DE2423821A1 - PLUG SEAL - Google Patents

Description

Stopfbuchsd ichtung Die Erfindung betrifft eine Stopfbuchsdichtung mit Weichstoffpacung für rotierende Wellen.Stuffing box seal The invention relates to a stuffing box seal with soft material packing for rotating shafts.

Bei unter Druck stehenden Räumen werden zur Abdichtung hindurchragender Wellen Stopfbuchsdichtungen eingesetzt.In the case of pressurized rooms, more protruding areas are used for sealing Shafts stuffing box seals used.

Diese Stopfbuchsdichtungen sind so aufgebaut, daß um die rotierenden, aus dem Druckraum herausragenden Wellen ein Hohlraum angeordnet ist, in dem sich eine aus Dichtmaterial bestehende Packung befindet. Mit einem axial auf der Welle beweglichen Drücker wird die Packung zusammengepreßt.These stuffing box seals are constructed in such a way that around the rotating, from the pressure chamber protruding shafts a cavity is arranged in which a packing made of sealing material is located. With one axially on the shaft movable pusher, the pack is pressed together.

Die Dichtwirkung einer Stopfbuchse ist umso größer, je länger die Stopfbuchspackung und je enger der Spalt zwischen der Welle und der Packung ist. Der konstruktiven Gestaltung der Stopfbuchsdichtung sind aber Grenzen gesetzt.The sealing effect of a stuffing box is greater, the longer the Stuffing box packing and the narrower the gap between the shaft and the packing. However, there are limits to the structural design of the stuffing box seal.

Bekannt ist, die Dichtwirkung der Stopfbuchse dadurch zu verbessern, daß der Si ckerweg des aus dem Druckraum austretenden Mediums vergrößert wird. Zu diesem Zweck wurde die Welle im Längenbereich der Packung mit sägezahnförmigen Ringnuten versehen. - Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß sich die Packungsringe beim Zusammenpressen in den Ringnuten verklemmen und dadurch beschädigt werden. Tritt nach einiger Betriebszeit der Verbrauch von Schmiermittel auf, das in der Packung enthalten ist, so wird bei gezahnter Ausführung der Wellenoberfläche ein Nachspannen der Packung unmöglich. Außerdem ist der Packungswechsel außerordentlich erschwert.It is known that the sealing effect of the stuffing box can be improved by that the Si ckerweg of the medium emerging from the pressure chamber is increased. to For this purpose, the shaft was fitted with sawtooth-shaped annular grooves in the length range of the packing Mistake. - The disadvantage of this design is that the packing rings when Press together to jam in the ring grooves and be damaged as a result. Kick after a period of operation, the consumption of lubricant in the pack increases is included, a re-tensioning is required if the shaft surface is serrated the pack impossible. In addition, changing the pack is extremely difficult.

Des weiteren ist eine mehrteilige Stopfbuchse bekannt, bei der zwischen zwei getrennt anziehbaren Teilen zum Zusammenpressen der Packung, die ebenfalls getrennt angeordnet ist, ein Schmierschloß vorgesehen ist. Zwischen beiden Teilen der Stopfbuchspackung ist noch eine zusätzliche Dichtung vorgesehen. Diese zusätzliche Dichtung hat nur gegenüber einem feststehenden Teil abzudichten, unterliegt also keiner mechanischen Beanspruchung, Durch diese Anordnung kann der äußere Teil der Stopfbuchspackung ohne Beeinträchtigung des Schmierschlosses, das heißt auch während des Betriebes, ausgewechselt werden. - Nachteilig bei dieser konstruktiven Gestaltung ist einmal der komplizierte Aufbau und zum anderen die ungleichmäßige Dichtwirkung der einzelnen Packungsringe.Furthermore, a multi-part stuffing box is known in which between two separately pullable parts to compress the pack, which also is arranged separately, a lubrication lock is provided. Between the two parts an additional seal is provided for the stuffing box packing. This additional Seal only has to seal against a stationary part, so it is subject no mechanical stress, this arrangement allows the outer Part of the stuffing box packing without affecting the lubrication lock, that is can also be replaced during operation. - Disadvantage of this constructive Design is, on the one hand, the complicated structure and, on the other hand, the uneven structure Sealing effect of the individual packing rings.

