DE1600523A1

DE1600523A1 - Dichtung mit selbstregelndem Sperrfluessigkeitsdruck

Info

Publication number: DE1600523A1
Application number: DE19671600523
Authority: DE
Inventors: Mueller Dr-Ing Heinz K
Original assignee: MUELLER DR ING HEINZ K
Current assignee: MUELLER DR ING HEINZ K
Priority date: 1967-06-03
Filing date: 1967-06-03
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1600523C3; US3659860A; DE1600523B2; US3556538A

Description

Dichtung nit selbstregelndem Sperrflüssigkeitsdruck

Die Erfindung betrifft eine Sperrflüssigkeitsdichtung mit selbsttätig regelndem Sperrdruck insbesondere für die Wellenabdichtung bei hohen Druckdifferenzen und hohen Gleitgeschwindigkeiten.

Sperrflüssigkeitsdichtungen bei denen in einer Kammer zwischen zwei hintereinander angeordneten Dichtelementen eine die erste Dichtung von der abzudichtenden Druckdifferenz entlastende Sperrflüssigkeit mit einem dem abzudichtenden Druck angenäherten Druck einströmt, sind bekannt· Dabei wird beispielsweise die Sperrflüssigkeit in einer Spaltdichtung mit selbsttätiger Einstellung der Spaltbreite auf den Gegendruck entspannt. Diese Abdichtverfahren haben unter anderem den Nachteil, daß der Sperrflüssigkeitsdruck bei veränderlicher Sperrflüssigkeitsmenege in Abhängigkeit vom abzudichtenden Druck in gewünschter Weise, meistens in sehr engen Grenzen konstant gehalten werden muß· Neben d er Störanfälligkeit bedingen solche Lösungen einen erhöhten Kostenaufwand für die der Dichtung vorzuschaltende Regeleinrichtung.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß eine Dichtvorrichtung mit vorzugsweise konstantem Sperrflüssigkeitsstrom vorgesehen wird, bei der sich ein vorgegebener Sperrflüssigkeitsdruck bzw. eine vorgegebene Differenz zwischen Sperrflüssigkeitsdruck und abzudichtendem Druck unter allen Betriebsbedingungen selbsttätig einstellt.

Dies wird dadurch erreicht, daß der abzudichtende Druck auf eine Teilfläche eines beweglichen Dichtkörpers wirkt und daß der abzudichtende Druck längs einer in sich geschlossenen Berührfläche zwischen einer Wand und dem Dichtkörper von einem Sperrflüssigkeitsraum getrennt wird, daß ein Teil der an den Sperrflüssigkeitsraum grenzenden Oberfläche des Dichtkörpers mit einer Wand des Sperrflüssigkeitsraumes einen Spalt bildet, wobei sich im Sperrflüssigkeitsraum infolge des Druckabfalls im Spalt ein vorausbestimmbarer Druck einstellt. Durch den Sperrflüssigkeitsstrom sowie durch die Wahl des Verhältnisses der vom abzudichtenden Druck bzw. vom Sperrflüssigkeitsdruck belasteten Flächen des Dichtkörpers in Verbindung mit der geometrischen Gestaltung der Spaltwände, das heißt durch die Ausbildung des Spaltbreitenverlaufs in Richtung der Sperrflüssigkeitsströmung kann ein beliebiges gewünschtes Verhältnis des abgedichteten Drucks zum Sperrflüssigkeitsdruck eingestellt werden. So wird auf einfache Weise erreicht, daß die Berührungsdichtung zwischen dem abzudichtenden Raum und dem Sperrflüssigkeitsraum unter alle η Betriebsbedingungen einer genau vorausbestimmbaren und beliebig kleinen Druckdifferenz ausgesetzt ist. Dies ist besonders wichtig, wenn die Berührungsdichtung große Relativgeschwindigkeiten zum Dichtkörper aufweist.

Damit die aus dem Spalt abfliessende Sperrflüssigkeit nicht in den Niedei druckraum hinter dem Dichtkörper gelangt, kann in vorteilhafter Weise j~ eine zweite Berührungsdichtung zwischen dem Dichtkörper und einer _w Wand des SperrflÜssigkeitsraums angeordnet werden und die Sperrflüssigkeit kann durch einen zwischen Spaltende und der zweiten Berührungsdichtung einmündenden Kanal abgeleitet werden. Die cn Berührungsdichtungen können in bekannter Weise als elastische Dichtungen "·*> oder auch als federnd an den Dichtkörper angepreßte Gleitringdichtungen ο ausgebildet werden· Wird der Dichtkörper als Ring, insbesondere als

«β ein mit einer Welle umlaufender Ring ausgeführt, so können die to Berührungsdichtungen aa Dichtkörper wahlweise so angeordnet sein, daß sie diesen längs einer lim fangs fläche oder längs einer Stirnfläche berühren. '

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die vorzugsweise gekühlte Sperrflüssigkeit in unmittelbarer Nähe der Berührungsdichtung zwischen Hochdruckraun und Sperrflüssigkeit sraum zuströmt. Dadurch entsteht ein intensiver Wärmeübergang zv/ischen der Berührungsdichtung und der Sperrflüssigkeit und die infolge der Relativbewegung zwischen Berührungsdichtung und Dichtkörper entstehende Reibungswärme kann bei einem verhältnismässig niederem Tenperaturniveau abgeführt werden.

Um die mit höherer Geschwindigkeit aus dem Spalt austretende Flüssigkeit nicht direkt auf die Gleitfläche der sekundären Berührungsdichtung 14 gelangen zu lassen, kann in vorteilhafter Weise ein vom Dichtlcörper oder von dessen ©egenflHche quer zur Spaltrichtung vorspringender, die Strömung abweisender Rand 17 vorgesehen werden.

Die Bilder 1 bis 3 zeigen prinzipielle Ausführungsformen des Erfindungsgedankens. Bild 4 zeigt die Konstruktionszeichnung eines praktischen Ausführungsbeispiels.

Claims

Ansprüche ;

1. Dichtvorrichtung mit einem in einer Richtung beweglichen und in der dousenkrechten Richtung vorzugsweise formschlüssig mit einer Wand verbundenen Dichtkörper 5 dadurch gekennzeichnet,

daß ein Raum 1 mit einem höheren Druck p„ durch die gemeinsame Berührfläche 2 und ein an die Berührfläcfie 2 grenzendes Dichtelementte 3 von einem Raum 4 mit dem niederen p„ getrennt ist,

daß der Dichtkörper 5 eine vom Hochdruck p„ in Richtung seiner Beweglichkeit belastete Fläche 6 aufweist,

daß zwischen der der Fläche 6 gegenüberliegenden Fläche 7 des Dichtkörpers und einer Spaltwand 8 ein Spalt 9 gebildet wird,

daß der Spaltanfang 10 über einen Kanal 11 mit einer Druckflüssigkeit vorzugsweise mit konstantem Vordervolumen pro Zeiteinheit gespeist wird,

daß zwischen der Fläche 6 und dem Spaltanfang 10 in einer Wand ein den Dichtkörper 5 berührendes vorzugsweise elastisches Dichtelement 13 angeordnet ist,

wobei das Verhältnis der Fläche 6 zur Spaltwandfläche 8 bei Berücksichtigung der Spaltgeometrie so abgestimmt ist, daß sich eine beliebig kleine positive oder negative Differenz Po ~ Vu einstellt.

909885/0882

O
CD

2. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

daß die den Spalt 9 durchströmende Flüssigkeit durch ein in einer Wand 16 angeordnetes, den Dichtkörper 5 berührendes, vorzugsweise elastisches Dichtelement 14 von Niederdruckraum 4 getrennt und in einen Kanal 15 abgeleitet wird.

3« Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,

daß die DichtelementefJ und / oder 14 so angeordnet sind, daß sie die verlängerte Stirnwand 7 des Dichtkörpers 5 berühren.

4. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper 5 ein axialbeweglicher Ring ist, der auf einer Welle mitdrehend angeordnet ist und daß die Dichtelemente 13 und 14 aus axialbeweglichen und elastisch an den Dichtkörper 5 angepreßten Ringen bestehen.

9dS885/0882