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DE1928675A1 - Beruehrungslose,mit Packungen versehene mechanische Dichtung - Google Patents

Beruehrungslose,mit Packungen versehene mechanische Dichtung

Info

Publication number
DE1928675A1
DE1928675A1 DE19691928675 DE1928675A DE1928675A1 DE 1928675 A1 DE1928675 A1 DE 1928675A1 DE 19691928675 DE19691928675 DE 19691928675 DE 1928675 A DE1928675 A DE 1928675A DE 1928675 A1 DE1928675 A1 DE 1928675A1
Authority
DE
Germany
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sealing
fluid
seal
members
seal according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691928675
Other languages
English (en)
Inventor
Gardner James F
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crane Packing Co
Original Assignee
Crane Packing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Crane Packing Co filed Critical Crane Packing Co
Publication of DE1928675A1 publication Critical patent/DE1928675A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Description

DR. ING. B. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN
PATENTANWlLTE
D-8000 MÖNCHEN 80 · MARIA-THERESIA-STRASSE 6 · TELEFON (0811) 441061
CRAKE PACKING COMPANY MORTON GROVF, 111./ USA
Berührungslose, mit Packungen versehene mechanische Dichtung
Die Erfindung betrifft sich drehende, mechanische, berührungslose Dichtungen, bei denen ein vorbestimmter Abstand zwischen relativ gegeneinander rotierenden Dichtgliedern eingehalten ist.
In einer berührungslosen Dichtung werden relativ gegeneinander rotierende Dichtglieder während der Betätigung der Dichtung berührungslos voneinander gehalten. Diese Eigenschaft macht sie vorbildlich geeignet für sehr hohe Geschwindigkeiten, da die Dichtglieder keinem merklichen Verschleiß unterworfen sind und daher
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durch ihre Relativdrehung keine merkliche zerstörende Wärme erzeugen. Um die Dichtglieder gemäß den vorgesehenen Betriebsbedingungen vor ei ner Berührung miteinander zu bewahren, wird zwischen den sich gegenüberliegenden Dichtflächen ein Druck des Strömungsmittels erzeugt, der größer als der Druck ist, der die Dichtflächen gegeneinander drückt, und der Grad der Trennung wird durch die Einwirkung des Strömungsmittels gesteuert, wenn sich dieses zwischen den Flächen zur Seite des nie- ψ drigen Druckes der Dichtung hin bewegt.
Bei Anlassen der Anlage, in der die Dichtung eingebaut ist, ist der vorgesehene Strömungsmitteldruck nicht vorhanden. Dadurch ergibt sich ein Kontakt zwischen den Dichtflächen, solange der Druck in der Dichtungskammer bis zum vorgesehenen Druck anwächst, und ein solcher, wenn auch nur kurzer kontakt kann genügen, um V/ärme- und Verschleißbedingungen auf den Flächen zu erzeugen, die ausreichen, um die Dichtung zu zerstören.
Das Ziel der Erfindung ist, eine berührungslose Dichtung vorzusehen, die bei Null- oder niedrigem Druck betrieben werden kann, ohne an den sich gegenüberliegenden Flächen der relativ rotierenden Dichtglieder zerstörende Wärme und Verschleiß zu erzeugen.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine berührungslose, sich drehende, mechanische Dichtung mit gegeneinander drehbaren Dichtgliedern, deren radial angeordnete Dichtflächen sich gegenüberstehen, wobei das eine der Glieder relativ zum anderen Glied axial beweglich ist,
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und die Dichtflächen auf ihrer Seite der Dichtung mit hohem Druck weiter voneinander getrennt sind, als auf ihrer Seite mit niedrigem Druck, und wobei das bewegliche Glied während des Betriebes eine Gleichgewichts linie hat, an der sich die auf das bewegliche Glied einwirkenden gegeneinander gerichteten Drücke die Waage halten, mit vom Druck des Strömungsmittels unabhängigen Elementen, die beim Anlassen der gegeneinander drehbaren Dichtglieder die erwähnten Dichtflächen in Kontakt miteinander bringen, und gekennzeichnet durch ein Mittel, das auf das abzudichtende Strömungsmittel einwirkt, und das Strömungsmittel bei Anlassen zwischen die Jlieder drückt, um sie voneinander zu ,trennen.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigelegte Zeichnung beschrieben werden:
Fig. 1 ist ein radialer Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße berührungslose Dichtung;
Fig. 2 ist eine Teilansicht des Dichtgliedes der Fig. 1 von vorn und zeigt die spiralförmigen Nuten darin, und
Fig. 3 ist ein radialer Teilschnitt durch eine Abwandlung der berührungsfreien Dichtung der Fig. 1, die für zwei Richtungen konstruiert ist.
Die inFig. 1 gezeigte berührungsfreie Dichtung enthält einen auf einer V/elle 11 angebrachten Rotor 10 mit
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einer im wesentlichen radial gerichteten Dichtfläche 12, die vollständig eben und glatt geläppt ist. Der Rotor 10 ist vorzugsweise in Form einer Scheibe hefgestellt, die ohne die Welle 11 oberflächenbehandelt und geläppt und dann in einer Weise mit der Welle zusammengebaut ist, da/3 sie sich mit ihr drehen kann. In der Nähedes Rotors 10 und die Welle 11 umringend befindet sich ein Dichtring oder -glied 13 mit einer Dichtfläche 14 in der Nähe und gegenüber der Dichtfläche w 12 an Rotor 10. Am Dichtring 13 ist eine sich axial erstreckende Manschette 15 geformt, die in eine öffnung 16 in einem Gehäuse 17 paßt, durch die sich die Welle 11 erstreckt. Die Öffnung 16 erweitert sich bei 18 zu einer Dichtungskammer, in der Rotor 10 und Dichtring 13 betrieben werden können.
