DE8234233U1 - Device for the independent generation and maintenance of hydraulic pressure in a shaft seal - Google Patents

Description

Vorrichtung für die eigenständige Erzeugung und Aufrechterhaltung von hydraulischem Druck in einer WellendichtungDevice for the independent generation and maintenance of hydraulic Pressure in a shaft seal

B_e_s_c_h_r_e_i_b_u n_gDescription

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die eigenständige Erzeugung und Aufrechterhaltung von hydraulischem Druck in einer Wellendichtungsanordnung.The innovation relates to a device for the independent generation and maintenance of hydraulic Pressure in a shaft seal assembly.

Es gibt bereits zahlreiche Vorrichtungen für die Erzeugung und Aufrechterhaltung von hydraulischem Druck in einer Wellendichtungsanordnung, z.B. mechanische Abdichtungen, öldruckgespeiste Dichtungssysteme, Spülsysteme mit Druckspeisung durch Leitungswasser, Dichtungssysteme mit Druckspeisung durch ein inertes Gas, Systeme mit Druckspeisung von einer Umwälzpumpe aus oder Dichtungssysteme, welche mit dem Förderdruck einer Pumpe, deren Antriebswelle gegen den Austritt der geförderten Flüssigkeit abgedichtet werden soll, gespeist sind. Alle diese bekannten Systeme weisen den Nachteil auf, daß sie im Stillstand der Welle bzw. einer über diese angetriebenen Maschine auf äußere Energiezufuhr oder Druckspeisung angewiesen sind.There are already numerous devices for generating and maintaining hydraulic pressure in a shaft seal arrangement, e.g. mechanical seals, oil pressure-fed sealing systems, flushing systems with pressure feed from tap water, sealing systems with pressure feed from an inert gas, systems with Pressure feed from a circulation pump or sealing systems, which with the delivery pressure of a pump, whose Drive shaft to be sealed against the outlet of the pumped liquid are fed. All these known systems have the disadvantage that they are at a standstill of the shaft or one over this driven machine are dependent on external energy supply or pressure feed.

Es ist überaus schwierig, den Austritt eines Strömungsmittels um eine Welle herum allein mittels einer mechanischen Dichtung zu verhindern, um damit unter Reibung rotierende Teile vor schädlichen Einflüssen zu schützen. Eine derartige Anordnung hat einen komplizierten Aufbau und sehr große Abmessungen, so daß ihr Anbau an der Außenseite einer angetriebenen Maschine od. dergl. sehr aufwendig und schwirig ist*It is extremely difficult to control the escape of fluid around a shaft by means of a mechanical alone Prevent seal in order to protect rotating parts from harmful influences under friction. Such an arrangement has a complicated structure and very large dimensions, so that its cultivation on the outside of a driven machine or the like is very complex and difficult *

Zur Beseitigung der vorstehend erläuterten Nachteile schafft die Neuerung eine neuartige Vorrichtung für die eigenständige Erzeugung und Aufrechterhaltung von hydrau-To eliminate the disadvantages explained above, the innovation creates a novel device for independent generation and maintenance of hydraulic

lischem Druck in einer Wellendichtungsanordnung, welche eine äußerst wirksame Abdichtung einer Wellendurchführung gewährleistet und dabei einen sehr einfachen Aufbau hat, so daß sie wirtschaftlich herstellbar und auf einfache Weise montierbar ist.cal pressure in a shaft seal assembly, which ensures an extremely effective sealing of a shaft bushing and at the same time a very simple one Has structure so that it is economical to manufacture and easy to assemble.

Zu diesem Zweck ist die neuerungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß sie im Betrieb der mit der jeweiligen Welle verbundenen Maschine od. dergl. unter dem Antrieb der betreffenden Welle selbst einen die Dichtwirkung der Wellendichtung erhöhenden und damit die Lebensdauer der Dichtung verlängernden hydraulischen Druck erzeugt und diesen Druck und damit die Abdichtung der Welle im Stillstand der Welle unter Einwirkung von während des Betriebs durch eine Feder od. dergl. gespeicherter Energie aufrechterhält. For this purpose, the device according to the innovation is designed so that it can operate with the respective Shaft connected machine or the like. Under the drive of the shaft in question itself one the sealing effect of Hydraulic pressure that increases the shaft seal and thus extends the service life of the seal is generated and this pressure and thus the sealing of the shaft when the shaft is at a standstill under the action of during operation by a spring or the like. Maintains stored energy.

