DE2124731A1 - Abdichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

BE 13 916

Von Roll AGy Gerlafingen / Schweiz

Abdichtungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungsvorrichtung für die Welle eines Rührwerkantriebes eines Rührbehälters, bei welchem das Triebwerk an dem Behälter fest gelagert ist, wobei zwischen dem Behälter und dem dem Behälter benachbarten Wellenlager zwei einen feststehenden und einen drehenden Dichtungsring aufweisende Gleitringdichtungen und ein zwischen den Gleitringdichtungen liegender Spül- oder Tperraum angeordnet sind.

Abdichtungsvorrichtungen für das Abdichten des Spaltes zwischen der Welle eines Rührwerkantriebes und dem Rührkessel sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Neben den bekannten Stopfbüchsendichtungen, deren Eignung allerdings nicht für alle, speziell in der Verfahrenstechnik vorkommenden Betriebsbedingungen geeignet

109852/1681

sind, werden in vielen Anwendungsfällen Gleitringdichtungen in einfach- und doppeltwirkender Ausführung verwendet.

Bei Rührwerken stellt sich die Aufgabe, die Abdichtungen des Kessels so vorzunehmen, dass die freitragende Länge des Rührers möglichst gering ist. Da eine Lagerung im Kessel nicht möglich ist, erfolgt die Lagerung der Rührerwelle so nahe beim Kessel, als dies im Hinblick auf den Platzbedarf für die Abdichtungsvorrichtung noch möglich ist.

Bei Rührwerken werden im Hinblick auf die herrschenden Betriebsbedingungen, d.h. im Hinblick auf den zu verarbeitenden Stoff, den Reaktionsdruck und die Reaktionstemperatur häufig doppeltwirkende Gleitringdichtungen verwendet, bei denen zwei Gleitringdichtungen in Serie geschaltet sind und der zwischen den beiden Dichtungen bestehende Raum zum Durchleiten eines Kühl-, Spül- oder Schmiermittels unter Einhaltung eines dem Betriebsdruck im Kessel entsprechenden oder etwas höheren Druckes benützt wird.

Bei einer ersten bekannten Anordnung von Gleitringdichtungen liegen die drehenden Gleitringe Rücken an Rücken, so dass die Bauhöhe der Dichtung als im wesentlichen das Doppelte der Höhe einer Gleitringdichtung verhältnismässig gross ist. Dagegen besteht ein genügend grosser Sperraum zwischen den beiden Dichtungen } die beiden Dichtflächen sind für die Sperr- und Kühlflüssigkeit gut zugänglich und es kann ein beliebig hoher Druck im Sperraum aufrechterhalten werden. Nachteilig ist jedoch wegen der grossen Bauhöhe die verhältnismässig grosse Distanz des Lagers der Rührwerkwelle vom Deckel des Behälters.

Bei einer zweiten bekannten Ausführung wird bei gleicher Anordnung der umlaufenden Gleitringe Rücken an Rücken das Lager zwischen diesen Gleitringen angeordnet. Die Bauhöhe der Dichtungsanordnung wird zwar hierdurch noch grosser, jedoch wird die Distanz des Lagers vom Behälter geringer. Dafür liegt das Lager

109852/1681

im Sperraum und beschränkt somit, da das Lager von der Sperrflüssigkeit umspült wird, die Anzahl der zu verwendenden Sperrflüssigkeiten und damit die Einsatzmöglichkeiten des betreffenden Rührwerkes.

Bei einer dritten bekannten Ausführung werden zwei Gleitringdichtungen von unterschiedlichem Durchmesser konzentrisch ineinander und gleichsinnig angeordnet. Hierdurch erreicht man eine Bauhöhe, die nur etwa gleich der Hälfte der ersten Ausführun gist, doch ist der Sperraum sehr klein, wodurch keine genügende Kühlung gewährleistet ist. Zudem ist die Anordnung einer geeigneten Entlüfiungsbohrung für den Sperraum schwierig und weiter ist der Druck, welcher im Sperraum eingehalten werden kann, beschränkt, da die Gleitringe der äusseren Gleitringdichtung durch Innendruck beansprucht sind, was z.B. bei Kohlegleitringen eine besonders ungünstige Beanspruchung darstellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdichtungsvorrichtung zu schaffen, deren Bauhöhe gering ist, die einen zur genügenden Kühlung der Dichtflächen ausreichenden Sperrraum aufweist und keine Einschränkung bezüglich der Wahl des Druckes und der Art der Sperrflüssigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine eingangs beschriebene Abdichtungsvorrichtung gelöst, die sich dadurch kennzeichnet, dass die beiden Gleitringdichtungen ungleiche Durchmesser aufweisen und in entgegengesetzter Richtung angeordnet sind, wobei die erste Gleitringdichtung mit kleinerem Durchmesser innen auf der Wellenseite liegt und die zweite Gleitringdichtung mit grösserem Durchmesser die erste Gleitringdichtung in axialer Richtung nur teilweise überlappt.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