Die Dichtungskammer 18 ist mit einem Strömungsmittel, entweder einem Gas oder einer Flüssigkeit, wie es gerade der Fall ist, bei jedem gewünschten, über dem atmosphärischen liegenden Druck gefüllt. Der Druck in der Öffnung 16 kann andererseits atmosphärischer Druck sein, so daß sich das Strömungsmittel in der Dichtungskammer 18 radial nach innen zwischen die Flächen 12 und 14 und in den Raum zwischen der Manschette 15 und der Welle 11 bis zur Öffnung 16 bewegt. Jede geeignete Dichtung wie z.B. O-Ring 19 hält Manschette 15 und Dichtring 13 elastisch in der Öffnung 16, so daß sich der Dichtring in der Öffnung 16 sowohl axial als auch radial in begrenztem Ausmaß bewegen kann. Eine sehr leichte Feder 20 kann zwischen Dichtring 13 und der radialen Wand 21 der Kammer 18 eingespannt sein, um den Dichtring 13 gegen den Rotor 10 zu drücken, wenn in Kammer 18 kein Druck ist.
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Die Dichtfläche 14 ist durch einen Läppvorgang leicht konvex geformt, um dadurch den notwendigen keilförmigen Raum an den äußeren radialen Bereichen des Dichtringes 13 zu schaffen, wodurch die Trennung der Flächen 12 und 14 während des Betriebes eingeleitet und beibehalten wird. Die tatsächliche Trennung an der Seite der Fläche 14 mit niedrigem Druck hat die Größenordnung von 1,3^u (0,000050 inch) bis 13/1 (0,000.500 inch). Die in Fig. 1 gezeigte Trennung ist also zum Zwecke der Verdeutlichung beträchtlich übertrieben. Die Krümmung der Fläche 14 ist gleichermaßen beträchtlich übertrieben und liegt vorzugsweise zwischen 0,8 und 12 Lichtlinien pro cm (2 bis 30 pro inch) des Radius der Fläche 14, wenn bei monochromatischem Licht mit einer optischen Platte gemessen. Dies ist der Gegenwert von annähernd 0,65/1 bis 7,6 ix ■(0,000025 bis 0,000300 inches) über die Fläche 14. Theoretisch wird der Dichtring 13 bei Betriebsdruck mit einem vorbestimmten Abstand von der Fläche 12 abgestoßen, und hält dann diesen Abstand oder diese Trennung ungeachtet axialer oder radialer Bewegungen des Rotors 10 bei; der Dichtring I3 wird durch die Druckwirkung des abzudichtenden Strömungsmittels gezwungen, diesen Bewegungen zu folgen.- Die Wirkung ist so, daß, falls äußere Kräfte vorhanden sind, die den Spalt zwischen den Flächen 12 und 14 verkleinern, die auf den beweglichen Dichtring 13 wirkenden Kräfte des Strömungsmittels diesen äußeren Kräften entgegenwirken und den Ring I3 in der Ansicht der Fig. 1 nach rechts bewegen, bis der vorgesehene Spalt entstanden ist. Falls die äußeren Kräfte den Spalt zwischen den Flächen 12 und 14 stärker als vorgesehen vergrößern,
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drücken die genannten Kräfte des Strömungsmittels den Ring I3 in der Ansicht der Fig. 1 nach links, um den Spalt auf die vorgesehene Größe zu verkleinern.
Sobald der Druck des Strömungsmittels unterhalb dessen liegt, für den die Dichtung vorgesehen ist, um als berührungsfreie Dichtung betrieben zu werden, und die Dichtglieder sich relativ zueinander drehen, berührt der Dichtring I3 den Rotor 10 und stellt auf diese Weise einen Reibkontakt zwischen den Flächen 12 und 1k- her. Dieser Kontakt wird durch die Feder 20 verstärkt, deren Funktion darin besteht, den Spalt zwischen den Flächen 12 und 1*1- zu schließen, wenn die Anlage nicht arbeitet, um dadurch einem Lecken des Strömungsmittels an- Welle 12 entlang in die Öflhung 16 vorzubeugen und zu verhüten, daß Schmutzteilchen und andere schädliche Stoffe zwischen die Dichtflächen 12 und Ik- gelangen. Obwohl ein solcher Kontakt gewünscht ist, wenn keine Relativbewegung zwischen dem Rotor -10 und der Dichtfläche 13 vorhanden ist, ist er jedoch höchst unerwünscht, wenn die Relativgeschwindigkeiten und -drücke zwischen den Flächen 12 und 1k- sich auf die vorgesehenen Geschwindigkeiten und Drücke erhöhen, da_selbst während der kurzen Zeitspanne, in der die Anlage auf ihre Geschwindigkeit gesteigert wird oder sich bis zum Stillstand verlangsamt, genügend Reibung und Wärme zum Zerstören der Flächen und 1^ erzeugt werden kann, insbesondere, wenn das abgedichtete Strömungsmittel geringe Schmiereigenschaften wie ZiB. ein Gas hat.