Eine weitere bekannte Stopfbuchse ist so aufgebaut, daß die Packung von zwei Seiten zusammengepreßt wird, wobei beide Drücker getrennt voneinander anziehbar sind, und der äußere Drücker noch eine zusätzliche Abdichtung aufweist. Durch diesen Aufbau wird zwar erreicht, daß alle Packungsringe eine Dichtwirkung abfiben, aber die Dichtwirkung der einzelnen Packungsringe ist unterschiedlich, denn an den äußeren Packungsringen tritt die größte und an den inneren Packungeringen die kleinste Dichtkraft auf. Ein weiterer Nachteil besteht darin» daß diese Stopfbuchse nicht für emaillierte Behälter geeignet ist, da die zusätzliche Dichtstelle eine Störquelle bei aggressiven Medien darstellt.Another known stuffing box is constructed so that the packing is pressed together from two sides, whereby both handles can be tightened separately from each other and the outer pusher has an additional seal. Through this Structure is achieved that all packing rings abfben a sealing effect, but the sealing effect of the individual packing rings is different than on the outer one The largest sealing force occurs on the packing rings and the smallest on the inner packing rings on. Another disadvantage is »that this stuffing box is not for enamelled Container is suitable because the additional sealing point is a source of interference in the case of aggressive Media represents.

Bei einer anderen bekannten Stopfbuchse wird die Stopfbuchspackung durch zwei keilförmig ausgebildete und teleskopartig miteinander verschiebbare Teile, deren der Packung zugewandtes Ende keilförmig gestaltet ist, gegen die Welle und die Wand hin auseinandergepreßt. - Auch hier sind die Dichtungskräfte unterschiedlich über die Keillänge.In another known stuffing box, the stuffing box packing by means of two wedge-shaped parts that can be moved telescopically with one another, whose end facing the pack is wedge-shaped against the shaft and the wall pressed apart. - Here, too, the sealing forces are different over the wedge length.

Nachteilig bei allen bekannten Stopfbuchsen ist, daß die Anpreßwirkung der Packungsringe an die Welle unterschiedlich ist, sie nimmt vom äußeren zum inneren Packungsring hin ab, wobei häufig die untersten Packungsringe gar keine Dichtwirkung mehr aufweisen. Daraus resultiert ein sehr hoher Verschleiß der Packung. Auch durch eine weitere Erhöhung der Anpreßkräfte verändert sich der Traganteil der unteren Ringe nicht wesentlich, so daß die Dichtwirkung sich kaum verbessert, aber der Verschleiß der oberen Ringe stark zunimmt.The disadvantage of all known stuffing boxes is that the pressing effect the packing rings on the shaft is different, it takes from the outer to the inner Packing ring down, the bottom packing rings often having no sealing effect at all have more. This results in a very high level of wear on the packing. Also through a further increase in the contact pressure changes the contact ratio of the lower ones Rings not essential, so that the sealing effect is hardly improved, but the wear of the upper rings increases sharply.

Zweck der Erfindung ist es, die Verteilung der Anpreßkräfte über die gesamte Packungslänge gleichmäßig zu gestalten und damit die Laufzeiten zu erhöhen, den Verschleiß und die Leckage zu verringern und die Montage und Demontage zu erleichtern.The purpose of the invention is to distribute the contact pressure over the to make the entire package length evenly and thus to increase the running times, to reduce wear and leakage and to facilitate assembly and disassembly.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Stopfbuchsgehäuse und die Stopfbuchspackung so zu gestalten, daß die Anpreßkräfte über die gesamte Länge der Stopfbuchspackung annähernd gleichmäßig verteilt sind, das heißt, daß jeder Packungsring anteilige Anpreßkräfte überträgt.The object of the invention is the stuffing box housing and to design the stuffing box packing so that the contact pressure over the entire length the stuffing box packing are approximately evenly distributed, that is, that each Packing ring transmits proportional contact pressure.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Teil des Bereiches, in dem die Stopfbuchspackung untergebracht ist, konisch gestaltet ist. Hierzu ist die auf der abzudichtenden Welle angeordnete Hülse und/oder das Stopfbuchsgehäuse an der dem Behälter abgewandten Seite in einem Bereich des die Stopfbuchspackung aufnehmenden TeileR konisch ausgebildet, Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Stopfbuchsgehäuse im Bereich der Stopfbuchspackung federnd ausgebildet ist oder zwischen der Stopfbuchspackung und dem Stopfbuchsgehäuse noch eine federnde Einlage angeordnet ist.According to the invention the object is achieved in that part of the Area in which the stuffing box packing is housed is conical in shape. For this purpose, the sleeve arranged on the shaft to be sealed and / or the stuffing box housing on the side facing away from the container in an area of the stuffing box packing receiving parts R conical, it is particularly advantageous if the Stuffing box housing is designed to be resilient in the area of the stuffing box packing or a resilient insert between the stuffing box packing and the stuffing box housing is arranged.

