DD228014A1

DD228014A1 - Sperrdruckgestuetzte magnetische dichtung

Info

Publication number: DD228014A1
Application number: DD26784284A
Authority: DD
Inventors: Karlernst Maul
Original assignee: Orsta Hydraulik Veb K
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1985-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine sperrdruckgestuetzte magnetische Dichtung fuer rotierende Antriebswellen zur Abdichtung von chemisch-aggressiven Fluessigkeiten, toxischen Gasen und Daempfen hohen Druckes gegenueber der Atmosphaere. Ziel ist eine Abdichtung mit geringer Reibung, die leckagefrei und ohne Kuehlkreislauf arbeitet, zu schaffen. Die Aufgabe, den Sperrdruck gegenueber dem sich veraendernden Betriebdruck konstant zu halten, wird dadurch geloest, dass zwischen dem Foerderdruckraum und einem Gegendruckraum eine magnetische Dichtung angeordnet ist und der Sperrdruck im Gegendruckraum ueber eine im Foerderdruckraum angeschlossene Steuerleitung und einem Druckdifferenzventil gesteuert wird. Der Einsatz erfolgt in der chemischen, petrolchemischen und pharmazeutischen Industrie. Figur

Description

Sperrdruckgestützte magnetische Dichtung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine sperrdruckgestützte magnetische Dichtung für rotierende Antriebswellen, insbesondere für Kreiselpumpen in Anlagen der chemischen Industrie zur Abdichtung von chemisch-aggressiven Flüssigkeiten, toxischen Gasen und Dämpfen hohen Druckes gegenüber der Atmosphäre.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

JLn Anlagen der chemischen, petrölchemischen und pharmazeutischen Industrie, in denen giftige, leicht entflammbare und verdampfende Flüssigkeiten verarbeitet werden, ist es aus Gründen der Ökonomie und des Umweltschutzes erforderlich, diese Medien gegenüber der Atmosphäre abzudichten. Um diese Dichtwirkung zu erreichen, ist es bekannt, doppeltwirkende Gleitringdichtungen einzusetzen, bei denen im Druckraum ständig ein hydraulischer Druck vorhanden ist, der als Sperrdruck bezeichnet wird und stets um 0,1 ..„ 0,2 MPa größer sein muß als z, B. der technologisch bedingte Förderdruck einer Kreiselpumpe. Der Förderstrom des Sperrdruckes muß dabei noch die Funktion der Kühlung, der Schmierung und der Reinigung des Dichtspaltes von Abriebteilchen übernehmen.

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Nachteilig sind bei diesem Dichtungsprinzip die auftretende Reibungswärme, der Verschleiß der Gleitringe und die über dem Dichtspalt in den Druckraum der Kreiselpumpe durchlekkende Sperrdruckflüssigkeit, die eine ständige Ergänzung der Sperrdruckflüssigkeit im Sperrdruckaggregat erfordert. Hinsichtlich der Verträglichkeit mit dem Fördermedium der Kreiselpumpe wird an die Sperrdruckflüssigkeit die Forderung gestellt, daß sie sich diesem Medium gegenüber neutral verhält und keine chemischen oder physikalischen Reaktionen hervorruft. Bei der großen Palette chemischer Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen kann nicht immer eine Sperrdruckflüssigkeit gefunden werden, die vorstehende Forderung erfüllt. Die Berücksichtigung des jeweiligen Dampfdruckes bei speziellen Fördermedien der Kreiselpumpe in Verbindung mit hohen Temperaturen der Sperrdruckflüssigkeit stellt ein weiteres Kriterium dar, so daß nicht alle Einsatzfälle mit diesem System abgedichtet werden_xkönnen.

Bekannt sind magnetische Dichtungen, DE-OS 33 32 818, bei denen eine in einem Magnetfeld stabilisierte magnetische Flüssigkeit die Dichtwirkung zwischen der umlaufenden Welle und den feststehenden Polschuhscheiben übernimmt. Diese magnetischen Dichtungen, die mit geringen Reibungsverlusten, geringerem Verschleiß, kleinen Leckraten und hoher Lebensdauer arbeiten, sind nur siur Abdichtung geringer Förderdrücke geeignet und deshalb in chemischen Prozessen, z. B. bei Kreiselpumpen mit hohen technologischen Drücken, nicht einsetzbar. Die zulässige Druckdifferenz eines Dichtspaltes liegt bei dieser magnetischen Dichtung bei 0,01 bis 0,02 MPa.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Abdichtung für hohe Förderdrücke, z. B. bis zu 2,5 MPa mit geringer Reibung, geringfügigem Verschleiß und leckagefreier Abdichtung ohne zusätzlichen Kühlkreislauf der Sperrdruckflüssig-

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keit zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung z. B. einer rotierenden Kreiselpumpenwelle gegen die Atmosphäre so zu gestalten, daß bei jedem Förderdruck bis zu 2,5 MPa eine Druckdifferenz von 0,02 bis 0,04 MPa an einem Dichtspalt wirksam wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Antriebswellenlager der Kreiselpumpe zwischen einem Förderdruckraum und einem Gegendruckraum eine magnetische Dichtung angeordnet ist und der Gegendruckraum gegenüber der Atmosphäre mit einer konventionellen Wellendichtung abgedichtet wird und der Gegendruckraum über eine Druckleitung mit einer Druckpumpe und über eine weitere Druckleitung mit einem Druckdifferenzventil verbunden ist, wobei der Sperrdruck im Gegendruckraum über eine im Förderdruckraum angeschlossene Steuerleitung und dem Druckdifferenzventil gesteuert wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt die sperrdruckgestützte magnetische Dichtung im Funktionskreislauf.