Unerwünschte Reibung und Wärme werden dadurch vermieden, daß auf einer der Flächen 12 oder 1k- flache spiralförmige Nuten geformt sind, deren Richtung so ver-
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läuft, daß das in Kammer 18 befindliche Strömungsmittel, auch bei relativ niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeiten des Rotors 10, radial nach innen gedrückt wird, und zwar quer über die inneren Bereiche der Flächen 12 und 14. Auf diese Weise wird
ein hydrodynamischer Keil erzeugt, dessen Druck genügt, um die Flächen 12 und 14 zu trennen, und der aus dem abzudichtenden Strömungsmittel einen Film bildet, auf dem die Fläche 12 läuft. Dadurch wird wiederum vermieden oder vorgebeugt, daß die Flächen 12 und 14 sich direkt berühren und zerstörende Reibung und Wärme erzeugt wird.
In Fig. 2 sind die spiralförmigen Nuten bei 22 gezeigt. Die genaue Form und Größe der Nuten hängt weitgehend von dem in ihnen geforderten Wirkungsgrad ab. Bei der in Fig. 2 gezeigten Form erstrecken sie sich über etwas mehr als die Hälfte der Fläche 14 spiralförmig nach innen. Sie sollten sich aber selbstverständlich nicht über die ganze Fläche 14 erstrecken, da sie dann ein Leck quer über die Dichtung bilden würden. Der Bereich der dargestellten Nuten beträgt etwas weniger als ein Viertel des Bereiches der Fläche. Tiefe, Bereichuid Spiralwinkel der Nuten und der Abstand, in dem die Nuten e„nden, kann je nach verschiedenen Betriebsbedingungen verändert werden. Die Tiefe der Nuten 22 beträgt vorzugsweise das 2- oder 3-fache des Minimal-Spielraumes zwischen den Flächen 12 und 14, wenn die Dichtung in Betrieb ist.
Die flachen Nuten 22 können auf verschiedene bekannte Arten geformt werden, wie z.B. durch Ätzen, es wird jedoch vorgezogen, sie durch ein Galvanisierungs-
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verfahren zu formen, bei dem die zu formenden Bereiche, wie die Nuten, abgedeckt werden, so daß sich kein Metall auf ihnen absetzt. Dies kann durch Aufbringen eines photographischen Siebdruckes geschehen, durch ~de% alles außer dem spiralförmigen Nutenmuster abgedeckt wird. Ein gegen das galvanische Bad widerstandsfähiger Lack wird auf den Bereichen der Dichtfläche aufgebracht, wo die Nuten gewünscht werden. Der Lack wird dann getrocknet und der Metallüberzug auf die Dichtfläche aufgetragen, der aber auf dem mit Lack bedruckten Bereich, d.h. dem Nutenmuster nicht haftet. Das galvanische Ablagerungsverfahren gestattet große Beweglichkeit in bezug auf das abzulagernde. Metall und sieht Mittel vor, mit deren Hilfe die Dichtfläche zur Erzielung eines längeren Lebens aus äußerst hartem Material, wie z.B. Chrom geformt sein kann.
Da die Nuten 22 spiralförmig sind, muß die diesbezügliche Umdrehungsrichtung zwischen den Flächen 12 und 1^ derart sein, daß das Strömungsmittel durch die Nuten 22 radial nach innen gedrückt wird, Dies bedeutet, daß sich die Fläche 12 in der gleichen Richtung dreht, in der die Spirale der Nuten 22 verläuft. Dadurch wird wiederum die Verwendung der Dichtung in Anlagen beschränkt, bei denen die Welle in der Richtung rotiert, für die die Dichtung vorgesehen ist. Eine solche Beschränkung kann jedoch durch die in Fig. 3 gezeigte Konstruktion vermieden werden, auf die nachstehend Bezug genommen wird. , '
In Fig. 3 ist gezeigt, daß die Welle 11 durch die Öffnung 16 im Gehäuse 17 läuft, in dem die Dichtungskammer 18 ausgebildet und Ring 13 wie in P1Ig. 1 festge-
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halten ist. Der Rotor ist jedoch von anderer Form. Er ist unter 26-gezeigt und hat eine sich axial erstreckende Einbuchtung 27» deren Durchmesser mit demjenigen der Öffnung 16 im wesentlichen identisch ist, so daß er einen Dichtring13' aufnehmen kann, der, auch in bezug auf die Nuten 22·, mit dem Dichtring 13 identisch ist.Es nifchte beachtet werden, daß bei Umdrehung des axialen Verhältnisses des Ringes 13» so daß er, wie in Fig. 3 gezeigt, nach rechts anstatt nach links, wie in jener Figur gezeigt, gewendet ist, die Richtung der Spirale in gleicher Weise umgekehrt wird, so daß die spiralförmigen Nuten 22' das Strömungsmittel radial nach innen ziehen, wenn die spiralförmigen Nuten 22 des Ringes 13 das Strömungsmittel radial nach außen bewegen, und umgekehrt.
