DE3342973C2 - Seal for shafts - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft pneumatische Dichtungen, die bei schräg angeordneten Wellen, die in einem mit Flüssigkeit oder Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch gefüllten Behälter laufen, beispielsweise bei Sandentwässerungsschnecken, einsetzbar sind. Aufgabe der Erfindung ist es, für das untere Wellenlager und/oder den Durchgang der Welle durch die Behälter- oder Trogwand eine berührungsfreie Abdichtung ohne Druckluftzuführung zu erreichen. Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß beispielsweise die Schneckenwellen von Sandentwässerungsschnecken in ihrem unteren Teil derart ausgebildet werden, daß sich bei steigendem Wasserspiegel ein Luftpolster bildet, so daß ein Vordringen der Flüssigkeit in den Bereich des Lagers verhindert wird.The invention relates to pneumatic seals which can be used in inclined shafts that run in a container filled with liquid or a liquid-solid mixture, for example in sand drainage screws. The object of the invention is to achieve a contact-free seal without a supply of compressed air for the lower shaft bearing and / or the passage of the shaft through the container or trough wall. According to the invention this is achieved in that, for example, the screw shafts of sand drainage screws are designed in their lower part in such a way that an air cushion forms when the water level rises, so that the liquid is prevented from penetrating the area of the bearing.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft pneumatische Dichtungen für Wellen, die in einem vorbestimmten Winkel zur Horizontalen angeordnet sind, die in einem mit Wasser oder mit Wasser und Feststoff bzw. anstelle von Wasser mit einer anderen Flüssigkeit gefüllten Trog oder Behälter laufen. Insbesondere betrifft sie die Abdichtung des unteren Welleniagers oder des Wellendurchganges durch die jeweils untere Behälter- oder Trogwand, beispielsweise bei schräg angeordneten Sandentwässerungsschnecken. The invention relates to pneumatic seals for shafts at a predetermined angle to the horizontal are arranged in a with water or with water and solid or instead of water with another trough or container filled with liquid. In particular, it relates to the sealing of the lower Shaft bearing or the shaft passage through the respective lower container or trough wall, for example with inclined sand drainage screws.

Charakteristik der bekannten
technischen LösungenCharacteristic of the known
technical solutions

Bekannt ist eine Ausführung, bei der der Durchgang der Welle durch die Behälterwand mit einer Stopfbuchsdichtung abgedichtet wird. Bei dieser Abdichtung tritt ein sehr hoher Verschleiß an den Dichtungselementen auf. Außerdem ist der Wartungsaufwand sehr groß.An embodiment is known in which the passage of the shaft through the container wall with a stuffing box seal is sealed. With this seal there is a very high level of wear and tear on the sealing elements on. In addition, the maintenance effort is very high.

Bei einer anderen Ausführung wird die Stopfbuchspackung durch eine zusätzliche Druckwasserspülung vor dem Eindringen von Sand oder anderen Feststoffen geschützt, und damit der Verschleiß der Dichtungselemente gesenkt Diese Zielstellung wird erreicht solange die Druckwasserzuführung gewährleistet ist Bei einem Ausfall der Druckwasserzuführung und dem weiteren Betreiben der Sandentwässerungsschnecke wird die Stopfbuchsdichtung sehr schnell zerstöi tIn another version, the stuffing box packing is flushed with additional pressurized water protected from the ingress of sand or other solids, and thus the wear and tear of the sealing elements lowered This goal is achieved as long as the pressurized water supply is guaranteed Failure of the pressurized water supply and the continued operation of the sand drainage screw will be the Stuffing box seal destroys very quickly

Nachteilig ist der hohe Energieaufwand für die Druckwasserapülung. Diese Ausführung erfordert eine gewisse Wartung und hat einen geringeren Ersatzteilbedarf als die zuerst beschriebene Ausführung.The high amount of energy required for flushing with pressurized water is a disadvantage. This execution requires a certain maintenance and requires fewer spare parts than the version described first.

Bei einer weiteren Ausführung einer Sandentwässerungsschnecke ist das untere Wellenlager in der unteren Trogwand angeordnet, und zwar als Gummibuchsendrucklager mit Wassergegenstromspülung,
niese Ausführung ermöglicht bei ständiger Druckwasserzuführung einen Betrieb ohne Störungen. Der Ersatzteiibedarf und der Wartungsaufwand sind gering. Nachteilig ist auch bei dieser Ausführung der hohe Energiebedarf für die Druckwasserbereitstellung.In a further version of a sand drainage screw, the lower shaft bearing is arranged in the lower trough wall, namely as a rubber bushing thrust bearing with water countercurrent flushing,
This design enables operation without malfunctions with a constant supply of pressurized water. The need for replacement parts and the maintenance effort are low. The high energy requirement for the pressurized water supply is also disadvantageous in this embodiment.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den bei Abdichtungen von Wellen bzw. Lagern, beispielsweise bei geneigt angeordneten Sandentwässerungsschnecken, notwendigen Wartungs- und Reparaturaufwand wesentlich zu verringern bzw. völlig zu beseitigen, das Druckv/asser und damit den für die Druckwasserbereitstellung erforderlichen Energieaufwand einzusparen und gleichzeitig die Verfügbarkeit der Sandentwässerungschnecke zu erhöhen. The aim of the invention is to reduce the sealing of shafts or bearings, for example those arranged at an angle Sand drainage screws, the necessary maintenance and repair costs to be reduced significantly or to completely eliminate the pressurized water and thus that required for the supply of pressurized water Saving energy consumption and at the same time increasing the availability of the sand drainage screw.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplain the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, für das untere Wellenlager und/oder den Durchgang der Welle durch die Behälter- oder Trogwand eine berührungsfreie Abdichtung ohne Druckluftzuführung zu erreichen.The object of the invention is for the lower shaft bearing and / or the passage of the shaft through the container or trough wall provides a contact-free seal can be reached without supplying compressed air.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch/Treicht, daß beispielsweise die Schneckenwelle von Sandentwässerungsschnecken in ihrem unteren Teil als Vollwelle und in dem oberen Teil als Rohrwelle ausgebildet ist. Über den Vollwellenteil ist ein Rohr angeordnet, welches am Übergangsteil von der Vollwelle zur Rohrwelle befestigt ist. Zwischen dem Innendurchmesser des Rohres und dem Außendurchmesser der Vollwelle besieht ein Hohlraum. In diesen Hohlraum ragt ein mittels Flansch an der Gehäusewand befestigtes Trennrohr.According to the invention this is thereby / Treicht that, for example the screw shaft of sand drainage screws in its lower part as a solid shaft and is designed as a tubular shaft in the upper part. A tube is arranged over the solid shaft part, which is attached to the Transition part from the solid shaft to the tubular shaft is attached. Between the inside diameter of the pipe and the outer diameter of the solid shaft has a cavity. A flange protrudes into this cavity Separating tube attached to the housing wall.

AusführungsbeispielEmbodiment

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbcispieles näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Zeichnung zeigt den Schnitt durch die pneumatische Dichtung.The drawing shows the section through the pneumatic seal.

Erfindungsgemäß wird das untere Teil der Schnekkenwelle 1 als Vollwelle 2 ausgeführt, das obere Teil der Schneckenwelle dagegen als Rohrwelle 3. Über das Vollwellenteil 2 wird ein Rohr 4, dessen Außendurchmesser gleich dem der Rohrwelle 3 ist, geschoben und am Übergangsteil 5 von der Vollwelle 2 zur Rohrwelle 3 befestigt. Dadurch entsteht zwischen der Vollwelle 2 und dem Rohr 4 ein Hohlraum 6. In diesen Hohlraum 6 ragt ein mit einem Flansch 8 versehenes Trennrohr 7. Der Flansch dieses Trennrohres 7 wird gasdicht an dem innerhalb oder außerhalb des Troges oder Behälters befindlichen unteren Wellenlagergehäuse 9 befesligt. Wird nun der Trog oder Behälter mit einer Flüssigkeit oder einem Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch gefüllt, soAccording to the invention, the lower part of the worm shaft 1 is designed as a solid shaft 2, the upper part of the The worm shaft, on the other hand, is a tubular shaft 3. A tube 4, the outside diameter of which is connected via the solid shaft part 2 is the same as that of the tubular shaft 3, pushed and on the transition part 5 from the solid shaft 2 to the tubular shaft 3 attached. This creates a cavity 6 between the solid shaft 2 and the tube 4. In this cavity 6 a provided with a flange 8 separating tube 7 protrudes. The flange of this separating tube 7 is gas-tight on the located inside or outside of the trough or container lower shaft bearing housing 9 attached. If the trough or container is now filled with a liquid or a liquid-solid mixture, so

wird bei einer bestimmten Füllhöhe das untere Ende des über der Vollwelle angeordneten Rohres überflutet Dadurch wird ein bestimmtes Luftvolumen eingeschlossen, das sich in den Hohlräumen zwischen dem Rohr, das über das Vollwellenteil angeordnet ist, und dem Trennrohr, zwischen dem Trennrohr und dem Vollwellenteil sowie in dem Lagergehäuse befindet. Mit steigender Füllhöhe steigt der auf das eingeschlossene Luftvolumen wirkende Kompressionsdruck. Nach dem Erreichen der vorgesehenen Füllhöhe wirkt ein der Höhe der Flüssigkeitssäule entsprechender Kompressionsdruck auf das eingeschlossene Luftvolumen. Dadurch wird das eingeschlossene Luftvolumen so weit verdichtet, bis der Luftdruck gleich dem Kompressionsdruck ist Gleichzeitig ergibt sich eine von der Erhöhung düs Luftdruk- is kes abhängige Verminderung des Luftvolumens. Der hierdurch freiwerdende Raum füllt sich mit Flüssigkeit, das heißt, der Flüssigkeitsspiegel zwischen dem Trennrohr und dem über dem Vollwellenteil angeordneten Rohr steigt Aber auch nach diesem Steigen befindet sich der Flüssigkeitsspiegel noch erheblich unter dem oberen Ende des Trennrohres. Das nunmehr vorhandene komprimierte Luftvolumen verhindert das weitere Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels und damit das Eindringen von Flüssigkeit in das untere Wellenlagergehäuse. Dieser Zustand ändert sich auch beim Betrieb, z. B. von Sandentwässerungsschnecken, nichtthe lower end of the This flooded the pipe arranged above the solid shaft a certain volume of air is trapped in the cavities between the pipe, the is arranged over the solid shaft part, and the separating tube, is located between the separating tube and the solid shaft part and in the bearing housing. With increasing Filling level increases the compression pressure acting on the enclosed air volume. After reaching a compression pressure corresponding to the height of the liquid column acts on the intended filling level on the enclosed volume of air. This compresses the enclosed volume of air until the The air pressure is equal to the compression pressure. At the same time, there is an increase in the air pressure kes dependent reduction in air volume. The space freed up by this fills with liquid, that is, the liquid level between the separation tube and the tube arranged above the solid shaft part rises but is also located after this rise the liquid level is still considerably below the upper end of the separating tube. The now existing Compressed air volume prevents the liquid level from rising further and thus prevents it from penetrating of liquid into the lower shaft bearing housing. This state also changes during operation, z. B. of sand drainage screws, not

Die Vorteile der erfindungsgemäßen pneumatischen Dichtung liegen vor allem darin, daß beim Betreiben beispielsweise von Sandentwässerungsschnecken keine Wartung und keine Hilfsstoffe für die Abdichtung des unteren Wellenlagers bzw. des Durchganges der Welle durch die untere Trog- bzw. Behälterwand erforderlich sind. Allein die in den Hohlräumen der Welle und des Lagergehäuses eingeschlossene Luft ist für die Funktion der erfip.dungsgemäßen pneumatischen Dichtung notwendig. Es ist also keine Druckluft und damit keine Drucklufterzeugungsanlage erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der pneumatischen Dichtung keine Teile versciileißen und somit keine Ersatzteile benötigt werden und keine Reparaturarbeiten anfallen. Dadurch wird die Verfügbarkeit der Maschinen, bei denen die erfindungsgemäße pneumatische Dichtung eingesetzt wird, erheblich gesteigert Dadurch werden Produktionsausfälle verhindert und die Produktion gesteigert. Ein bedeutender Vorteil entsteht dadurch, daß beim Einsaiz der pneumatischen Dichtung anstelle der jetzt meistens eingesetzten Dichtungen mit Druckv/asserspülung das Druckwasser und somit erhebliche Mengen Elektroenergie für die Druckwassererzeugung eingespart werden.The advantages of the pneumatic seal according to the invention are primarily that when operating For example, no maintenance and no auxiliary materials for the sealing of sand drainage screws lower shaft bearing or the passage of the shaft through the lower trough or container wall required are. Only the air trapped in the cavities of the shaft and the bearing housing is essential for the function the pneumatic seal according to the invention is necessary. So it is not compressed air and therefore not one Compressed air generation system required. Another advantage is that the pneumatic seal does not have any Versciileißen parts and thus no spare parts are required and no repair work is necessary. Through this the availability of the machines in which the pneumatic seal according to the invention is used is increased considerably. This prevents production downtimes and increases production. A significant advantage arises from the fact that when installing the pneumatic seal instead of the now mostly used seals with pressurized water flushing the pressurized water and thus considerable quantities Electric energy for the generation of pressurized water can be saved.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

1 Schneckenwelle1 worm shaft

2 Vollwelle2 solid shaft

3 Rohrwelle3 tubular shaft

4 Rohr4 pipe

5 Übergangsteil5 transition part

6 Hohlraum6 cavity

7 Trennrohr7 separation pipe

8 Flansch8 flange

, I 9 Wellenlagergehäuse, I 9 shaft bearing housing

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Dichtung für Wellen bzw. Lager, insbesondere berührungsfreie Abdichtung (beispielsweise bei Sandentwässerungsschnecken) gekennzeichnet dadurch, daß die Schneckenwelle (1) in ihrem unteren Teil als Vollwelle (2), im oberen Teil als Rohrwelle (3) ausgebildet ist, über dem Vollwellenteil (2) ein Rohr (4) angeordnet und am Übergangsteil (5) von der Vollwelle (2) zur Rohrwelle (3) befestigt ist, wobei zwischen Innendurchmesser des Rohres (4) und dem Außendurchmesser der Vollwelle (2) ein Hohlraum (6) besteht und in diesen Hohlraum (6) ein mittels Flansch (8) an der Gehäusewand befestigtes Trennrohr (7) ragt1. Seal for shafts or bearings, especially non-contact seal (for example with Sand dewatering screws) characterized in that the screw shaft (1) in its the lower part is designed as a solid shaft (2), in the upper part as a tubular shaft (3), above the solid shaft part (2) a tube (4) arranged and attached to the transition part (5) from the solid shaft (2) to the tubular shaft (3) is, where between the inner diameter of the pipe (4) and the outer diameter of the solid shaft (2) there is a cavity (6) and in this cavity (6) a fixed by means of a flange (8) on the housing wall Separating tube (7) protrudes 2. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Rohr (4) die Vollwelle (2) in axialsr Richtung so vj'cit überragt, daß bei der Neigung der Schneckenwelle: das untere Ende des Rohres (4) im vollen Umfang vom Flüssigkeitsspiegel überspült wird.2. Seal according to claim 1, characterized in that the tube (4) the solid shaft (2) in axialsr Direction so vj'cit towers that at the inclination of the Worm shaft: the lower end of the tube (4) is completely covered by the liquid level will. 3. Dichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Trennrohr (7) über die Vollwelle (2) und so weit in das Rohr (4) hineinragt, daß das obere Ende des Trennrohres (7) im vollen Umfang über dem Wasserspiegel liegt3. Seal according to claim 1 and 2, characterized in that the separating tube (7) over the solid shaft (2) and protrudes so far into the tube (4) that the upper end of the separating tube (7) to the full extent above the water level 4. Dichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Flansch (8) am Wellenlagergehäuse (9) gasdicht befestigt ist.4. Seal according to claim 1 to 3, characterized in that the flange (8) on the shaft bearing housing (9) is attached gas-tight. 5. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß difc.· Mindtstlänge der Überdeckung des Rohres (4) ma dem Trennrohr (7) aus der Neigung der Schneckenwelle u.id dem theoretischen höchsten Wasserstand im Trog bestimmbar ist, um im Hohlraum (6) einen konstanten Überdruck aufzubauen und zu erhalten.5. Seal according to claims 1 to 4, characterized in that difc. · Minimum length of the overlap of the pipe (4) ma the separating pipe (7) from the inclination of the worm shaft u.id the theoretical The highest water level in the trough can be determined to maintain a constant overpressure in the cavity (6) build and maintain.