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Rohrverbindung Die Erfindung betrifft eine Rohrvgrbindung zwischen
einem mit einem oder zwei Leitungsanschlüssen versehenen feststehenden Rohrteil
oder Gehäuse und einem hierin eingreifenden drehbaren Rohrteil, einer in dem feststehenden
Rohrteil oder Gehäuse angeordneten Lagerhülse für den drehbaren Rohrteil und einem
im Anschluß an die Lagerhülse auf dessen Ende aufgesteckten Dichtungsring.
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Zweck der Erfindung ist es, zwischen dem feststehenden und dein drehbaren
Rohrteil eine Abdichtung zu schaffen, die bei allen vorkommenden Drücken des durch
die Rohrverhindung fließenden Mediums wirksam ist, indem der Dichtungsdruck zu dem
Druck des Mediums. in einem bestimmten Verhältnis steht, wobei jedoch dafür gesorgt
ist, daß der Dichtungsdruck zwischen den aufeinanderliegenden Dichtungsflächen nicht
so weit ansteigen kann, daß zwischen diesen Flächen eine unerwünscht hohe Reibung
auftritt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreieh.t, daß das Ende des drehbaren
Rohrteiles. 17 hinter dem Dichtungsring 3 1 einen zwischen zwei Ringen
40, 35 angeordneten und mit diesen verbundenen
auseinanderfedernden
Faltenbalg 38 trägt, dessen einer Ring 4o an dem drehbaren Rohrteil befestigi
ist, während der andere 35 einen nach außen vorspringenden radialen Flansch 36 hat.
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Eine beispielsweise Ausführungsforin der Erfindung zeigt die Zeichnung,
und zwar sind Fig. i ein senkrechter Schnitt durch eine Vorrichtung, bei der die
Rohrverbindung gemäß der Erfindung Anwendung findet Fig.2 ein Schnitt in teilweise
schaubildlicher Darstellung, welcher die Rohrverbindung nach Fig. i in vergrößertem
Maßstab wiediergibt, und Fig. 3 ein Längsschnitt, welcher die Dichtungselemente
des Rohrverhindungsstücks nach Fig.2 erkennen läßt.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders zweckmäßig zur Verwendung
als Rohrverbindung, durch welche ein Medium einem sich drehenden Teil, z. B. einer
Trommel, ' zugeführt wird und woraus' dasselbe oder ein anderes Medium entnommen
wird.
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Wie in Fig. i ersichtlich, ist die Dampftrommel mit einem Drehzapfen
2 versehen, der in einem von einem Gestell 4 getragenen Lager 3 gelagert ist. An
ihrem entgegengesetzten Ende ' ist die Trommel i durch einen hohlen Drehzapfen
5 in einem auf einem Gestell 7 angeordneten Lager 6 gelagert Die Erfindung
ist nicht auf die Anwendung für eine besondere Trommelbauform oder irgendeine besondere
Art von Lagerung oder Unterstützung der Trommel beschränkt, so daß die in Fig. i
gezeigte Anwendung nur als Anwendungsbeispiel zu verstehen ist. Das Rohrverbindungsstück
gemäß der Erfindung besitzt ein hohles Gehäuse 8, das bei 9
erweitert
ist. Das mit Gewinde vexseheneAnschlußteil io ist vorzugsweise aus einem Stück mit
dem Gehäuse 8 ausgebildet. Das Endteil i i des Gehäuses 8 kann verschlossen
sein, wenn ein Rücklauf der Flüssigkeit nicht vorgesehen ist. Falls Rücklauf der
Flüssigkeit vorgesehen ist, wird an dem Teil ii ein Kniestück I2 befestigt, das
mit einem Verschraubungsteil I3 enden kann. Der Rücklauf der Flüssigkeit geschieht
durch eine Leitung I4, die am Teil I3 befestigt ist. Das Einströmen der Flüssigkeit
geschieht durch eine Leitung I5, die mit dem Teil io durch ein Gewindenippel I6
verbunden ist. Die Leitungen I4 und I5 sind zweckmäßigerweise biegsain, obwohl sie
auch starr ausgebildet sein können. In det Zeichnung sind sie, aus einem biegsainen
Werkstoff bestehend, dargestellt.