Zwischen den Ringen 13 und 13' ist ein Ring 28 eingesetzt, der in den im Gehäuse 1? gegen axiale Bewegung in diesem festgehaltenen Lagern 29 drehbar gelagert ist. Der Ring 28 kann mit gleicher Wirkung von der Welle 11 drehbar gehalten werden, wenn gewünscht wird, daß die Lager 29 außerhalb des abzudichtenden Strömungsmittels sind. Der Ring 28 ist mit radial angeordneten, ebenen, geläppten Dichtflächen 30 und 31 versehen, die jeweils mit den Dichtungen 1^ und 1^f der Ringe 13 und 13' zusammenwirken. '
Während des Betriebes, wenn angenommen wird, daß durch die Drehrichtung der Welle 11 die Nuten 22· in Richtung 13' bewirken, daß Flüssigkeit nach außen bewegt wird und die Nuten 22 in Ring 13 Flüssigkeit nach innen bewegen, würde die sich nach außen bewegende Flüssigkeit in den Nuten 22 zwischen den Flächen 1V und
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einen Druck unter dem atmosphärischen erzeugen, weshalb der Ring 13' sich reibend an Ring 28 anlegt und dadurch eine Drehung des Ringes 28 relativ zum Dichtring 13 anlassen würde.Diese Drehung des Ringes 28 würde jedoch bewirken, daß der gewünschte Spalt zwischen Ring 28 und Dichtring 13 entsteht, wie mit bezug auf die Form in Fig. 1 beschrieben, und würde auf diese Weise die erwünschten Vorteile der in Fig. 1 gezeigten Form hervorbringen. Sollte die Drehrichtung der Welle 11 in entgegengesetztem Sinn verlaufen,würden die Nuten 22' des Ringes I31 Flüssigkeit radial nach innen pumpen, um den erwünschten Spalt zwischen den Flächen 1V und J1 zu erzeugen, und die Viskosität der Flüssigkeit im Spalt würde den Ring 28 mit geringerer Geschwindigkeit als den Dichtring 13'» aber in gleicher Richtung, drehen, und dadurch ein Auswärtsfließen des Strömungsmittels durch die Nuten 22 bewirken, was wiederum bewirken würde, daß sich der Ring I3 nach links im Sinne der Fig. 3 bewegt, um den Ring 28 zu berühren und auf diese 7/eise eine Dichtung daran herzustellen. Der Kontakt zwischen den Flächen lh und 30 würde genügend Reibung erzeugen, um den Ring 28 gegen Drehung in der Geschwindigkeit der Welle11 festzuhalten, und die Relativbewegung, die zwischen Ring 13 und Ring 28 entstehen könnte, würde nicht ausreichen, um zerstörende Wärme zu erzeugen, wie es sonst bei einer berührungslosen Dichtung unter den gleichen Umständen vorkommen würde.
Die Anordnung der spiralförmigen Nuten schafft sowohl einen hydrodynamischen Anhebedruck für Ring 13 als auch einen hydrostatischen Anhebedruck an der glatten gekrümmten Dichtfläche. Nach Beginn der Drehung wird Strömungsmittel zwischen die Flächen der Dichtung gepumpt, und
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bei einer gegebenen U/M reicht der hydrodynamische Arihebedruck aus, um eine völlige Trennung herzustellen. Die Dichtung kann daher bei Nulldruck betrieben werden.
Ein Nachteil kann bei der glatten gekrümmten berührungslosen Dichtfläche auftreten, wenn ein nicht zusammendrückbares Strömungsmittel, wie z.B. Öl zwischen die Flächen einer Dichtung gelangt, die für Be- . trieb mit Gasumgebung bestimmt ist. Das Oi kann.z.B. ein Tropfen Schmierungsöl aus der Gesamtanlage sein und nur einen kleinen Bereich der Fläche eines der Dichtungsglieder, d.h. entweder Ring 13 oder Rotor 10 bedecken. Da das Druckprofil auf der Fläche dieses Bereiches der mit Öl benetzten Dichtung ein anderes als das Druckprofil auf dem Bereich der Gas dichtenden Dichtung ist, würde die Dichtung fressen. Dies würde einen Kontakt der Dichtglieder an gewissen Punkten verursachen, besonders in Anwesenheit von Gas-, und an diesen Punkten zerstörende Reibung und Wärme erzeugen. Das Anbringen spiralförmiger Nuten an einem der Dichtglieder bewirkt einen sehr großen Widerstand gegen Fressen aufgrund der Tatsache, daß der hydrodynamische Anhub (d.h. Trenndruck des gepumpten Strömungsmittels} umgekehrt proportional zum Quadrat des Betriebsspaltes ist. So ist ein großer Anteil zusätzlichen Anhebedruckes frei, wenn er am meisten gebraucht wird. Gasdichtungen dieser Art wurden erfolgreich "betrieben, obwohl sie schwer mit Öl beschmutzt waren.
Der von den spiralform ige η .,uten erzeugte hydrodynamische Anhebedruck erhöht die Fähigkeit des axial beweglichen Dichtgliedes, wie z.B. des Ringes 13, den
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Bewegungen des Rotors 10 zu folgen. Dies trifft besonders bei hohen Geschwindigkeiten zu, wo ein äußerst schnelles Laufen des Rotors eine solche Folgebewegung problematisch machen würde. β
Wie oben erwähnt, stellt der gekrümmte Flächenbereich der Dichtung bei Überschreiten eines Minimaldrukkes eine völlige Trennung sicher und auch bei Null-Druck, bei jeder der für eine völlige Trennung-nötigen Geschwindigkeit, ergibt sich in gleicher Weise ein Null-Kontakt. So ist der Betriebsbereich, in dem Kontakt möglichst klein, und dies würde während des Anlassens und Abschaltens bei niedrigem Druck vorkommen. Dies ist aber kein ernstes Problem, da sowohl Flächengeschwindigkeit als auch Flächendruck bei Bedingungen, bei denen ein Kontakt vorkommt, sehr niedrig sind. Wenn die mit Spiralnuten versehene Dichtung in Flüssigkeiten oder als Gasdichtung betrieben wird, wo verschmutzendes Öl vorhanden ist, ist gewöhnlich genügend Schmierung vorhanden, um Nulldruck-Starten und -Abstellen ohne Schaden zu ermöglichen. Für in einer trockenen Gasatmosphäre betriebene Dichtungen kann ein Schmierungsüberzug auf dem Rotor aufgebracht werden, ohne daß befürchetet werden muß, daß die Dichtglieder fressen. Diese Überzüge sind äußerst wirkungsvoll, wenn bei niedriger Geschwindigkeit ein niedriger Hebedruck herrscht.