Die Dichtelemente der Stopfbuchspackung bestehen aus plastischen Material, z,B. Extrusionspackungen oder anderen leichtverformbaren Material-, das sich beim Zusammenpressen der konischen Gestaltung des Packungsraumes anpaßt. Zwischen dem Stopfbuchsgehäuse und dem Deckelflansch sowie zwischen der Welle und der Hülse ist jeweils eine Dichtung angeordnet, Zweckmäßigerweise ist der Grundring der Packung an der an der ftopfbuchspackung anliegenden Seite dachförmig ausgebildet und zur besseren Verteilung des Druckmediums mit Spiralnuten und/oder Bohrungen versehen.The sealing elements of the stuffing box packing are made of plastic material, z, B. Extrusion packings or other easily deformable material, which is in the Compression adapts to the conical shape of the packing space. Between the Stuffing box housing and the cover flange as well as between the shaft and the sleeve in each case a seal is arranged, the base ring is expediently of the pack roof-shaped on the side adjacent to the gland packing and to the Provide spiral grooves and / or bores for better distribution of the pressure medium.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Stopfbuchspackung werden die auftretenden Schwerkräfte verringert, die Reibungskräfte zwischen dem Stopfbuchsgehäuse und der Welle oder Hülse ausgeglichen und insbesondere die Dicht kräfte über den gesamten Packungsbereich annähernd gleichmäßig verteilt, so daß jeder Teil der Packung gleichmäßig belastet ist.The inventive design of the stuffing box packing the occurring gravity reduces the frictional forces between the stuffing box housing and the shaft or sleeve balanced and especially the tight Forces almost evenly distributed over the entire packing area, so that every part of the pack is loaded equally.

Damit wird der Verschleiß wesentlich verringert, Außerdem werden durch die elastische Anordnung der Packung Schläge von der Welle auf die Packung reduziert oder vermieden und auch günstigere Reibverhältnisse beim Vorpressen und Nachziehen der Packung erreicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß an der Stelle der größten Wellenauslenkung auch der größte Packungequerschnitt vorliegt, daß durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Packungsraumes eine erhöhte Radialpressung der untersten Packungsringe beim Anliegen des Betriebsdruckes erfolgt und daß die Montage und Demontage durch die konische Gestaltung erleichtert werden. Das Entnehmen der Packung erfolgt, indem das Dichtgehäuse vom Deckelflansch gelöst und über Abdrückschrauben abgedrückt wird und die Packung gegen den axial festgelegten Drücker bzw. eine Beilage nach unten ausgedrückt wird.This significantly reduces wear and tear the elastic arrangement of the packing reduces impacts from the shaft on the packing or avoided and also more favorable friction conditions during pre-pressing and retightening of the pack. Another advantage is that at the point of largest shaft deflection also the largest packing cross-section is present that through the inventive design of the packing space an increased radial pressure of the lowest packing rings when the operating pressure is applied and that the assembly and dismantling are facilitated by the conical design. Removing the Packing takes place by detaching the sealing housing from the cover flange and using forcing screws is pressed and the pack against the axially fixed pusher or an insert is expressed downwards.