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In dem Gehäuse 8, 9 ist ein im wesentlichen rohrförmiges Glied
I7 zur Drehung gelagert. Dieses Glied weist, wie gezeigt, einen Abschnitt I8 mit
größerer Wandstärke auf und einen Abschnitt i9 mit einer weiteren Verdickung der
Wandstärke in der Weise, daß die Abschnitte I8 und i9 eine Schulter 2o bilden. Das
Glied I7 weist ferner bei 2I eine flanschartige Erweiterung auf, so daß zwischen
den Abschnitten 2,I und i9 eine Schulter 22 gebildet wird. In der Zeichnung gesehen
nach rechts von der Erweiterung 2i ist das Glied I7 im Abschnitt 22@ wieder eingezogen
und bei 23 mit einem Gewinde zur Verschraubung mit einem entsprechenden Gewinde
im hohlen Drehzapfen 5 versehen. Der Abschnitt 22, ist mit einer Vielzahl von Abflachungen
24 ausgebildet zur Aufnahme eines Schlüssels od. dgl., um das Einsetzen oder Ausbauendes
drehbaren Rohrverbindungsstücks in den hohlen Drehzapfen 5 zu erleichtern.
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Uin den Abschnitt ig und vorzugsweise in Anlage an der Schulter:22
ist ein Lager 25 angeordnet. Wie gezeigt, wird dieses Lager durch eine Außenhülse
25" und eine Innenhülse 25b gebildet, die miteinander festhaftend verbunden sind,
so daß sie eine Einheit bilden. Das Teil.25" besteht vorzugsweise aus einem geeigneten
Metall und wirkt als Mantel für das Lagerteil 25b, das vorzugsweise aus einer
weicheren Metallekierung besteht, die mit einem geeigneten - Schmierstoff,
wie Graphit, imprägniert ist. Das Lager 25 ist geschliffen und poliert und
wirkt in zufriedenstellender Weise als Dichtungs- und Lagerteil. Das Lager
25 wird um den Abschnitt ig des Gliedes. 17 und in Anlage an der Schulter
22 durch einen Haltering 26 gehalten, der um das Glied 17 in einer geeigneten
Umfanpnut angeordnet ist und gegen Drehung durch einen Keil 2,7 in einer
Keilnut 28 gehalten wird. '
Um das Glied 17 und in Anlage an eine Fläche
oder Kante des Lagers 25 ist ein Dichtungsring 31 angeordnet. Dieser Ring
ist, wie gezeigt, auf seiner einen Fläche mit einem Ansatz 3:2, der sich,
wie bei 33 gezeigt, verjüngt, und mit einem Schulterteil 34 versehen. Ferner
ist der Dichtungsring 3 1 bei -29 ausgeschnitten oder mit einer Verjüngung
ausgebildet, um Raum für den Haltering 26 zu schaffen. Der Dichtungsring
31 besteht vorzugsweise aus einer mit Graphit imprägnierten Metalllegierung. Dieser
Dichtungsring ist geschliffen und poliert und bildet einen zufriedenstellenden Dichtungs-
und Lagerring.
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Um das Glied 17 und in Anlage an das Teil 32
des Dichtungsrings
31 ist ein ringförmiges Teil 35
angeordnet. Dieses Teil.ist, wie gezeigt,
rohrförmig und sitzt mit enger Passung auf dem Glied 17. Ferner ist dieses Teil
mit einem seitlich angeordneten Flansch 36 versehen, der am Teil
32 des Ringes 31 anliegt. Ferner dient dieses Teil als Sitz für das eine
Ende 37 eines federnden Dichtungselementes 38, das, wie 'am besten
in Fig. 3 ersichtlich, um das Glied 17 angeordnet ist. An seinem entgegengesetzten
Ende 39 stützt sich das federnde Dichtungselement 38 gegen einen Ring
4o ab, der auf dem Glied 17 angeordnet und, wie bei 41 gezeigt, am Glied
17 festgelötet ist. Das Element 38
dient als Dichtungsglied. Seine
Enden 37 und 39
sind am Teil 35 bzw. 4o dichtend befestigt,
so daß keine Flüssigkeit hindurchtreten kann. Wie bereits erwähnt, is
' t das Element38 federnd und so -gestaltet und aus einem Werkstoff, daß
es für sich selbst eine alisreichende Kraft auf das Teil 35, 36
ausübt, um
dieses in flüssigkeitsdichte Anlage an das Teil 32 des Dichtungsringes 31
zu drücken. Das letzterwähnte Ziel wird durch das Element 38
unabhängig von
dem Druck, den es beim Durchgang von Flüssigkeit in und durch das Gehäuse
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ausgesetzt werden kann, erreicht.