Die neuerungsgenäße Vorrichtung hat einen äußerst kompakten Aufbau, so daß sie sich mühelos zwischen dem Gehäuse etwa einer über die Welle angetriebenen Pumpe und einem Lagergehäuse der Welle oder im Lagergehäuse ,·'' selbst installieren läßt. Darüber hinaus ist die neue- '£ rungsgemäße Vorrichtung mit geringstem Aufwand herstellbar und gewährleistet jederzeit eine sichere Abdichtung der Wellendurchführung.The device according to the innovation has an extremely compact structure, so that it can be installed effortlessly between the housing, for example a pump driven by the shaft and a bearing housing of the shaft, or in the bearing housing '' itself. In addition, the new- '£ approximate modern device with minimal effort can be produced and maintained at all times secure sealing of the shaft passage.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Neuerung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the innovation are explained with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung in einer ersten Azsführungsform der Neuerung und1 shows a sectional view of a device in a first embodiment of the innovation and

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform.FIG. 2 shows a sectional view corresponding to FIG. 1 of a modified embodiment.

In Fig. 1 erkennt man eine rotierend antreibbare Welle 1, welche auf ihrem in einem Pumpengehäuse 2 angeordneten freien Ende einen Pumpenläufer 3 trägt. Eine zwischen dem Pumprngehäuse 2 und einem Lagergehäuse M- angeordnete, zylindrische Buchse 5 hat einen mit einem hydraulischen Druckmittel gefüllten Raum 6, in welchem im wesentlichen in der Mitte zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Lagergehäuse 4- ein hydraulischer Druckerzeuger 8 angeordnet ist. Zu diesem gehören eine etwa in der Mitte zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Lagergehäuse 4 um die Welle 1 herum geformte Förderschnecke 7 und ein diese mit möglichst geringem Spiel umgebender Kolben 9, welcher mit seinem äußeren Umfang abdichtend verschieblich in der zylindrischen Bohrung der Buchse 5 geführt ist. Im Kolben 9 sind ein mit einem Rückschlagventil 10 bestückter Förderdurchlaß 11 sowie ein Entlastungsdurchlaß 12 mit einem darin angeordneten Druckbegrenzerventil 13 geformt. Zwischen einem unmittelbar an den Pumpenläufer 3 anschließenden Teil der Welle 1 und dem inneren Umfang einer das Bumpengehäuse 2 durchsetzenden Wellenbohrung 14 ist eine mechanische Wellendichtung 15 angeordnet, welche zusammen mit der Stirnseite des Kolbens 9 und der Innenfläche der zylindrischen Buchse 5 einen Hochdruckraum 16 begrenzt. In einem durch die hintere Stirnfläche des Kolbens 9 und die Vorderseite des Lagergehäuses 4 innerhalb der zylindrischen Buchse 5 begrenzten Niederdruckraum 18 ist eine Druckfeder 17 zwischen dem Kolben und dem Lagergehäuse angeordnet. Diese stützt sich an einem in Anlage am Lagergehäuse 4 befindlichen Federteller 19 ab, welcher eine die Welle 1 umgebende öldichtung 2o enthält. Der Kolben 9 hat an seiner hinteren Stirnseite eine Führung 21 für die Feder 17 und enthält nahe seiner vorderen Stirnseite eine die Welle 1 umgebende Dichtung 22 sowie einen auf seinem äußeren Umfang angeordneten Dichtungs-Rundring 23.1 shows a shaft 1 which can be driven in rotation and which carries a pump rotor 3 on its free end arranged in a pump housing 2. A cylindrical bush 5 arranged between the pump housing 2 and a bearing housing M- has a space 6 filled with a hydraulic pressure medium, in which a hydraulic pressure generator 8 is arranged essentially in the middle between the pump housing 2 and the bearing housing 4. This includes a screw conveyor 7 formed around the shaft 1 approximately in the middle between the pump housing 2 and the bearing housing 4 and a piston 9 surrounding it with as little play as possible, the outer circumference of which is sealingly guided in the cylindrical bore of the bushing 5 is. A delivery passage 11 equipped with a check valve 10 and a relief passage 12 with a pressure limiting valve 13 arranged therein are formed in the piston 9. A mechanical shaft seal 15 is arranged between a part of the shaft 1 directly adjoining the pump rotor 3 and the inner circumference of a shaft bore 14 penetrating the pump housing 2, which, together with the end face of the piston 9 and the inner surface of the cylindrical bush 5, delimits a high pressure chamber 16. A compression spring 17 is arranged between the piston and the bearing housing in a low-pressure chamber 18 delimited by the rear end face of the piston 9 and the front of the bearing housing 4 within the cylindrical bush 5. This is supported on a spring plate 19 which is in contact with the bearing housing 4 and which contains an oil seal 2o surrounding the shaft 1. The piston 9 has a guide 21 for the spring 17 on its rear end face and, near its front end face, contains a seal 22 surrounding the shaft 1 and an O-ring seal 23 arranged on its outer circumference.