109852/1681

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Rührwerkantriebes und einen Teil des Behälters,auf welchem der Rührwerkantrieb gelagert ist, und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine auf dem Behälter angeordnete Abdichtungsanordnung.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Stutzen im Behälter 2 oder im Deckel 2 des Kessels bezeichnet, durch welchen die Rührwerkwelle 3 ragt. Die Rührwerkwelle 3 ist in einem Ständer 4 in nicht näher bezeichneter Weise gelagert, wobei ein Wellenlager in einem Gehäuse 5 untergebracht ist, wobei zwischen dem Lager und dem Stutzen 1 eine noch näher zu beschreibende Abdichtungsvorrichtung angeordnet ist, die ebenfalls im Gehäuse 5 untergebracht ist. Die Rührwerkwelle 3 wird durch einen Elektromotor 6 über ein nicht näher bezeichnetes Getriebe ,-8 angetrieben.

Die Rührwerkwelle 3 trägt die Rührerwelle 7, die frei in den Kessel ragt und in verschiedener Weise beschaufelt ist. Die Länge der Rührerwelle 7 beträgt gewöhnlich ein Mehrfaches der Rührwerkwelle 3, weshalb es verständlich ist, dass das untere Lager der Rührwerkwelle 3 so nahe an den Stutzen 1 gelegt wird, als es die Bauhöhe der dazwischenliegenden Abdichtungsvorrichtung erlaubt.

Die Abdichtungsanordnung ist im Detail in Fig. 2 dargestellt. Die Rührwerkwelle 3 ist mit einer Wellenschutzabdeckung 10 umgeben, die als Hülse aufgeschoben oder aufgeschweisst werden kann. Das Material der Wellenschutzhülse 10 wird entsprechend den zu verarbeitenden Stoffen im Rührkessel gewählt. Die Wellenschutzabdeckung kann beispielsweise als Hülse mit glasemaillierter Oberfläche ausgeführt sein.

Ueber der Wellenschutzabdeckung 10 ist eine Mitnehmerhülse 12 auf der Welle 3 gelagert, die mittels eines Gewindestiftes 13

109852/1681

an der Welle 3 gesichert und durch einen O-Ring 14 abgedichtet ist. Die Mitnehmerhülse 12 überlappt die Wellenschutzabdeckung 10 und ist mit einem O-Ring 15 gegenüber dieser abgedichtet.

Das gesamthaft mit 5 bezeichnete Gehäuse, innerhalb welchem das untere Rührwerkwellenlager und die Abdichtungsanordnung untergebracht sind, besteht aus einem Grundflansch 20, einem Zwischenflansch 21 und einem Deckel 22. Die Teile 20, 21, 22 sind durch entsprechende Schrauben zusammengehalten, von denen eine Schraube 23 dargestellt ist.

Auf der Mitnehmerhülse 12 ist das untere Rührwerkwellenlager 25 angeordnet, das beispielsweise ein Pendelrollenlager sein kann, dessen Aussenring im Deckel 22 gelagert ist. Das Lager 25 ist durch Lippendichtung 26, 27 im Zwischenflansch bzw. im Deckel 22 nach aussen abgedichtet.

Im unteren Teil des Gehäuses 5 sind zwei Gleitringdichtungen 30, 31 untergebracht. Jede dieser XSleitringdichtungen 30, besteht aus einem feststehenden Gleitring 32 und einem umlaufenden Gleitring 33, der in einem Käfig 34 längsbeweglich geführt ist, durch eine Weichdichtung 35, beispielsweise einen Teflonkeil, abgedichtet und durch eine Feder 36 belastet ist.

Die feststehenden Gleitringe 32 sind unter Verwendung geeigneter Dichtungen mittels Festhalteorganen 37 im Grundflansch 20 bzw, im Zwischenflansch 21 gehaltert, während die umlaufenden Gleitringe 33 in der Mitnehmerhülse 12 gelagert sind.

