Hydrostatische Wellenabdichtung Die Erfindung betrifft eine hydrostatische
Wellenabdichtung für Hochdruckbelastung, bestehend aus einem mit dem Gehäuse verbundenen
feststehenden, jedoch axial verschiebbaren und einem mit der Welle rotierenden Ringteil. Hydrostatic shaft seal The invention relates to a hydrostatic shaft seal
Shaft seal for high pressure loads, consisting of a one connected to the housing
fixed, but axially displaceable and a ring part rotating with the shaft.
Unter hydrostatischen Dichtungen sind solche bekannt, bei denen zwischen
der Leckagemenge und der abzudrosselnden Druckdifferenz ein linearer Zusammenhang
besteht, aber auch solche, bei denen zwischen Druck und Leckagemenge kein bei linearer
Zusammenhang besteht. Diese letzteren können somit/;.B. doppeltem Druck mehr oder
auch weniger als die entsprechende lineare Leckmenge durchfliessen lassen. Dieses
Verhalten der Dichtungen ist unabhängig davon, wie die Dichtspaltgeometrie ausgeführt
ist.Under hydrostatic seals, those are known in which between
the amount of leakage and the pressure difference to be throttled is a linear relationship
exists, but also those where there is no linear between pressure and leakage quantity
There is a connection. These latter can thus /; B. double pressure more or
let less than the corresponding linear leakage flow through. This
The behavior of the seals is independent of how the sealing gap geometry is designed
is.
Die Dichtringe sind normalerweise so eingebaut, dass der abzvdichtende
hohe Druck auf die Aussenkontur des Ringes wirkt, während die Innenkontur im niederen
Druckbereich liegt. Auf Grund dieser Druckdifferenz werden die Dichtringe. radial
zusammengedrückt, was u.a. auch zur Schrägstellung der Abdichtfläche führen kann.
Die Form der Leckagekennlinie, also der Zusammenhang zwischen Druck und Leckmenge
bei einer Wellendichtung, hängt davon ab, wie die Form des jeweiligen Dichtringes
gewählt ist.The sealing rings are usually installed in such a way that the sealing
high pressure acts on the outer contour of the ring, while the inner contour acts on the lower
Pressure range. Due to this pressure difference, the sealing rings. radial
compressed, which among other things can lead to an inclined position of the sealing surface.
The shape of the leakage curve, i.e. the relationship between pressure and leakage quantity
in the case of a shaft seal, it depends on the shape of the respective sealing ring
is chosen.
Öffnet sich der Spalt durch Schrägstellung unter Druckbelastung am
Aussendurchmesser, dann nimmt die Leckmenge bei steigendem Druck überproportional
zu. Verengt sich der Spalt jedoch am Aussendurchmesser, dann nimmt die Leckmenge
unterproportional zu. Diese Eigenschaft macht den Einsatz von einstufigen Dichtungen
im Hochdruckbereich erst wirtschaftlich möglich. Nachteilig bei dieser Art der Dichtungsverformung
bleibt jedoch, dass die Leckmenge im Niederdruckbereich nur unwesentlich vergrössert
werden kann, wodurch die Sicherheit gegen Berührung der Dichtung im Anfahrbereich
(Niederdruckbereich) praktisch nicht verbessert wird.If the gap opens due to an inclined position under pressure on the
Outside diameter, then the leakage rate increases disproportionately with increasing pressure
to. However, if the gap narrows at the outside diameter, the leakage rate increases
disproportionately to. This property makes the use of single-stage seals
only economically feasible in the high pressure range. A disadvantage of this type of seal deformation
it remains, however, that the leakage quantity in the low pressure range only increases insignificantly
can be, whereby the security against touching the seal in the start-up area
(Low pressure range) is practically not improved.
Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieses Nachteils, wobei die
Lösung bei einer Wellenabdichtung der eingangs genannten Art in einer vor dem jeweiligen
eigentlichen Dichtring angeordneten, am Aussendurchmesser druckdicht mit diesem
verschweissten und auf der Anlageseite zum Dichtring hin vom Innendurchmesser bis
zu einem Unterstützungsdurchmesser (D) ausgesparten Scheibe aus dem gleichen Werkstoff
besteht. Bei einer Dichtungsausführung nach der Erfindung wird durch die zu Grunde
liegenden Massnahmen der genannten Radialverformung bekannter Dichtungen noch eine
definierte Axialverformung im Bereich der Hauptdrosselstelle überlagert, womit eine
zu kleine Leckagemenge und eine Anlaufgefahr im Niederdruckbereich vermieden werden.The object of the invention is to avoid this disadvantage, the
Solution with a shaft seal of the type mentioned in one before the respective
actual sealing ring arranged, pressure-tight with this on the outer diameter
welded and on the contact side to the sealing ring from the inside diameter to
Disc made of the same material and recessed to form a support diameter (D)
consists. In a seal design according to the invention is based on
lying measures of the mentioned radial deformation of known seals still one
defined axial deformation superimposed in the area of the main throttle point, with which a
Too small a leakage quantity and the risk of start-up in the low pressure range can be avoided.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen die hydrostatische Wellenabdichtung nach der
Erfindung mit dem mit der Welle 4 rotierenden Dichtringteil 1 und dem drehfest mit
dem Gehäuse 5 verbundenen, jedoch axial verschiebbaren Dichtringteil 2 sowie mit
der mit diesem verschweissten ausgesparten Scheibe 3, und zwar die Fig. 2 im druck
losen und die Fig. 3 im druckbelasteten Zustand. An der Abdichtseite der Scheibe
3 ist diese mit einer der vielen möglichen und bekannten Spaltformen versehen. Im
(Rgensatz zu den bekannten hydrostatischen Dichtungen wird bei der Dichtung nach
der Erfindung der Spaltformparameter (h), der die Leckmenge hauptsächlich bestimmt,
so gewählt, dass im Niederdruckbereich (Anfahrbetrieb) bereits ca. 60% der Leckmenge
des Betriebsauslegungspunktes fliessen. Ist nun von der vorgeschweissten Scheibe
die Dicke (S) und der Unterstützungsdurchsie messer (D) richtig aufeinander abgestimmt,
dann verformCich in axialer Richtung bei Drucksteigerung, und zwar so lange, bis
sie sich bei einem bestimmten, im voraus festgelegten Druck an dem Dichtring abstützt.
Dadurch wird erreicht, dass der Spaltformparameter (h) druckabhängig kleiner wird,
wodurch die Leckmenge der Dichtung ebenfalls verkleinert wird. Diese Leckmengenverkleinerung
wird durch die Drucksteigerung geringfügig überkompensiert, so dass die Dichtungskennlinie
in diesem Bereich sehr steil verläuft. Das bedeutet, dass bei steigendem Druck die
Leckage nur unwesentlich zunimmt. Sobald die Scheibe abliegt ud keine weitere Axi
alverformung mehr möglich ist, folgt die Leckagekennlinie den Gesetzmässigkeiten,
die bei reiner Radialverformung für das Leckageverhalten ausschlaggebend sind.1 to 3 show the hydrostatic shaft seal according to
Invention with the rotating with the shaft 4 sealing ring part 1 and the non-rotatable with
the housing 5 connected, but axially displaceable sealing ring part 2 and with
the recessed disc 3 welded to this, namely FIG. 2 in print
loose and Fig. 3 in the pressure-loaded state. On the sealing side of the disc
3 this is provided with one of the many possible and known gap shapes. in the
(Rgensatz to the well-known hydrostatic seals is in the seal after
the invention of the gap shape parameter (h), which mainly determines the amount of leakage,
chosen so that in the low pressure range (start-up operation) approx. 60% of the leakage amount is already present
of the operational design point. Is now from the pre-welded pane
the thickness (S) and the support diameter (D) correctly matched to one another,
then deform in the axial direction with an increase in pressure, until
it is supported on the sealing ring at a certain, predetermined pressure.
This ensures that the gap shape parameter (h) becomes smaller depending on the pressure,
which also reduces the amount of leakage from the seal. This leakage reduction
is slightly overcompensated by the pressure increase, so that the sealing characteristic
runs very steeply in this area. This means that as the pressure increases, the
Leakage increases only insignificantly. As soon as the disc lies down and no further axes
al deformation is more possible, the leakage characteristic follows the regularities,
which are decisive for the leakage behavior in the case of pure radial deformation.