Der Innenraum 6 der zylindrischen Buchse 5 ist ständig mit einer hydraulischen Flüssigkeit, z.B. mit öl gefüllt, welches die unter gegenseitiger Reibung aneinanderliegenden Teile der Vorrichtung schmiert, den Austritt des von der Pumpe 2, 3 zu fördernden Strönmngsmittels verhindert und zusätzlich die im Betrieb der Vorrichtung entstehende Reibungswärme abführt.The interior 6 of the cylindrical bush 5 is constant filled with a hydraulic fluid, e.g. with oil, which the Parts of the device are lubricated, the outlet of the flow medium to be conveyed by the pump 2, 3 prevents and also dissipates the frictional heat generated during operation of the device.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist zwischen dem Plampengehäuse 2 und der zylindrischen Buchse 5 ein uie Wellendichtung,- 15 haltender Ring,flansch 24 angeordnet. Der Drcuentlastzngsdurchlaß 12 des Kolbens 9 ist hier durch eine Nut in der Innenfläche der zylindrischen Buchse 5 ersetzt. Eine derartige Anordnung erübrigt die Verwendung des in der Ausführungsform nach Fig. 1 vorhandenen Druckbegrenzerventils 13, dessen Aufgabe hier durch die im Niederdruckraum 18 angeordnete Druckfeder 17 mit übernommen wird.In the embodiment according to FIG. 2, there is a 5 between the lamp housing 2 and the cylindrical socket uie shaft seal, - 15 retaining ring, flange 24 arranged. The pressure relief passage 12 of the piston 9 is here through a groove in the inner surface of the cylindrical Socket 5 replaced. Such an arrangement obviates the need to use the in the embodiment according to Fig. 1 existing pressure limiting valve 13, the task of which is arranged here in the low pressure chamber 18 Compression spring 17 is taken over.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann im Hochdruckraum 16 der Buchse 5 ein Wellenlager angeordnet sein, so daß die zylindrische Buchse 5 dann gleichzeitig die Rolle eines Lagergehäuses übernimmt. Dies ermöglicht eine entsprechende Verkürzung der Welle 1 und damit eine noch kompaktere Bauweise der gesamten Vorrichtung, wodurch sich die Beanspruchung der Wellendichtung 15 durch im Betrieb auftretende Schwingungen entsprechend verringert. Ferner ist es möglich, die Kühlwirkung zu verbessern, indem man im Druckentlast ungsdur chi aß 12 eine Erweiterung vorsieht oder den Innendurchmesser der zylindrischen Buchse 5 vergrößert, so daß im Betrieb der Vorrichtung ständig ein gewisser Rückstrom des hydraulischen Druckmittels vom Hochdruckraum entlang der Umfangfläche des Kolbens zum Niederdruckraum stattfindet. Ferner kann der Hochdruckraum 16 über eine ein Steuerventil enthaltende äußere LeitungIn an embodiment not shown, in the high pressure chamber 16 of the bushing 5, a shaft bearing can be arranged so that the cylindrical bushing 5 then simultaneously takes on the role of a bearing housing. This enables the shaft 1 to be shortened accordingly and thus an even more compact design of the entire device, which reduces the stress on the shaft seal 15 correspondingly reduced by vibrations occurring during operation. It is also possible to use the To improve the cooling effect by providing an extension in the pressure relief ungsdur chi aß 12 or the The inner diameter of the cylindrical bushing 5 is increased, so that a certain constant is maintained during the operation of the device Return flow of the hydraulic pressure medium from the high pressure chamber along the circumferential surface of the piston to the low pressure chamber takes place. Furthermore, the high-pressure chamber 16 can be connected via an external line containing a control valve