Wenn das Rchrverbindungsstück
nicht nur für das Einleiten von Flüssigkeit in die Trommel, sondern auch für die
Entnahme verwendet wird, werden das Kniestück I2 und diei Leitung I4, wie in Fig.
i und 2 gezeigt, befestigt und außerdem ein Rohrstück 42 in das Glied I7 eingesetzt.
Dieses Rohrstück 42 ist so bemessen, daß es nur ein Teil des Gliedes I7 einnimmt
und keine Berührung mit demselben hat. An seinem einen Ende ist das Röhrstück 42
mit einem Gewinde 43 versehen, das in ein entsprechendes Gewinde im Gehäuse 8 eingeschraubt
werden kann. An seinem anderen Ende ist das Rohrstück 42 vorzugsweise, wie bei 44
gezeigt, nadh unten gebogen, um das Teil der Trommel i zu erreidhen, in welchem
sich die kondensierte Flüssigkeit befindet, so daß mit Hilfe des Rohrstücks 42 Kondensat
aus der Trommel entnommen werden kann. Der vorbeschriebene Anschluß wird durch einen
in Fig. 2 gezeigten Sicherungsring 45 in seiner Lage gehalten. Der Dichtungsring
3I ist im vorangehenden als aus einer mit Graphit imprägnierten Metallegierung best6hend
beschrieben. Er kann jedoch ebensogut ganz aus Graphit in Form eines unporösen harzgebundenen
didhten Kohlestücks sein, d. h. grundsätzlich ein selbstschmierendes unporöses Bauteil.
Ferner kann es aus reinem Metall ohne Zusatz von Kohle sein. Wie bereits erwähnt
und bei 33 gezeigt, kann der Dichtungsring 3 I auf seiner einen Seite abgefast sein.
Wenn die dem Flansch 36 gegenüberliegende Fläche des Teiles 32 sich als Folge des
Kontaktes mit dem letzteren abnutzt, wird die Dichtungsfläche größer, wodurch der
Verschleiß verlangsamt wird. Die Dichtungsfläche kann als effiabene Schulter, wie
z. B. das Teil 32, ausgebildet sein und aus einem» weicheren Werkstoff bestehen
als die über die Schulter hinausragende Kontaktfläche des Teiles 36, so daß zwischen
diesen beiden Teilen auftretender Verschleiß durch den weicheren Werkstoff des Gliedes
3I aufgenommen wird und die Fläche 36 das Bestreben hat, alle Fremdkörper
von den Dichtflächen nach Art eines Schwammes wegzuwischen.
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Durch diese Anordnung wird die Bildung von Rillen vermieden, die zur
Einlagerung von Fremdkörpern führen und die Dichtwirkung der Flächen beeinträffitigen
können. Im Betrieb bildet sich ein sehr dünner Film der Flüssigkeit, die durch das
Rohrverbindungsstück hindurchtritt, d. h. durch das Glied 17 und durch das
Innere des Gehäuses 8,
auf den Dichtflädhen zwischen den Teilen
32 und 36
und wirkt als Schmiermittel. Durch diesen Film wird der Verschleiß
herabgesetzt und der Reibungswiderstand vermindert, während er andererseits wieder
nicht so groß ist, daß der Austritt wesentlicher Flüssigkeitsmengen zwischen den
Dichtflächen 32 und 36 ermöglicht ist. Der Dichtungsring 31 kann unabhängig
von seiner Form im Gehäuseabschnitt 9, in welchem er angeordnet ist, feststehend
gehalten oder schwimmend gelagert sein.