Da die Spiralnuten bei niedriger Geschwindigkeit zwangsläufig eine Pumpwirkung erzielen, wird eine geringe Zunahme des Leckens festzustellen sein. Wenn^sich aufgrund der größeren Geschwindigkeit der Betriebspalt erweitert, nimmt der hydrodynamische Hebedruck ab, und es entsteht anstelle dessen ein Gleichgewichts-Spalt.
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Es versteht sich, daß die Nuten auf der Fläche 12 des Rotors 10 der Fig, 1 oder auf den Flächen 30 31 des Ringes 28 anstatt auf den sich gegenüberliegenden Flächen der Dichtringe 13 und 13' geformt sein können. Es versteht sich ebenfalls, daß die Krümmung auf der Fläche oder den Flächen von Rotor 10 oder 28 geformt sein kann, wobei dann der sonst mit Nuten versehene Stator eine ebene Fläche hat.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Π Λ Berührungslose, sich drehende, mechanische Dichtung mit gegeneinander drehbaren Dichtgliedern, deren radial angeordneteDichtflachen sich gegenüberstehen, wobei das eine der Glieder relativ zum anderen Glied axial beweglich ist, und die Dichtflächen auf ihrer Seite der Dichtung mit hohem Druck weiter voneinander getrennt ™ sind als auf ihrer Seite mit niedrigem Druck, und wobei
    das bewegliche Glied während des Betriebes eine Gleichgewichtslinie hat, an der sich die auf das bewegliche Glied einwirkenden geg"eneinandergerichteten Drücke die Waage halten, mit vom Druck des Strömungsmittels unabhängigen Elementen, die beim Anlassen der gegeneinander drehbaren Dichtglieder die erwähnten Dichtflächen in Kontakt miteinander bringen, und gekennzeichn et durch ein Mittel, das auf das abzudichtende Strömungsmittel einwirkt und das Strömungsmittel beim Anlassen zwischen die Glieder (10, 13» 13'» 28) drückt» um sie voneinander zu trennen·
    2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf das abzudichtende Strömungsmittel einwirkende Mittel an einem der Glieder (1~, 13") zum Pumpen des Strömungsmittels und zum Ausstoßen desselben zwischen den Dichtflächen (12, "1*1-, 14" „ 30V^1N in Richtung ihrer Seite mit niedrigem Druck dient.
    3· Dichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze lehnet, daß das auf das abzudichtende Strömungsmittel einwirkende Mittel aus einer Vielzahl von Nuten (22) besteht, die auf einer dieser flächen (Ii|-,14"·)
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    spiralförmig angeordnet sind, kurz vor der Seite mit niedrigem Druck dieser Flächen enden, sich von der Seite hohen Druckes in Richtung der Seite niedrigen Druckes erstrecken und das abzudichtende Strömungsmittel bei niedriger Relativdrehung der Dichtglieder (13, 13') zwischen die Flächen (12, 1*4-, Hl·1, 30, 31) pumpen.
    k, Dichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (22) von einer Tiefe sind, die größer als die axiale Ausdehnung des Spaltes zwischen den Flächen (12, 14, 1V , 30, 31) ist.
    5» Dichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennzeichne t, daß die Nuten (22) bedeckte Bereiche eines auf der einen der genannten Flächen aufgalvanisierten Metalls sind.
    6. Dichtung nach Anspruch 5» dadurch g e 'k e η η ze ichnet, daß das aufgalvanisierte Metall härter als das Material der einaider genannten Flächen ist.
    7· Dichtung nach Anspruch 1, weiterhirimit einer konzentrisch mit den Dichtgliedern verlaufenden Antriebswelle, dadurch gekennze ichne t, daß das zweite der genannten Dichtglieder (28) in bezug auf Welle (11) frei drehbar ist und auf der der ersten Dichtfläche (1*0 entgegengesetzten Seite eine Dichtfläche (31) hat, da;3 ein drittes Dichtglied (13') und ein Element (26) vorgesehen ist, das das dritte Dichtglied so an der Welle (11) befestigt, daß es mit ihr drehbar ist, und daß das dritte Dichtglied in Richtung der auf der der ersten Dichtfläche entgegengesetzten Seite lie-
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    genden Dichtfläche (3Ή des zweiten Gliedes und von ihr weg axial beweglich ist und eine Dichtfläche (1V) hat, mit der eine berührungslose drehbare Dichtung mit dem anderen üichtglied (28) herstellbar ist, und Mittel (22), die auf das abzudichtende Strömungsmittel wirken, wenn die Richtung der Relativdrehung zwischen den beiden ersten relativ drehbaren Gliedern (13» 28) umgekehrt wird, und das Strömungsmittel zwischen das dritte jlied (13') und das zweite der beiden ersten Glieder (28) unter niedrigen Druckbedingungen drücken, um die Glieder (13'» PJi)'zu trennen.