Durch die konische Gestaltung des Dichtungsgehäuses wird der Unterschied zwischen dem Reibwert der Packung im Dichtungsgehäuse und der rotierenden Welle verringert. Dadurch wird die Packung weniger durch Scherkräfte belastet und läßt eine gleichmäßigere Kraftverteilung bis zum entferntesten Packungsring zu. Bei Belastungsumkehr durch den Innendruck wird eine größere Fläche der Packung beaufschlagt als an der Drückerseite. Dadurch wird eine große Axialkraft erzeugt, die durch die Kraftkomponenten von der Kegelfläche auf die Packung umgelenkt wird. Außerdem ergibt sich daraus eine Verengung des Dichtspaltes um die Welle. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Packungsraumes verhindert, daß die Packungsringe durch Umverlagerung der Kräfte den am Drücker befindlichen Ring zusätzlich belasten. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß sich an der Stelle der maximalen Wellenauslenkung der maximale Packungsquerschnitt mit der größten Elastizität befindet und dadurch nur in geringem Maße die Packung bleibend verformt wird, bzw, das Schmiermittel in geringerem Maße ausgeschlagen wird. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird also vermieden, daß das von der Druckseite anliegende aggresive Medium in den Teil zwischen ausgeschlagenen untersten Packungsringen und Welle eindringen kann. Dieser Effekt wird durch die erfindungsgemäße dachförmige Gestaltung des Grundringes noch verstärkt, so daß das ihn umgebende Dichtmaterial in eine Form gebracht wird, die den Automatik-Lippendichtungen ähnelt. Durch Ausbildung von Spiralrillen auf der den Dichtringen zugewandten Seite des Grundringes wird eine gleichmäßige Druckverteilung auf den Querschnitt des untersten Pacungsringes erreicht.The difference is the conical design of the seal housing between the coefficient of friction of the packing in the seal housing and the rotating shaft decreased. As a result, the pack is less stressed by shear forces and leaves a more even distribution of force up to the most distant packing ring. When the load is reversed the internal pressure acts on a larger area of the packing than on the Push side. This creates a large axial force caused by the force components is deflected from the conical surface onto the packing. It also results from it a narrowing of the sealing gap around the shaft. At the same time by the invention Design of the packing space prevents the packing rings from shifting the forces put additional strain on the ring on the pusher. Further results the advantage that at the point of maximum shaft deflection the maximum Packing cross-section with the greatest elasticity is located and therefore only to a small extent Dimensions the packing is permanently deformed, or the lubricant in lesser Dimensions is knocked out. The design according to the invention thus avoids that the aggressive medium lying on the pressure side in the part between knocked out bottom packing rings and shaft can penetrate. This effect is made possible by the inventive roof-shaped design of the base ring is reinforced so that the Sealing material surrounding it is brought into a shape that resembles the automatic lip seals resembles. By forming spiral grooves on the side facing the sealing rings of the base ring is a uniform pressure distribution on the cross section of the lowest Pacungsringes reached.

Außerdem bewirken die Bohrungen im Grundring eine gleichmäßige Druckverteilung auf den gesamten Packungsquerschnitt.In addition, the holes in the base ring ensure an even distribution of pressure on the entire packing cross-section.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with the aid of two exemplary embodiments explained in more detail.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stopfbuchsdichtung mit einer auf der abzudichtenden Welle angeordneten Hülse und Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stopfbuchsdichtung mit einem federnd angeordneten Stopfbuchsgehäuse.Figure 1 shows a cross section through a stuffing box seal according to the invention with a sleeve arranged on the shaft to be sealed and FIG. 2 shows one Cross section through a stuffing box seal according to the invention with a resiliently arranged Stuffing box housing.

In Figur 1 ist auf einer abzudichtenden Welle 10 eine Hülse 9 angeordnet, Auf der Hülse 9 ist ein Drücker 2 geführt, der mittels Montageschrauben 3 und Muttern 4 mit einem Stopfbuchsgehäuse 1 verbunden ist, Das Stopfbuchsgehäuse 1 ist von einer Dichtung 13 gegen einen Deckelflansch 5 abgedichtet und mittels Befestigungsschrauben 6 und ,Muttern 7 mit dem Deckelflansch 5 verbunden. Zwischen der Hülse 9 und der Welle 10 ist ebenfalls eine Dichtung 13 angeordnet. Zwischen dem Stopfbuchsgehäuse 1 und der Hülse 9 ist eine aus Dichtelementen 8 und einem Grundring 14 bestehende Stopfbuchspackung angeordnet.In Figure 1, a sleeve 9 is arranged on a shaft 10 to be sealed, On the sleeve 9, a pusher 2 is guided, which by means of mounting screws 3 and nuts 4 is connected to a stuffing box housing 1, the stuffing box housing 1 is of a Seal 13 sealed against a cover flange 5 and by means of fastening screws 6 and nuts 7 are connected to the cover flange 5. Between the sleeve 9 and the A seal 13 is also arranged on shaft 10. Between the stuffing box housing 1 and the sleeve 9 is made up of sealing elements 8 and a base ring 14 Gland packing arranged.