Im Kreiselpumpengehäuse 1 ist durch ein Wälzlager 2 eine Antriebswelle 3 gelagert. Eine magnetische Dichtung 4 ist zentral auf der Antriebswelle 3 zwischen einem Förderdruckraum -5 der Kreiselpumpe und einem Gegendruckraum (Sperrdruckraum) 6 angeordnet. Zwischen dem Wälzlager 2 und dem Gegendruckraum 6 ist zentral auf einer Antriebswelle 3 eine konventionelle Wellendichtung 7 eingebaut. Der Gegendruckraum 6 ist mit einem Druckeingang 8 und einem Druckausgang 9 versehen.

Eine Druckpumpe 10 ist über eine Druckleitung 11 am Druckeingang 8 angeschlossen. Ein Druckdifferenzventil 12 ist über eine Druckleitung 13 mit dem Druckausgang 9 verbunden.' Eine Steuerleitung 14 verbindet das Druckdifferenzventil 12 über einen Anschluß 15 mit dem Förderdruckraum 5 der Kreiselpumpe. Um die magnetische Dichtung 4 für große im Förderdruckraum 5 der Kreiselpumpe wirkende Drücke einsetzbar zu machen, wird durch die Druckpumpe 10 ein Sperrdruck erzeugt, der um 0,02 bis 0,04 MPa größer ist als der im Förderdruckraum 5 cle£ Kreiselpumpe anliegende Forder- bzw. Zulaufdruck. ' · -

Zur Aufrechterhaltung dieses funktionsbedingten Gegendruckes dient ein Gegendruckkreislauf mit den Druckleitungen 11; 13 und dem fremdgesteuerten Dr.uckdifferenzventil ,12. Das fremdgesteuerte Druckdifferenzventil 12 wird über die Steuerleitung 14 automatisch auf den jeweils im Gegendruckraum 6 benötigten Druck eingestellt·

Die sperrdruckgestützte magnetische Dichtung weist gegenüber der konventionellen doppeltwirkenden Gleitringdichtung folgende Vorteile auf:

Geringe -Reibung und damit geringer Verschleiß sowie keine Erwärmung im Dichtspalt, womit auch der bei der doppeltwirkenden Gleitringdichtung benötigte Kühlkreislauf entfallen kann. Durch den Wegfall der Reibungswärme an den Dichtstellen ergeben sich günstigere Einsatzverhältnisse in bezug auf den Dampfdruck des Fördermediums der Kreiselpumpe, da jetzt auszuschließen ist, daß dasselbe mit den heißen Gleitringen, der doppeltwirkenden Gleitringdichtung und der heißen Sperrdruckflüssigkeit in Berührung kommt. Das heißt, bei einer sperrdruckgestützten magnetischen Dichtung tritt keine betriebsstörende Erwärmung auf , so daß solche Probleme, wie zu heiße Sperrdruckflüssigkeit, unkontrollierte Druckerhöhung des Fördermediums über den Dichtspalt durch Verdampfen desselben nicht mehr wirksam werden.

Durch den angelegten Sperrdruck im Gegendruckraum 6 vjerden alle Vorzüge der magnetischen Dichtung auch in höheren Druckbereichen wirksam, wodurch z. B. ein Einsatz bei Kreiselpumpen und Bührwerken in der chemischen Industrie betriebssicher erfolgen kann. Weitere Einsatzgebiete sind in der petrolchemischen und pharmazeutischen Industrie gegeben.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Sperrdruckgestützte magnetische Dichtung für rotierende Antriebswellen, insbesondere für Kreiselpumpen in Anlagen der chemischen Industrie zur Abdichtung von chemisch aggressiven Flüssigkeiten, toxischen Gasen und Dämpfen hohen Druckes gegenüber der Atmosphäre, gekennzeichnet dadurch, daß im Antriebswellenlager der Kreiselpumpe zwischen einem Förderdruckraum (5) und einem Gegendruckraum (6) eine magnetische Dichtung (4-) angeordnet ist und der Gegendruckraum (6) gegenüber der Atmosphäre mit einer konventionellen Wellendichtung (7) abgedichtet wird und der Gegendruckraum (6) über eine Druckleitung (11) mit einer Druckpumpe (10) und über eine Druckleitung (13) mit einem Druckdifferenzventil (12) verbunden ist.
2. Sperrdruckgestützte magnetische Dichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Sperrdruck im Gegendruckraum (6) über eine im Förderdruckraum (5) angeschlossene Steuerleitung und dem Druckdifferenzventil (12) gesteuert wird.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnung -