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CH636682A5 - Device for the contactless sealing of the plunger in the cylinder of a high-pressure pump or high-pressure compressor - Google Patents

Device for the contactless sealing of the plunger in the cylinder of a high-pressure pump or high-pressure compressor Download PDF

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Publication number
CH636682A5
CH636682A5 CH450079A CH450079A CH636682A5 CH 636682 A5 CH636682 A5 CH 636682A5 CH 450079 A CH450079 A CH 450079A CH 450079 A CH450079 A CH 450079A CH 636682 A5 CH636682 A5 CH 636682A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
pressure
plunger
ring
sealing element
sealing
Prior art date
Application number
CH450079A
Other languages
German (de)
Inventor
Konrad Scheuber
Original Assignee
Burckhardt Ag Maschf
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 Burckhardt Ag Maschf filed Critical Burckhardt Ag Maschf
Priority to CH450079A priority Critical patent/CH636682A5/en
Priority to DE19792921454 priority patent/DE2921454C2/en
Publication of CH636682A5 publication Critical patent/CH636682A5/en

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    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/04Measures to avoid lubricant contaminating the pumped fluid
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F16J15/48Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Dichten des Plungers im Zylinder einer Hochdruckpumpe oder eines Hochdruckkompressors, wobei in einer Ringkammer des Zylinders ein den Plunger mit Spiel umgebendes ringförmiges Dichtelement angeordnet ist, das sich unter dem Druck des in der Ringkammer befindlichen Mediums elastisch verformt und dabei das Spiel zum Plunger verringert. The invention relates to a device for contactless sealing of the plunger in the cylinder of a high pressure pump or a high pressure compressor, wherein an annular sealing element surrounding the plunger with play is arranged in an annular chamber of the cylinder, which deforms elastically under the pressure of the medium in the annular chamber and thereby the game to the plunger decreased.

Eine solche Vorrichtung ist aus den Fig. 6 bis 8 der CH-PS 458 857 bekannt. Bei dieser Vorrichtung besteht das Dichtelement aus drei aneinanderliegenden Ringen, die gleichen Aussendurchmesser und von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendes Spiel zwischen der Bohrung und dem Plunger aufweisen. Mit diesem abgestuften Spiel soll erreicht werden, dass nach dem elastischen Zusammendrücken der Ringe das Such a device is known from FIGS. 6 to 8 of CH-PS 458 857. In this device, the sealing element consists of three adjoining rings, the same outside diameter and increasing play between the bore and the plunger from the high pressure side to the low pressure side. This graded game is intended to ensure that the elastic compression of the rings

Spiel über die gesamte Länge des Dichtspaltes etwa gleich gross wird. Bei dieser Vorrichtung muss das Einbauspieiso gross bemessen sein, dass unter Berücksichtigung der Grösse der späteren elastischen Deformation keine Berührung der Ringe am Plunger eintritt. Es hat sich aber gezeigt, dass beim Inbetriebsetzen oder Anfahren der Hochdruckpumpe oder des Hochdruckkompressors grosse Leckverluste des Mediums auftreten, weil der anfänglich erzeugte Druck noch zu gering ist, um die Ringe schon soweit zusammenzudrücken, dass das Spiel klein genug wird. Im Anfangsstadium entweicht praktisch die gesamte Fördermenge als Leckverlust durch den grossen Spalt zwischen der Bohrung der Ringe und dem Plunger. Man wählt deshalb das Einbauspiel kleiner und nimmt in Kauf, dass bei Erreichen des Enddruckes die Ringe auf dem Plunger festsitzen. Die Folge ist dann beträchtliche Reibung zwischen dem Plunger und den Ringen sowie entsprechend grosse Abnützung. Game over the entire length of the sealing gap is about the same size. In this device, the built-in pieiso must be large so that, taking into account the size of the subsequent elastic deformation, no contact of the rings on the plunger occurs. However, it has been shown that when the high-pressure pump or the high-pressure compressor is started up or started up, there are large leakages in the medium, because the pressure initially generated is still too low to compress the rings enough to make the clearance small enough. In the initial stage, practically the entire delivery volume escapes as a leak through the large gap between the bore of the rings and the plunger. You therefore choose a smaller installation clearance and accept that the rings are stuck on the plunger when the final pressure is reached. The result is considerable friction between the plunger and the rings and a correspondingly high degree of wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass schon beim Inbetriebsetzen der Hochdruckpumpe oder des Hochdruckkompressors eine gute Dichtwirkung auftritt. The invention has for its object to improve the seal of the type mentioned in such a way that a good sealing effect already occurs when the high pressure pump or the high pressure compressor is started up.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das ringförmige Dichtelement aus mehreren, mit ihren Stirnflächen dichtend aneinanderliegenden Ringen mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Aussendurchmesser oder aus einer Büchse mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Aussendurchmesser besteht und dass in der Ringkammer am hochdruckseitigen Ende ein den Plunger umgebender, mit seiner niederdruckseitigen Stirnfläche an der hochdruckseitigen Stirnfläche des Dichtelementes anliegender Vorsatzring angeordnet ist, dessen Aussendurchmesser grösser ist als der des Dichtelementes an seinem verjüngten Ende und dessen Spiel zwischen seiner Bohrung und dem Plunger kleiner ist als das Einbauspiel zwischen der Bohrung des Dichtelementes und dem Plunger. Durch das Anordnen des Vorsatzringes , dessen Einbauspiel zweckmässig minimal gewählt wird, wird schon beim ersten Druckhub des Plungers eine Dichtwirkung durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erzeugt, so dass trotz des im Vergleich zum Spiel des Vorsatzringes grösseren Einbauspiels des Dichtelementes praktisch kein Medium entweichen kann. Im weiteren Ablauf des Inbetriebsetzens baut sich dann rasch in der Ringkammer der Druck auf, der zunächst das verjüngte Ende der Büchse bzw. den Ring mit dem kleinsten Aussendurchmesser elastisch verformt, so dass dieser verjüngte Bereich der Büchse bzw. weitere Ringe des Dichtelementes elastisch verformt, so dass auch diese Bereiche des Dichtelementes sich an der Dichtwirkung beteiligen. Auf diese Weise Wirdes also mit der erfindungsgemässen Vorrichtung möglich, den Dichtvorgang von Anfang an und kontinuierlich einzuleiten. Dabei kann das Einbauspiel des Dichtelementes allein unter Berücksichtigung der im Betrieb auftretenden elastischen Deformation bemessen werden. This object is achieved according to the invention in that the ring-shaped sealing element consists of a plurality of rings sealingly abutting one another with their end faces with an outside diameter increasing from the high-pressure side to the low-pressure side or of a sleeve with an increasing outside diameter from the high-pressure side to the low-pressure side, and in that in the annular chamber at the end on the high-pressure side the plunger surrounding, with its low-pressure end face lying on the high-pressure end face of the sealing element, the outer ring is arranged, the outer diameter of which is larger than that of the sealing element at its tapered end and the play between its bore and the plunger is smaller than the installation clearance between the bore of the sealing element and the plunger. By arranging the attachment ring, the installation clearance of which is expediently chosen to be minimal, a sealing effect is generated by the device according to the invention already on the first pressure stroke of the plunger, so that despite the larger installation clearance of the sealing element compared to the clearance of the attachment ring, practically no medium can escape. In the further course of commissioning, the pressure then quickly builds up in the annular chamber, which initially elastically deforms the tapered end of the sleeve or the ring with the smallest outside diameter, so that this tapered region of the sleeve or further rings of the sealing element elastically deforms, so that these areas of the sealing element also participate in the sealing effect. In this way it is thus possible with the device according to the invention to initiate the sealing process from the beginning and continuously. The installation clearance of the sealing element can be dimensioned taking into account the elastic deformation occurring during operation.

In gleicher Weise wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst, bei der in einer Ringkammer des Plungers ein ringförmiges Dichtelement angeordnet ist, das gegenüber der umgebenden Zylinderwand Spiel hat und das sich unter dem Druck des in der Ringkammer befindlichen komprimierten Gases elastisch verformt und dabei das Spiel zur Zylinderwand verringert und dadurch gekennzeichnet ist, dass das ringförmige Dichtelement aus mehreren, mit ihren Stirnflächen dichtend aneinanderliegenden Ringen mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Innendurchmesser oder aus einer Büchse mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Innendurchmesser besteht und dass in der Ringkammer am hochdruckseitigen Ende ein mit der Zylinderwand zusammenwirkender, mit seiner niederdruckseitigen Stirnfläche an der hochdruckseitigen Stirnfläche des Dichtelementes anliegender Vorsatzring angeordnet ist, dessen Innendurchmesser grösser ist als der des Dichtelementes an seinem In the same way, the object underlying the invention is achieved with a device in which an annular sealing element is arranged in an annular chamber of the plunger, which has play with respect to the surrounding cylinder wall and which deforms elastically under the pressure of the compressed gas in the annular chamber and the play to the cylinder wall is reduced and is characterized in that the annular sealing element consists of a plurality of rings sealingly adjoining one another with their end faces with an increasing inside diameter from the high pressure side to the low pressure side or from a sleeve with an increasing inside diameter from the high pressure side to the low pressure side, and in that Annular chamber is arranged at the high-pressure end, a cooperating with the cylinder wall, with its low-pressure side end face against the high-pressure end face of the sealing element, the inner diameter of which is greater than that of the density lementes on his

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

verjüngten Ende und dessen Spiel zwischen seiner äusseren Umfangsfläche und der Zylinderwand kleiner ist als das Einbauspiel zwischen der äusseren Umfangsfläche des Dichtelementes und der Zylinderwand. tapered end and its play between its outer peripheral surface and the cylinder wall is smaller than the installation clearance between the outer peripheral surface of the sealing element and the cylinder wall.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch vereinfacht: Some embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the drawing. Each shows schematically simplified:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen Hochdruckkompressor mit Dichtvorrichtung gemäss der Erfindung im Anfahrzustand; 1 shows an axial section through a high-pressure compressor with a sealing device according to the invention in the start-up state;

Fig. 2 einen Teil der selben Dichtvorrichtung in einem Betriebszustand, in dem der Eindruck erreicht ist; 2 shows a part of the same sealing device in an operating state in which the impression is achieved;

Fig. 3 einen Teil einer abgewandelten Dichtvorrichtung und Fig. 3 shows a part of a modified sealing device and

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch einen Teil eines Hochdruckkompressors mit im Plunger angeordneter Dichtvorrichtung gemäss der Erfindung. Fig. 4 is an axial section through part of a high pressure compressor with a sealing device arranged in the plunger according to the invention.

Gemäss Fig. 1 ist der auf- und abbewegliche Plunger eines Hochdruckkompressors mit 1 und der umgebende Zylinder mit 2 bezeichnet. Der Hochdruckkompressor dient beispielsweise zum Verdichten von Äthylengas, wobei Enddrücke von 2000 bis 3000 bar erreicht werden. Am oberen Ende des Zylinders 2 befindet sich der Kompressionsraum 3, in dem während der Aufwärtsbewegung des Plungers 1 die Verdichtung des über einen Kanal 4 zugeführten Gases stattfindet. Das komprimierte Gas entweicht über einen Kanal 4'. Im Zylinder 2 ist eine Ringkammer 5 vorgesehen, in der ein den Plunger 1 umgebendes, elastisch verformbares Dichtelement 6 in Form einer sich zur Hochdruckseite des Kompressors hin verjüngenden Büchse angeordnet ist. Die Dichtbüchse 6 ruht mit ihrer in Fig. 1 unteren glatten Stirnfläche dichtend an der niederdruckseitigen Begrenzungsfläche 7 der Ringkammer 5. Am hochdruckseitigen, verjüngten Ende der Dichtbüchse 6 ist ein Vorsatzring 8 in der Ringkammer 5 angeordnet, der mit seiner in Fig. 1 unteren glatten Stirnfläche 9 an der hochdruckseitigen, glatten Stirnfläche der Dichtbüchse 6 dichtend anliegt. Zwischen der in Fig. 1 oberen, hochdruckseitigen Stirnfläche 10 des Vorsatzringes 8 und der oberen Begrenzungsfläche der Ringkammer 5 ist ein Spalt freigelassen, so dass der Gasdruck im Kompressionsraum 3 sich auch stets in der Ringkammer 5 einstellen kann. 1, the up and down movable plunger of a high pressure compressor is denoted by 1 and the surrounding cylinder by 2. The high-pressure compressor is used, for example, to compress ethylene gas, with final pressures of 2000 to 3000 bar being achieved. At the upper end of the cylinder 2 is the compression space 3, in which the compression of the gas supplied via a channel 4 takes place during the upward movement of the plunger 1. The compressed gas escapes via a channel 4 '. In the cylinder 2, an annular chamber 5 is provided, in which an elastically deformable sealing element 6, which surrounds the plunger 1, is arranged in the form of a sleeve tapering towards the high-pressure side of the compressor. The sealing sleeve 6 rests with its lower smooth end face in FIG. 1 sealingly on the low-pressure side boundary surface 7 of the annular chamber 5. At the high-pressure side, tapered end of the sealing sleeve 6, an attachment ring 8 is arranged in the annular chamber 5, which is smooth with its lower one in FIG. 1 End face 9 bears sealingly on the high-pressure side, smooth end face of the sealing bush 6. A gap is left between the upper, high-pressure side end face 10 of the facing ring 8 in FIG. 1 and the upper boundary surface of the annular chamber 5, so that the gas pressure in the compression space 3 can always be set in the annular chamber 5.

Das radiale Einbauspiel h6 der Dichtbüchse 6 ist so bemessen, dass unter der Wirkung des Betriebsdruckes von beispielsweise 500 bis 2000 bar, unter dem sich die Dichtbüchse 6 in Richtung zum Plunger 1 elastisch verformt, die Dichtbüchse sehr kleines Spiel aufweist, so dass sie den Plunger 1 fast tuschiert, ohne zu klemmen. In Fig. 1, die die Dichtvorrichtung in der Startphase zeigt, ist der Druck pi noch sehr klein und dementsprechend das Spiel h6 noch gleich dem Einbauspiel. Das radiale Einbauspiel h8 des Vorsatzringes 8 ist dagegen sehr klein bemessen, so dass schon bei dem kleineren Druck pi ein Druckabfall an dem Vorsatzring 8 auftritt. The radial installation clearance h6 of the sealing sleeve 6 is dimensioned such that, under the effect of the operating pressure of, for example, 500 to 2000 bar, under which the sealing sleeve 6 elastically deforms in the direction of the plunger 1, the sealing sleeve has very little play, so that it has the plunger 1 almost inked without pinching. In Fig. 1, which shows the sealing device in the starting phase, the pressure pi is still very small and accordingly the game h6 is still the same as the installation game. The radial installation clearance h8 of the attachment ring 8, on the other hand, is very small, so that even at the smaller pressure pi, a pressure drop occurs on the attachment ring 8.