    3. Dichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das dritte Dichtglied (13, 13') im wesentlichen identisch sind.
    91 Dichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e ke nn ze ic hne t, daß das erste Dichtglied (13) in Kontakt mit dem zweiten Dichtglied (2.8) ist, v/enn zwischen dem dritten und zweiten Dichtglied (13* » 28) ein Spalt ist.
    10. Dichtung nach Anspruch 7,. 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das auf das abzudichtende Strömungsmittel v/irkende i.iittel die Form einer Vielzahl von ..uten (22) auf den Flächen des ersten und dritten Dichtgliedes (13» 13') hat und zum Pumpen des Strömungsmittels dient.
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DE19691928675 1968-06-05 1969-06-06 Beruehrungslose,mit Packungen versehene mechanische Dichtung Pending DE1928675A1 (de)

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US73481468A 1968-06-05 1968-06-05

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JP (1) JPS4933614B1 (de)
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FR (1) FR2010211A1 (de)
GB (1) GB1230529A (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013678A1 (de) * 1979-01-15 1980-08-06 Crane Packing Company Wellendichtung mit Spiralnuten und mit automatischer Zurückführung in ihre Normallage
WO1987001170A1 (en) * 1985-08-20 1987-02-26 George Angus & Company Limited Face seals
EP0297381A1 (de) * 1987-07-03 1989-01-04 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co. Dichtungsanordnung für eine Welle
EP0362642A2 (de) * 1988-10-07 1990-04-11 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co. Dichtung
DE102009058315A1 (de) * 2009-12-15 2011-06-16 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitringdichtung
EP2570614A3 (de) * 2011-09-19 2017-09-20 Rolls-Royce plc Luftkissen-Dichtung

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1814501A1 (de) * 1968-12-13 1970-07-23 Krupp Gmbh Dichtungskonstruktion
US3704019A (en) * 1970-06-19 1972-11-28 Gen Electric Spiral groove face seals
US3675935A (en) * 1970-07-13 1972-07-11 Nasa Spiral groove seal
US3782737A (en) * 1970-07-13 1974-01-01 Nasa Spiral groove seal
US3767212A (en) * 1970-12-21 1973-10-23 Nasa Spiral groove seal
JPS4943740B1 (de) * 1971-02-08 1974-11-22
US3770179A (en) * 1971-04-08 1973-11-06 Gen Electric Self-pressurizing seal for rotary shafts
DE2222082A1 (de) * 1972-05-05 1973-11-15 Klein Schanzlin & Becker Ag Beruehrungsfreie wellendichtung
US3887198A (en) * 1973-10-26 1975-06-03 Caterpillar Tractor Co Pressure balanced ring seal
US3923313A (en) * 1975-05-22 1975-12-02 Case Co J I Self-adjusting grease-sealed articular joint
JPS51144863A (en) * 1975-06-09 1976-12-13 Nippon Pillar Packing Co Ltd Mechanical seal
US4013297A (en) * 1975-10-08 1977-03-22 Chemetron Corporation Static seal with an open rotational mode
US4407512A (en) * 1976-01-02 1983-10-04 John Crane-Houdaille, Inc. High pressure rotary mechanical seal
DE2600505C3 (de) * 1976-01-08 1981-03-12 Klein, Schanzlin & Becker Ag, 6710 Frankenthal Hydrostatische Wellenabdichtung
US4077634A (en) * 1976-09-13 1978-03-07 Caterpillar Tractor Co. Pressure balanced metal to metal seal
US4415168A (en) * 1977-04-12 1983-11-15 Taiho Kogyo Co., Ltd. Mechanical seal
US5312117A (en) * 1977-04-12 1994-05-17 Taiho Kogyo Co., Ltd. Mechanical seal
US4118042A (en) * 1977-09-27 1978-10-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Air bearing vacuum seal assembly
JPS5568996A (en) * 1978-11-20 1980-05-24 Uemura Koichi Method of excavating cylinder in ground
US4313608A (en) * 1978-12-20 1982-02-02 Associated Engineering Limited Means for controlling fluid flow
US4266786A (en) * 1979-08-13 1981-05-12 Borg-Warner Corporation Mechanical seal assembly
US4323255A (en) * 1979-08-13 1982-04-06 Borg-Warner Corporation Mechanical seal with eccentric seal faces
SE433965B (sv) * 1979-10-29 1984-06-25 Hegglund & Soner Ab Hydrodynamisk axialtetningsanordning for avtetning av hoga fluidtryck
AT365747B (de) * 1980-03-10 1982-02-10 Stroemungsmasch Anst Gleitringdichtung mit gekuehlter gleitflaeche
US4290611A (en) * 1980-03-31 1981-09-22 Crane Packing Co. High pressure upstream pumping seal combination
US4375891A (en) * 1980-05-10 1983-03-08 Rolls-Royce Limited Seal between a turbine rotor of a gas turbine engine and associated static structure of the engine
DE3152867A1 (de) * 1981-06-05 1983-06-30 Caterpillar Tractor Co Stirnflaechenabdichtung mit drehbarem dichtungsring
US4759553A (en) * 1986-01-27 1988-07-26 The Fluorocarbon Company Dynamic rotary face seal
US5052694A (en) * 1986-07-08 1991-10-01 Eg&G Sealol, Inc. Hydrostatic face seal and bearing
US4948151A (en) * 1986-10-10 1990-08-14 Atomic Energy Of Canada Limited Rotary end face seal assembly
FI864339A0 (fi) * 1986-10-27 1986-10-27 Safematic Ltd Oy Glidringstaetning.
CH677266A5 (de) * 1986-10-28 1991-04-30 Pacific Wietz Gmbh & Co Kg
US4768790A (en) * 1987-05-22 1988-09-06 John Crane-Houdaille, Inc. Mechanical face seal having centering means
AU626266B2 (en) * 1987-06-10 1992-07-30 John Crane Inc. Spiral-groove seal system for high vapor-pressure liquids
US4889348A (en) * 1987-06-10 1989-12-26 John Crane-Houdaille, Inc. Spiral groove seal system for high vapor-pressure liquids
US5253876A (en) * 1990-03-28 1993-10-19 Eg&G Sealol, Inc. System and method for actively cooling dry-running gas seals
US5066026A (en) * 1990-06-11 1991-11-19 Kaydon Corporation Gas face seal
JPH0756345B2 (ja) * 1990-07-09 1995-06-14 株式会社荏原製作所 非接触端面シール
US5224714A (en) * 1990-07-18 1993-07-06 Ebara Corporation Noncontacting face seal
CA2023456C (en) * 1990-08-16 2001-02-13 Raymond Metcalfe Eccentric face seal with asymmetric closing force
US5174584A (en) * 1991-07-15 1992-12-29 General Electric Company Fluid bearing face seal for gas turbine engines
US5137286A (en) * 1991-08-23 1992-08-11 General Electric Company Permanent magnet floating shaft seal
US5722665A (en) * 1992-02-26 1998-03-03 Durametallic Corporation Spiral groove face seal
DE4303050B4 (de) * 1992-02-26 2004-02-26 Sedy, Josef, Mt. Prospect Gleitringdichtung
US5609342A (en) * 1993-07-09 1997-03-11 Revolve Technologies, Inc. Gas shaft seal with flexible converging sealing faces
US5441283A (en) * 1993-08-03 1995-08-15 John Crane Inc. Non-contacting mechanical face seal
BR9407404A (pt) * 1993-09-01 1996-11-05 Durametallic Corp Dispositivo de vedação a fluido
US5490679A (en) * 1993-12-20 1996-02-13 John Crane Inc. Seal ring design
AU2430195A (en) * 1994-04-20 1995-11-16 Durametallic Corporation Face seal with angled grooves
US5558342A (en) * 1994-08-05 1996-09-24 Durametallic Corporation Mechanical seal with spring drive
EP0701074A1 (de) 1994-09-08 1996-03-13 Kaydon Corporation Dichtungsanordnung mit Sekundärdichtung
US5769604A (en) * 1995-05-04 1998-06-23 Eg&G Sealol, Inc. Face seal device having high angular compliance
US6145840A (en) * 1995-06-02 2000-11-14 Stein Seal Company Radial flow seals for rotating shafts which deliberately induce turbulent flow along the seal gap
DE19549189C2 (de) * 1995-12-30 1998-04-09 Pacific Wietz Gmbh & Co Kg Gasgesperrte, kontaktlose Dichtungsanordnung für eine Welle
US5941532A (en) 1996-06-20 1999-08-24 Rexnord Corporation Aerospace housing and shaft assembly with noncontacting seal
US5873574A (en) 1996-07-18 1999-02-23 John Crane Sealol Inc. Bellows seal with reverse pressure capability
US5938206A (en) 1996-11-01 1999-08-17 John Crane Inc. Pressure responsive primary ring for a non-contacting mechanical end face seal
US5681047A (en) * 1996-11-01 1997-10-28 John Crane Inc. Pressure responsive primary ring geometry for a non-contacting mechanical end face seal
SE518871C2 (sv) * 1996-11-14 2002-12-03 Flygt Ab Itt Plantätningsarrangemang
DE19722870C2 (de) * 1996-12-06 2000-09-07 Karl Uth Gasgeschmierte Gleitringdichtung
US6155572A (en) 1997-12-17 2000-12-05 A.W. Chesterton Company Non-contacting mechanical face seal including fluid control system
DE69818097T2 (de) 1997-12-17 2004-07-08 A.W. Chesterton Co., Stoneham Rückkopplungdruck- regelsystem für gleitringdichtung
US6142478A (en) * 1998-02-06 2000-11-07 John Crane Inc. Gas lubricated slow speed seal
US6299173B1 (en) 1998-10-16 2001-10-09 John Crane Inc. Mechanical end face seal ring having a compliant seal face
US6494458B2 (en) 2000-12-19 2002-12-17 Karl E. Uth Rotary sealing assembly
CN100427816C (zh) * 2002-09-20 2008-10-22 徐万福 一种由角形微槽族组成的螺旋槽端面机械密封
GB0317055D0 (en) * 2003-07-22 2003-08-27 Cross Mfg Co 1938 Ltd Improvements relating to aspirating face seals and thrust bearings
US6969236B2 (en) * 2003-08-29 2005-11-29 Honeywell International, Inc. Fluid-cooled mechanical face seal rotor
DE202004006134U1 (de) * 2003-12-18 2005-05-04 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Lagerdichtung und Lager
US20070235946A9 (en) * 2004-05-28 2007-10-11 Garrison Glenn M Air riding seal
GB0412612D0 (en) * 2004-06-07 2004-07-07 Aesseal Plc Mechanical seal with floating face
US7445087B2 (en) * 2004-12-17 2008-11-04 Mt Hydraulics, Llc Seal-less head apparatus