mit dem Niederdruckraum 18 strömungsverbunden sein.be fluidly connected to the low-pressure chamber 18.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung sei im folgenden anhand von Fig. 1 erläutert, wobei sich gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 nur äußerst geringe Unterschiede ergeben. Im Betrieb der Pumpe 2, 3 fördert die Sennecke 7 das hydraulische Druckmittel aus dem Niederdruckraum 18 über den Förderdruchlaß 11 und das darin enthaltene, durch den Förderdruck öffnend betätigte Rückschlagventil 10 in den Hochdruckraum 16. Dadurch erhöht sich der hydraulische Druck innerhalb des Hochdruckraums 16, so daß der Kolben 9 unter zunehmender Kompression der Feder in Richtung auf das Lagergehäuse 4- verschoben wird. Gleichtzeitig wird die Wellendichtung 15 von dem erhöhten Druck beaufschlagt, so daß das von der Pumpe zu fördernde Strömungsmittel nicht aus dem Gehäuse austreten kann. Bei Erreichen oder Überschreitung eines vorbestimmten Drucks in der Hochdruckkammer 16 öffnet das Druckbegrenzerventil 13, so daß das Druckmittel vom Hochdruckraum 16 über den Entlastungsdurchlaß in den Niederdruckraum 18 zurückfließen kann. Im Stillstand der Welle 1 ist der Kolben 9 von der im Betrieb in der Feder 17 gespeicherten Energie beaufschlagt, wobei sowohl das Rückschlagventil 10 als auch das Druckbegrenzerventil 13 geschlossen bleiben, so daß der hydraulische Druck in der Hochdruckkammer 16 unter Mitwirkung der Öldichtung 22 und des Dichtungsrings aufrechterhalten bleibt.The operation of the device described above will be explained below with reference to FIG. 1, with only result in extremely small differences. In operation of the pump 2, 3, the Sennecke 7 promotes the hydraulic Pressure medium from the low pressure chamber 18 via the Förderdruchlaß 11 and contained therein, through the The check valve 10 into the high-pressure chamber 16, which is actuated to open the delivery pressure, increases the hydraulic pressure Pressure within the high pressure chamber 16, so that the piston 9 under increasing compression of the spring is shifted in the direction of the bearing housing 4-. At the same time, the shaft seal 15 of the increased pressure is applied so that the fluid to be conveyed by the pump does not leave the housing can emerge. When a predetermined pressure is reached or exceeded in the high-pressure chamber 16 opens the pressure limiting valve 13, so that the pressure medium from the high pressure chamber 16 via the relief passage can flow back into the low-pressure chamber 18. When the shaft 1 is at a standstill, the piston 9 is in operation Energy stored in the spring 17 is applied, with both the check valve 10 and the pressure limiting valve 13 remain closed so that the hydraulic pressure in the high pressure chamber 16 is below Cooperation of the oil seal 22 and the sealing ring is maintained.

Im Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird das hydraulische Druckmittel also durch die Drehung der Welle 1 fortlaufend vom Niederdruekraum zum Hochdruckraum gefördert, wodurch der Austritt des von der Pumpe geförderten Strömungsmittels verhindert und die Schmierung und Kühlung der Wellendichtung gewähr-In the operation of the device described above, the hydraulic pressure medium is thus caused by the rotation of wave 1 continuously from the low pressure room to Promoted high-pressure chamber, which prevents the escape of the fluid conveyed by the pump and the lubrication and cooling of the shaft seal

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leistet ist. Im Stillstand der Pumpe bzw. der Vorrichtung ist die Wellendichtung dagegen unter Einwirkung der Druckfeder ständig vom Druck des hydraulischen Druckmittels beaufschlagt. Die beschriebene Vorrichtung hat einen äußerst einfachen Aufbau, so daß ihre einzelnen Teile wirtschaftlich herstellbar sind und die Vorrichtung insgesamt mühelos montierbar ist.is performing. When the pump or the device is at a standstill, however, the shaft seal is under action the pressure spring is constantly acted upon by the pressure of the hydraulic pressure medium. The device described has an extremely simple structure, so that its individual parts can be produced economically and the device as a whole is easy to assemble.

Somit ermöglicht es die Neuerung, eine bisher außerhalb der Pumpe oder sonstigen anzutreibenden Vorrichtung ange- / ordnete Einrichtung für die Druckspeisung und/oder ik, The innovation thus makes it possible to use a device for the pressure supply and / or ik, which was previously arranged outside the pump or other device to be driven.