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Der Balg 38 braucht nicht aus einem besonderen Metall zu bestehen,
es ist jedoch zweckmäßig, hierfür Monel-Metall zu verwenden und seine Gestaltung
und Bemessung so zu treffen, daß keine zusätzliche Feder erforderlich ist. In diesem
Falle wirkt der Balg sowohl als Feder als auch als Dichtungsglied und erzeugt eine
Vorbelastung der zusammenarbeitenden Dichtungsflächen an der in der Zeichnung rechten
Seite des Flansches36 des Ringes 35 einerseits und des vorstehenden RingrandeS3:2
andererseits. Die kombinierte Wirkung des Balgs 38 und des Flansches
36 des Ringes 35
bei Druckveränderungen auf seiner Fläche ist derart,
däß sich der Druck auf die Dichtungsflädhen selbsttätig im Verhältnis zur Erhöhung
oder Verringerung des Druckes der durch das Rohrverbindungsstück hindurdhtretenden
Flüssigkeit ändert. Dies wird durdh das Verhältnis der mittleren Querschnittsfläche
des Balgs und der Dichtungsfläche des Flansches 36 erzielt. Der auf den Balg
wirksam werdende Außendruck hat das Bestreben, diesen. zusamenzudrücken. Diesem
auf den Balg 38 wirkenden Außendruck wirkt jedoch der Außendruck entgegen,
der auf der in der Zeirihnung linken Seite des Flansches 36 lastet.
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Der Gebrauch und die Arbeitsweise des Rohr-.verbindungssiücks gemäß
der Erfindung ist wie folgt: Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung
in Verbindung mit einem drehbaren Glied gezeigt und so angeordnet, daß sie mit dem
Innern desselben durch ein Lager verbunden werden kann, welches das drehbare Glied
trägt. Hierbei gewährleistet sie eine gleichbleibende Dichtung, die zum Teil durch
den Balg 38 erzielt wird, der sowohl als Dichtungs- wie auch als Druckelement
dient und daher als Trennwand wirkt, um das unerwünschte Eindringen von Flüssigkeit
in die Lagerung zu verhindern- Ferner hat es eine Eigenfederkraft, um dauernd den
richtigen Andruck auf die anderen Dichtungselemente aufrechtzuerhalten und ihren
einwandfreien Betrieb zu gewährleisten und um den Austritt von Flüssigkeit zwischen
ihnen zu verhindern.
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. Im. Gebrauch wird im allgemeinen Gas oder Dampf, z. B. Wasserdampf,
durch die Leitung 15 zugeführt, der in den Gghäuseteil 8 eintritt, von wo
aus er durch das Glied 17 in das Innere der Trommel i gelangt. Wenn die Vorrichtung
zur Entnahme von Kondensat verwendet werden soll,
werden, wie gezeigt, das
Verbindungsstück 12 und die Leitung 14 und das Rührstück4:2 angeschlossen. Da das
untere Ende des Rohrstücks 42 in Richtung zum Boden der Trommel i geführt ist, kommt
es in Verbindung mit dem in dieser befindlichen Kondensat, und wenn über die Leitung
14 eine entsprechende Saugkraft wirksam wird, wird dieses Kondensat durch das RohrstÜck
42 abgezogen und aus der Trommel entnommen.
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Hierbei ist zu erwähnen, daß unter vielen Betriebsbedingungen keine
Saugwirkung in der Leitung 14 zuherrschen braucht. Es kann z. B. der Dampfdruck
oder Gasdruck innerhalb der Trommel ausreichend sein, daß dieser selbst die Ableitung
des Kondensats nach außen durch das Rohr 42 bewirkt, so daß die Erfindung nicht
auf die Anwendung
einer Saugwirkung für die Entnahme des Kondensats
beschränkt ist.
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Es ist unerheblich, ob die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch für
die Entnahme von Kondensat vorgesehen ist oder ob sie nur für das Einleiten von
Kondensat der Flüssigkeit dient, da die Arbeitsweise der Dichtungselemente im wesentlichen
die gleiche ist und keine Veränderung des in Fig. 3 gezeigten Aufbaus erforderlich
ist.