US20060207834A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-21 Honeywell International, Inc. Aircraft engine accessory drive air film riding bulkhead seal
US8474826B2 (en) * 2005-04-29 2013-07-02 Eaton Corporation Hydrodynamic magnetic seal
US8162322B2 (en) * 2006-10-25 2012-04-24 Rexnord Industries, Llc Hydrodynamic seal with circumferentially varying lift force
DE102006053165A1 (de) * 2006-11-09 2008-05-15 Carl Freudenberg Kg Gleitringdichtung, Gleitringdichtungsanordnung und deren Verwendung
JP5936079B2 (ja) * 2011-08-05 2016-06-15 イーグル工業株式会社 メカニカルシール
GB201214472D0 (en) * 2012-08-14 2012-09-26 Rolls Royce Plc Intershaft seal
CN103016742B (zh) * 2013-01-04 2015-04-22 四川日机密封件股份有限公司 耐高压机械密封装置
CN103267131B (zh) * 2013-06-02 2016-05-11 西华大学 非接触式机械密封装置
US10337619B2 (en) 2013-08-27 2019-07-02 Eaton Intelligent Power Limited Seal ring composite for improved hydrodynamic seal performance
US9714712B2 (en) 2014-08-15 2017-07-25 Eaton Corporation Hydrodynamic mating ring with integrated groove inlet pressure control
US11125334B2 (en) 2016-12-21 2021-09-21 Eaton Intelligent Power Limited Hydrodynamic sealing component and assembly
CN107218395B (zh) * 2017-07-06 2018-11-13 浙江工业大学 三元扭曲型槽端面机械密封结构
KR102498751B1 (ko) 2018-08-01 2023-02-13 이구루코교 가부시기가이샤 슬라이딩 부품
EP3842673A4 (de) 2018-08-24 2022-05-04 Eagle Industry Co., Ltd. Gleitelement
US10746304B2 (en) * 2018-10-12 2020-08-18 Caterpillar Inc. Face seal assembly for machine system having metallic sealing ring with stiffness relief groove to compensate for out-of-plane sealing face
WO2020110922A1 (ja) 2018-11-30 2020-06-04 イーグル工業株式会社 摺動部品
US11333249B2 (en) * 2018-12-17 2022-05-17 Caterpillar Inc. Plate between ring assemblies of a ring seal system
KR102541901B1 (ko) 2018-12-21 2023-06-13 이구루코교 가부시기가이샤 슬라이딩 부품
KR102610647B1 (ko) 2019-02-04 2023-12-07 이구루코교 가부시기가이샤 슬라이딩 부품
WO2020166590A1 (ja) 2019-02-14 2020-08-20 イーグル工業株式会社 摺動部品
EP3929454B1 (de) 2019-02-21 2024-07-17 Eagle Industry Co., Ltd. Gleitkomponenten
EP3961069A4 (de) 2019-04-24 2022-12-14 Eagle Industry Co., Ltd. Gleitkomponente
US11892081B2 (en) 2019-07-26 2024-02-06 Eagle Industry Co., Ltd. Sliding component
JP6883897B1 (ja) * 2020-10-20 2021-06-09 株式会社西三 すきま型回転メカニカルシール
CN113236782B (zh) * 2021-04-29 2023-11-17 西安航天精密机电研究所 一种耐高压低摩擦的动密封结构
WO2023027002A1 (ja) * 2021-08-25 2023-03-02 イーグル工業株式会社 摺動部品
CN114060524B (zh) * 2021-11-26 2024-05-03 淄博诺方德化工装备科技有限公司 集装型耐强腐蚀双端面机械密封

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB230697A (en) * 1924-07-04 1925-03-19 Osborne Louis De Lissa Improvements in and relating to fluid-tight devices for rotating shafts
GB827015A (en) * 1957-02-04 1960-01-27 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to shaft seals
US3347552A (en) * 1964-06-04 1967-10-17 Westinghouse Electric Corp Controlled leakage face type seals

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013678A1 (de) * 1979-01-15 1980-08-06 Crane Packing Company Wellendichtung mit Spiralnuten und mit automatischer Zurückführung in ihre Normallage
WO1987001170A1 (en) * 1985-08-20 1987-02-26 George Angus & Company Limited Face seals
US4799693A (en) * 1985-08-20 1989-01-24 George Angus & Company Limited Face seals with liquid pulsation pumping feature
EP0297381A1 (de) * 1987-07-03 1989-01-04 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co. Dichtungsanordnung für eine Welle
EP0362642A2 (de) * 1988-10-07 1990-04-11 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co. Dichtung
EP0362642A3 (de) * 1988-10-07 1990-05-09 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co. Dichtung
US5058905A (en) * 1988-10-07 1991-10-22 Josef Nosowicz Seal
DE102009058315A1 (de) * 2009-12-15 2011-06-16 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitringdichtung
WO2011072640A1 (de) * 2009-12-15 2011-06-23 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitringdichtung
US9845887B2 (en) 2009-12-15 2017-12-19 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Slide ring seal
EP2570614A3 (de) * 2011-09-19 2017-09-20 Rolls-Royce plc Luftkissen-Dichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US3499653A (en) 1970-03-10
FR2010211A1 (de) 1970-02-13
JPS4933614B1 (de) 1974-09-07
GB1230529A (de) 1971-05-05

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