Spülung der Wellendichtung in oder an der Pumpe oder f!(Flushing the shaft seal in or on the pump or f! (

Vorrichtung selbst, beispielsweise zwischen dem Pumpen- ff gehäuse und einem dazugehörigen Lagergehäuse oder gar |;Device itself, for example between the pump housing and an associated bearing housing or even |

im Lagergehäuse selbst anzuordnen. Damit erübrigt die fto be arranged in the bearing housing itself. This makes the f

Neuerung die Verwendung einer zusätzlichen Energieoder Druckquelle für die Dichtungsanordnung, wodurch diese äußerst wirtschaftlich im Betrieb ist.The innovation is the use of an additional energy or pressure source for the sealing arrangement, whereby this is extremely economical to operate.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung bietet beträchtliche Vorteile im Hinblick auf die Vorbeugung gegen Verschmutzung der industriellen Umwelt durch Verhinderung des Austritt des zu fördernden Strömungsmittels aus dem Gehäuse einer Pumpe, wodurch außerdem eine Verlängerung der Lebensdauer der in Gleitberührung miteinander stehenden Teile der Wellendichtung erzielt ist.The device according to the invention offers considerable advantages with regard to the prevention of pollution the industrial environment by preventing the fluid to be pumped from escaping the housing of a pump, which also extends the life of those in sliding contact with each other standing parts of the shaft seal is achieved.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüche und der Zeichnung hervorgaenden Merkmale und Vorteile der Neuerung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination neuerungswesentlich sein.All of the features and advantages of the Innovation, including structural details and spatial arrangements, can be used both in and of themselves can also be essential to the innovation in any combination.

Claims (6)

3Y:!$TAPf: -"SCHWABE: SANDMAIR3Y:! $ TAPf: - "SCHWABE: SANDMAIR MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MUNICH 80 Anwaltsakte 32 470 6. Attorney's file 32 470 6. Dezember 1982December 1982 KABUSHIKI KAISHA KYODO KIKAI SEISAKUSHO No. KABUSHIKI KAISHA KYODO KIKAI SEISAKUSHO No. 6-48, Sagisu 5-chome, Fukushima-ku,6-48, Sagisu 5-chome, Fukushima-ku, Osaka, Osaka PrefectureOsaka, Osaka Prefecture Vorrichtung für die eigenständige Erzeugung und Aufrechterhaltung von hydraulischem Druck in einer WellendichtungDevice for the independent generation and maintenance of hydraulic Pressure in a shaft seal SchutzanspruchClaim to protection Vorrichtung für die eigenständige Erzeugung und Aufrechterhaltung von hydraulischem Druck in einer Wellendichtung, gekennzeichnet durch ein die rotierend antreibbare Welle (1) einer Pumpe od. dergl. umgebendes, ein hydraulisches Druckraitt:1 enthaltendes Teil (6) in Form einer zylindrischen Buchse (5) od. dergl., durch einen in dem die Welle umgebenden Teil (6) angeordneten Druckerzeuger (8)Device for the independent generation and maintenance of hydraulic pressure in one Shaft seal, characterized by a shaft (1) of a pump that can be driven in rotation or the like surrounding, a hydraulic pressure step: 1 containing part (6) in the form of a cylindrical bushing (5) or the like, through one in which the shaft surrounding part (6) arranged pressure generator (8) ■ (089I 988772-74 iele« 5 24 56f BEflG.d _ ; ·_· _t· ^ jBjnlilipnlen Bayer. Veieinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)■ (089I 988772-74 iele «5 24 56f BEflG.d _; · _ · _t · ^ jBjnlilipnlen Bayer. Veieinsbank Munich 453100 (BLZ 700202 70) Telegtiimnw (cable) Telekopieier. (009) 993049 Hyps Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code HYPO DE MMTelegtiimnw (cable) fax machine. (009) 993049 Hyps Bank Munich 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code HYPO DE MM BERGSiAPFPATENl München KaIIe Inlolec 6350 Gr Il + III Postscheck München 65343-808 (BLZ 700100BO)BERGSiAPFPATENl Munich KaIIe Inlolec 6350 Gr Il + III Postscheck Munich 65343-808 (BLZ 700100BO) mit einer auf der Welle (1) geformten Pumpen-Förderschnecke (7) od dergl. für die Erzeugung eines eine Wellendichtung (15) beaufschlagenden Drucks durch die Drehung der Welle (1), und durch einen mit Teilen des Druckerzeugers (8) zusammenwirkenden Energiespeicher z.L·. in Form einer Druckfeder (17) für die Speicherung von während der Drehung der Welle (1) erzeugter Energie und für die Druckbeaufschlagung der Wellendichtung (15) im Stillstand der Vorrichtung ohne Energie- oder Druckzufuhr von außerhalb der Vorrichtung. with a pump screw conveyor formed on the shaft (1) (7) or the like. For the generation of a shaft seal (15) acting pressure by the Rotation of the shaft (1), and by means of an energy store that interacts with parts of the pressure generator (8) z.L ·. in the form of a compression spring (17) for the storage of generated during the rotation of the shaft (1) Energy and for the pressurization of the shaft seal (15) when the device is at a standstill without Energy or pressure supply from outside the device.