Der dem Behälter abgewandte Teil 11 des Stopfbuchsgehäuses 1 und der Teil 12 der Hülse 9 sind konisch gestaltet.- Die Stopfbuchspackung in diesem konischen Teil des Packungeraumes besteht entweder aus geflochtenen Packungselementen oder aus einem plastischen Material, zum Beispiel einer Knetpackung, das sich beim Zusammenpressen dem Packungeraum anpaßt.The part 11 of the gland housing 1 facing away from the container and the Part 12 of the sleeve 9 are conical in shape. The stuffing box packing in this conical Part of the pack space exists either from braided packing elements or made of a plastic material, for example a plasticine pack, which is placed in the Compression adapts to the packing space.

In Figur 2 ist das Stopfbuchsgehäuse 1 im Bereich 15 der Stopfbuchspackung 8 federnd ausgebildet und ebenfalls konisch gestaltet. Bei der hier dargestellten Stopfbuchsdichtung ist die Stopfbuchspackung unmittelbar auf der Welle 10 angeordnet, so daß die Hülse 9 entfällt,In FIG. 2, the stuffing box housing 1 is in the area 15 of the stuffing box packing 8 resilient and also designed conically. With the one shown here The stuffing box packing is arranged directly on the shaft 10, so that the sleeve 9 is omitted,

Claims (7)

Patentansprüche Stopfbuchsdichtung, bestehend aus einer in einem Dichtgehäuse angeordneten Stopfbuchspackung und einem die Stopfbuchspackung zusammenpressenden Drücker, wobei zwischen der abzudichtenden Welle und der Stopfbuchspackung eine Hülse angeordnet ist und der Drücker mit dem Stopfbuchsgehäuse und das Stopfbuchsgehäuse mit dem Deckelflansch durch Schrauben verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) und/oder das Stopfbuchsgehäuse (1) an der dem Behälter abgewandten Seite in einem Teil des die Stopfbuchspackung (8) aufnehmenden Bereiches konisch gestaltet ist, Claims Stuffing box seal, consisting of one in a sealing housing arranged stuffing box packing and one compressing the stuffing box packing Handle, with a Sleeve is arranged and the pusher with the stuffing box housing and the stuffing box housing are connected to the cover flange by screws, characterized in that the sleeve (9) and / or the stuffing box housing (1) on the one facing away from the container Side in part of the area receiving the stuffing box packing (8) is conical is designed, 2. Stopfbuchsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stopfbuchsgehäuse (1) im Bereich der Stopfbuchspackung federnd ausgebildet ist.2. stuffing box seal according to claim 1, characterized in that the stuffing box housing (1) is resilient in the area of the stuffing box packing. 3. Stopfbuchsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stopfbuchspackung und dem Stopfbuchsgehäuse (1) eine federnde Einlage angeordnet ist, 3. stuffing box seal according to claim 1, characterized in that a resilient insert between the stuffing box packing and the stuffing box housing (1) is arranged 4. Stopfbuchsdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfbuchspackung aus formveränderlichem Material besteht, das sich beim Zusammenpressen der konischen Gestaltung des Packungsraumes anpaßt.4. Stuffing box seal according to claims 1 to 3, characterized in that that the stuffing box packing consists of shape-changing material that is when Compression adapts to the conical shape of the packing space. 5. Stopfbuchsdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stopfbuchsgehäuse (1) und dem Deckelflansch (5) sowie der Welle (10) und der Hülse (9) eine Dichtung (13) angeordnet ist.5. Stuffing box seal according to claims 1 to 4, characterized in that that between the stuffing box housing (1) and the cover flange (5) and the shaft (10) and the sleeve (9) a seal (13) is arranged. 6. Stopfbuchsdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundring (14) an der an der Stopfbuchspackung anliegenden Seite dachförmig ausgebildet ist.6. Stuffing box seal according to claims 1 to 5, characterized in that that the base ring (14) is roof-shaped on the side resting on the stuffing box packing is trained. 7. Stopfbuchsdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundring (14) zur besseren Verteilung des Druckmediums mit Spiralnuten und/oder Bohrungen versehen ist 7. Stuffing box seal according to claims 1 to 6, characterized in that that the base ring (14) for better distribution of the pressure medium with spiral grooves and / or bores is provided