als ein als Drossel bekannter poröser Körper ausgebildet ist, der wenigstens einen Teil der Dichtungsfläche bildet und sich über deren gesamten Umfang erstreckt.The invention is based on the object of an improved self-adjustment the sliding rings can also be achieved with wobbling movements and tilting of the sliding rings. This aim is achieved according to the invention in that the throttle is used as a throttle known porous body is formed which at least part of the sealing surface forms and extends over its entire circumference.

Infolge der dabei auf dem Umfang unterschiedlich eintretenden Drosselung wird eine Ausrichtung der Gleitringe zueinander gefördert, da über dem Umfang unterschiedliche, durch die Drosselfläche tretende Mediumsdrücke sich einstellen.As a result of the throttling occurring differently on the circumference Alignment of the sliding rings to one another is promoted, as different, medium pressures passing through the throttle area adjust.

Die Verwendung von porösen Materialien als Drosseln ist in anderem Zusammenhang an sich bekannt; die durch die Drosselung erstrebte stabilisierende Wirkung tritt jedoch nur bei Gleitringdichtungen auf. Soweit poröse Ringe im Stand der Technik bei Dichtungen Verwendung finden, dienen sie entweder als Filter zum Abschirmen fester Partikeln von den eigentlichen Gleitflächen, ohne selbst an der Dichtwirkung beteiligt zu sein, oder sie bilden selbst die Gleitringe zwischen Räumen gleichen Druckes, wobei keine Drosselwirkung eintreten kann; in diesem Fall wird Gebrauch gemacht von den besseren Gleiteigenschaften von mit Schmiermittel vollgesogenen porösen Körpern.The use of porous materials as chokes is in others Connection per se known; the stabilizing one sought by the throttling However, it only has an effect on mechanical seals. As far as porous rings in the state the technology found in seals use, they either serve as a filter for Shielding solid particles from the actual sliding surfaces without even affecting the Sealing effect to be involved, or they themselves form the sliding rings between spaces same pressure, whereby no throttling effect can occur; in this case will Made use of the better sliding properties of soaked with lubricant porous bodies.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung schließt sich an dem von dem porösen Körper gebildeten Umfangsteil der Dichtungsfläche zur Seite des niederen Druckes hin eine nicht poröse Dichtungsfläche an. Dieser Spaltabschnitt setzt dem Schmiermittel einen hohen Strömungswiderstand entgegen und trägt damit zum Dichtungseffekt bei.In an advantageous embodiment of the invention, it closes on the peripheral part of the sealing surface formed by the porous body to the side due to the low pressure, a non-porous sealing surface. This gap section opposes the lubricant with a high flow resistance and thus carries contributes to the sealing effect.

Erfindungsgemäß kann die Zuführung für das Schmiermittel in beiden den Dichtungsspalt begrenzenden Dichtflächen vorgesehen sein.According to the invention, the supply for the lubricant in both sealing surfaces delimiting the sealing gap may be provided.

Wie erwähnt, kann als Schmiermittel das abzudichtende Medium verwendet werden. In diesem Fall kann zum Zuführen des Schmiermittels der Druck dienen, der in der überdruckseite herrscht.As mentioned, the medium to be sealed can be used as a lubricant will. In this case, the pressure can be used to supply the lubricant, the prevails in the overpressure side.

In den Fällen, in denen als Schmiermittel nicht das abzudichtende Medium verwendet wird, wird das Schmiermittel durch eine besondere Druckmittelpumpe gespannt und in einer Leitung zugeführt. Diese Ausführungsform der Erfindung wird besonders dann bevorzugt, wenn das Schmiermittel zugleich ein Sperrmedium gegen das Eindringen des abzudichtenden Mediums in den Dichtungsspalt bilden soll. Ein Beispiel der Anwendung derartiger Ausführungsformen der Erfindung bildet die Abdichtung bei Schmutzwasserpumpen.In those cases where the lubricant is not the one to be sealed Medium is used, the lubricant is fed through a special pressure medium pump tensioned and fed in a line. This embodiment of the invention will particularly preferred when the lubricant also acts as a barrier medium the penetration of the medium to be sealed into the sealing gap should form. A An example of the application of such embodiments of the invention is the seal for waste water pumps.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.Two embodiments of the invention are shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Gleitringdichtung; F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung bei einer Gleitringdichtung.F i g. 1 shows a longitudinal section through a mechanical seal according to the invention; F. i g. 2 shows another embodiment of the invention in a mechanical seal.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist auf einer Welle 1 mit Hilfe von Schrauben 2 eine. Hülse 3 befestigt und durch einen O-Ring 4 abgedichtet. Auf der Hülse 3 ist ein Gleitring 5 drehfest, jedoch verschiebbar gelagert, dessen untere Stirnfläche die eine den Dichtungsspalt 6 begrenzende Gleitfläche 7 bildet. An seiner oberen Stirnseite greifen Federn 8 an, die den Gleitring 5 gegen die Stirnfläche 9 eines feststehenden Gegengleitringes 10 drücken, der in einem Gehäuseteil 11 unter Zwischenschaltung eines Gummiringes 20 befestigt ist. Der Gegengleitring 10 weist eine Nut 12 auf, in die ein poröser Ring oder Ringsegmente 13 eingesetzt sind. Am Boden dieser Nut 12 befindet sich ein Ringkanal 14, in den eine oder mehrere Leitungen 15 münden, durch die das abzudichtende Medium, das in diesem Fall zugleich als Schmiermittel dient, unter dem Druck zugeführt wird, unter dem das abzudichtende Medium steht.In the case of the in FIG. 1 embodiment of the invention shown is on a shaft 1 with the help of screws 2 a. Sleeve 3 attached and sealed by an O-ring 4. A sliding ring 5 is mounted on the sleeve 3 in a rotationally fixed but displaceable manner, the lower end face of which forms the sliding surface 7 delimiting the sealing gap 6. On its upper end face springs 8 engage, which press the sliding ring 5 against the end face 9 of a stationary counter sliding ring 10 which is fastened in a housing part 11 with a rubber ring 20 interposed. The counter slip ring 10 has a groove 12 into which a porous ring or ring segments 13 are inserted. At the bottom of this groove 12 there is an annular channel 14 into which one or more lines 15 open, through which the medium to be sealed, which in this case also serves as a lubricant, is supplied under the pressure under which the medium to be sealed is.

Die beschriebene Anordnung wird in dem Fall angewendet, in dem der Druck in dem Raum 19 kleiner ist als der Druck auf der Außenfläche der Ringe 5,10. Durch den Druck des Schmiermittels wird der mit der Welle 1 drehfest verbundene Ring 5 etwas von der durch die Oberfläche des porösen Einsatzes 13 und dem Gegengleitring 10 gebildeten Gleitfläche 9 entgegen der Wirkung der Feder 8 so weit abgehoben, bis aus den Poren der Oberfläche des porösen Einsatzes 13 Schmiermittel austreten kann. In der obenerwähnten Weise stellt sich ein bestimmter Abstand zwischen den Gleitflächen 7 und 9, also eine bestimmte Höhe des Dichtungsspaltes 6 ein. Der Abschnitt des Dichtungsspaltes, der auf seiner einen Seite durch die Oberfläche des porösen Einsatzes 13 begrenzt wird, kann als die »tragende« Zone des Dichtungsspaltes bezeichnet werden, weil sich hier ein die axiale Belastung der Dichtung tragender Schmiermitteldruck aufbauen kann. Dagegen nimmt die Zone des Dichtungsspaltes 6, die durch die obere Stirnfläche des Gegengleitringes 10 und die Gleitfläche 7 begrenzt wird, keinen Druck auf, sondern diese Verlängerung des Dichtungsspaltes bedingt in erster Linie einen Druckabfall und übernimmt damit die Dichtwirkung.The arrangement described is used in the case in which the pressure in the space 19 is smaller than the pressure on the outer surface of the rings 5, 10. Due to the pressure of the lubricant, the ring 5 non-rotatably connected to the shaft 1 is lifted somewhat from the sliding surface 9 formed by the surface of the porous insert 13 and the counter-sliding ring 10 against the action of the spring 8 until it comes out of the pores of the surface of the porous Insert 13 lubricant can escape. In the above-mentioned manner, a certain distance is established between the sliding surfaces 7 and 9, that is to say a certain height of the sealing gap 6. The section of the sealing gap which is delimited on one side by the surface of the porous insert 13 can be referred to as the "load-bearing" zone of the sealing gap, because a lubricant pressure bearing the axial load on the seal can build up here. In contrast, the zone of the sealing gap 6, which is delimited by the upper end face of the mating sliding ring 10 and the sliding surface 7, does not absorb any pressure, but this extension of the sealing gap primarily causes a pressure drop and thus takes on the sealing effect.