Das Gehäuse 5 wird mittels einer Dichtung 40 auf dem Stutzen 1 abgestützt und mittels eines Losflansches 41 und Schrauben 42 in seiner Lage gehalten. Die Zentrierung des Ständers 4 als auch des Gehäuses 5 erfolgt mittels des um den Stutzen 1 verlaufenden Triebwerkflansches 43, in welchem die Schrauben 42 des Losringes 41 eingeschraubt sind. Eine weitere Zentrierung des Gehäuses 5 erfolgt im oberen Teil des Gehäuses

109852/1681

durch Segmente 45, die mittels Schrauben 46 am Ständer 4 gehalten werden.

Wesentlich ist die gegenseitige Anordnung der beiden Gleitringdichtungen 30, 31. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Gleitringdichtung 31 einen grösseren Durchmesser auf als die Gleitringdichtung 30, bei welcher der umlaufende Gleitring 33 durch die Wellenschutzhülse 10 zentriert wird. Die Anordnung der Gleitringdichtungen 30, 31 ist nun so, dass sie in entgegengesetzter Richtung liegen, d.h. dass die umlaufenden Gleitringe 33 gegeneinander gerichtet sind. Zudem überlappen sich die drehenden Gleitringe 33 mindestens teilweise. In Fig. 2 überlappt der äussere Gleitring den Innengleitring um etwa 3/4 seiner Länge. Bei dieser Anordnung liegen die beiden feststehenden Gleitringe 32 aussen und begrenzen die durch die beiden Gleitringdichtungen benötigte Bauhöhe.

Durch diese Anordnung ist es möglich, einen Sperraum 50 vorzusehen, der gross genug ist, dass die Dichtflächen der beiden Dichtungen gut zugänglich sind und somit von der Sperrflüssigkeit bespült und gekühlt werden können. Der Sperraum 50 weist eine durch den Pfeil 51 angedeutete Eintrittsöffnung 52 für das Sperrmedium auf, das durch die mit Pfeil 53 bezeichnete Oeffnung 54 abgeleitet wird. Durch diese Anordnung der Zu- und Ableitung 52, 54 ist eine einwandfreie Entlüftung des Sperraumes 50 gewährleistet. Die Art des Sperrmediums wie auch der Sperrdruck können beliebig gewählt werden, da im Sperraum kein Lager untergebracht ist und die umlaufenden Gleitringe 33 am Aussenumfang durch den Sperrdruck belastet werden, welche Belastungsart insbesondere bei spröden Gleitringen einen höheren Druck im Sperrraum 50 ermöglicht.

Durch diese Anordnung der beiden Gleitringdichtungen erreicht man, dass das Wellenlager 25 verhältnismässig nahe zum Stutzen 1 angeordnet werden kann. Trotzdem bleibt ein genügend grosser und einwandfrei beaufschlagbarer Sperraum 50 erhalten, bei dem

109852/1681

bezüglich Druck und Sperrmedium keine grundsätzlichen Einschränkungen bestehen.

109852/1681

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Abdichtungsvorrichtung für die Welle eines Rührwerkantriebes eines Rührbehälters, bei welchem das Triebwerk an dem Behälter fest gelagert ist, wobei zwischen dem Behälter und dem dem Behälter benachbarten Wellenlager zwei einen feststehenden und einen drehenden Dichtungsring aufweisende Gleitringdichtungen und einem zwischen den Gleitringdichtungen liegender Spül- und Sperraum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gleitringdichtungen (30, 31) ungleiche
   Durchmesser aufweisen und in entgegngesetzter Richtung angeordnet sind, wobei die erste Gleitringdichtung (30) mit
   kleinerem Durchmesser innen auf der Wellenseite liegt und
   die zweite Gleitringdichtung (31) mit grösserem Durchmesser
   die erste Wellendichtung (30) in axialer Richtung mindestens teilweise überlappt.

   2. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehenden Dichtungsringe (33) der beiden Gleitringdichtungen (30, 31) in axialer Ueberlappung angeordnet
   sind.

   3. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehenden Dichtungsringe (33) auf einer an der Welle (3) befestigten Mitnehmerhülse (12) längsbeweglich
   gelagert sind.

   4. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere drehende Dichtungsring auf einer glasemaillierten Welle bzw. Wellenschutzhülse (10) zentriert
   ist.

   10.5.1971
   My/ae

   109852/1681

   Leerseite