Mit 16 ist noch ein Dichtungsring in Form eines O-Ringes bezeichnet, der die Fuge zwischen den Hülsen 3 und 5 abdichtet. Der poröse Einsatz kann auch in dem sich mitdrehenden Gleitring oder aber sowohl in dem Gleitring 5 als auch in dem Gegengleitring 7 vorgesehen sein.16 with a sealing ring in the form of an O-ring is referred to, which seals the joint between the sleeves 3 and 5. The porous insert can also in the rotating sliding ring or both in the sliding ring 5 and be provided in the counter slip ring 7.

Herrscht in dem Raum 19 ein Druck, der höher ist als der Druck auf der Außenfläche des Gleitringes 10, so ist die Anordnung der tragenden und der dichtenden Zone umgekehrt, so daß stets die tragende Zone in der Nachbarschaft des Raumes mit höherem Druck liegt: Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der Ausführung nach F i g. 1 lediglich dadurch, daß der Gegengleitring an Stelle einer Nut 12 abgesetzt ist und auf den abgesetzten Teil ein ringförmiger poröser Körper 17 aufgesetzt ist. Die Außenfläche des porösen Ringes ist durch eine undurchlässige Schicht 18 abgedichtet. Zwischen der Schulter des abgesetzten Teiles des Gegengleitringes und der Unterfläche des porösen Ringes 17 befindet sich ein Spalt 21, durch den das abzudichtende Medium, das hier wieder als Schmiermittel für die Dichtung verwendet wird, in den porösen Körper 17 eindringt.If there is a pressure in the space 19 which is higher than the pressure on the outer surface of the sliding ring 10, the arrangement of the load-bearing and sealing zones is reversed, so that the load-bearing zone is always in the vicinity of the space with higher pressure: The in Fig. The embodiment of the invention shown in FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only in that the mating sliding ring is stepped in place of a groove 12 and an annular porous body 17 is placed on the stepped part. The outer surface of the porous ring is sealed by an impermeable layer 18. Between the shoulder of the offset part of the counter-slip ring and the lower surface of the porous ring 17 there is a gap 21 through which the medium to be sealed, which is again used as a lubricant for the seal, penetrates into the porous body 17.

Die undurchlässige Schicht 18 an der Außenfläche des porösen Ringes 17 kann auch fehlen. Dann erhält man eine ungleichmäßige Verteilung der Drosselung in radialer Richtung der Gleitfläche. Ebenfalls eine ungleichmäßige Verteilung der Drosselung erhält man, wenn man den Ringkörper 17 ohne die undurchlässige Schicht 18 unmittelbar auf der Schulter des Gegengleitringes 10 aufsetzt, also auf den Spalt 21 verzichtet. Wenn man nur am unteren Teil der Seitenfläche des Ringes 17 die undurchlässige Schicht 18 wegläßt, erhält man ebenfalls eine ungleiche Verteilung der Drosselung.The impermeable layer 18 on the outer surface of the porous ring 17 can also be absent. An uneven distribution of the throttling in the radial direction of the sliding surface is then obtained. An uneven distribution of the throttling is also obtained if the ring body 17 is placed directly on the shoulder of the mating sliding ring 10 without the impermeable layer 18, that is to say the gap 21 is dispensed with. If the impermeable layer 18 is omitted only on the lower part of the side face of the ring 17, an uneven distribution of the throttling is also obtained.

Claims

Claims: 1. Mechanical seal for sealing an under pressure standing room, in which one axially displaceable sliding ring against another is pressed and of which at least one with openings in the sealing surface is provided by the lubricant, which is the medium to be sealed itself can, is pressed under a pressure in the sealing gap, which is at least the Corresponds to the pressure of the medium to be sealed, in the way of the lubricant A throttle is switched on in front of these openings, which is dimensioned so that the Sealing surfaces kept a small distance from one another by the lubricant characterized in that the choke is a porous one known as a choke Body is formed which forms at least part of the sealing surface and extends over their entire scope.

2. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that on the peripheral part formed by the porous body the sealing surface on the side of the low pressure a non-porous sealing surface connects.

3. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that the feed for the lubricant is provided in both sealing surfaces delimiting the sealing gap. Considered publications: German Patent Nos. 1035 992, 1035 427, 1035 426, 574 210, 699 737; German Auslegeschrift No. 1 004 625; German patent application B 18246 XII / 47f, (published April 30, 1953); Swiss Patent No. 199 859; French Patent Nos. 841 562, 1061978; British Patent Nos. 706 795, 540 865, 736 568, 690 569, 734 794; U.S. Patent Nos. 2,805,090, 1876 515, 2834619.