Dank dem Vorsatzring 8 mit dem sehr geringen Einbauspiel, das also wesentlich kleiner ist als das Einbauspiel h6 der Dichtbüchse 6, baut sich rasch ein zunehmender Druck in der Ringkammer 5 auf. Wenn dieser Druck z. B. 500 bar erreicht, verformt sich zunächst der verjüngte Abschnitt der Dichtbüchse 6 unter Verkleinerung des Spiels in diesem Bereich, so dass dieser Bereich wegen des geringeren Dichtspaltes beginnt, die Dichtwirkung zu übernehmen. Mit weiter zunehmendem Druck im Kompressionsraum 3 und damit auch in der Ringkammer 5 werden weitere Bereiche der Dichtbüchse 6 elastisch verformt, so dass - über die Spaltlänge der Dichtbüchse gesehen - im dickeren Bereich der Dichtbüchse sich das Spiel verringert und damit die Dichtwirkung kontinuierlich zunimmt. Bei Erreichen des Enddruckes p2 des Kompressors wird auch der verdickte Teil der Dichtbüchse 6 elastisch verformt, so dass auch in diesem Bereich das Spiel kleiner wird und dieser Bereich Dichtfunktion übernimmt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Der Vorsatzring 8 hat dabei keine Dichtfunktion mehr, sondern er läuft leer und erfährt somit Thanks to the attachment ring 8 with the very small installation clearance, which is therefore considerably smaller than the installation clearance h6 of the sealing bush 6, an increasing pressure in the annular chamber 5 builds up rapidly. If this pressure z. B. 500 bar, the tapered section of the sealing sleeve 6 deforms while reducing the play in this area, so that this area begins to take over the sealing effect due to the smaller sealing gap. As the pressure in the compression chamber 3 and thus also in the annular chamber 5 increases further, further areas of the sealing sleeve 6 are elastically deformed, so that - seen over the gap length of the sealing sleeve - the clearance in the thicker area of the sealing sleeve is reduced and the sealing effect thus increases continuously. When the final pressure p2 of the compressor is reached, the thickened part of the sealing sleeve 6 is also elastically deformed, so that the play in this area also becomes smaller and this area takes on a sealing function. This state is shown in Fig. 2. The attachment ring 8 no longer has a sealing function, but runs empty and thus experiences

636 682 636 682

keine Abnützung. Wie Fig. 2 weiter zeigt, ergibt sich bei entsprechend gewählter Aussenform der Dichtbüchse ein etwa linearer Druckabfall über der Dichtbüchse 6. no wear. As FIG. 2 further shows, with an appropriately selected outer shape of the sealing sleeve, there is an approximately linear pressure drop across the sealing sleeve 6.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 sind in der Ringkammer 5 anstelle der konischen Dichtbüchse fünf Dichtringe 11 bis 15 vorgesehen, die in ihrem Aussendurchmesser von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite hin stufenförmig zunehmen. Die Dichtringe 11 bis 15 haben glatte Stirnflächen und liegen dichtend aneinander. Der grösste Dichtring 15 ruht mit seiner niederdruckseitigen Stirnfläche dichtend auf der ihr benachbarten Begrenzungsfläche 7 der Ringkammer 5. Ausserdem ist wiederum der Vorsatzring 8 vorhanden, der mit seiner in Fig. 3 unteren glatten Stirnfläche 9 an der hochdruckseitigen Stirnfläche des Dichtringes 11 dichtend anliegt. Das Einbauspiel der Ringe 11 bis 15 ist wiederum entsprechend der elastischen Verformung dimensioniert und für alle fünf Ringe gleich gross gewählt, wogegen das Einbauspiel des Vorsatzringes 8 sehr klein ist. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, five sealing rings 11 to 15 are provided in the annular chamber 5 instead of the conical sealing sleeve, the outer diameter of which increases step-wise from the high-pressure side to the low-pressure side. The sealing rings 11 to 15 have smooth end faces and are sealingly against one another. The largest sealing ring 15 rests with its low-pressure end face sealingly on the adjacent boundary surface 7 of the ring chamber 5. In addition, there is again the attachment ring 8, which with its lower smooth end face 9 in FIG. 3 lies sealingly against the high-pressure end face of the sealing ring 11. The installation clearance of the rings 11 to 15 is in turn dimensioned according to the elastic deformation and selected to be the same size for all five rings, whereas the installation clearance of the attachment ring 8 is very small.

Beim Inbetriebnehmen des Hochdruckkompressors beginnt die Dichtwirkung wiederum sofort wegen des Vorsatzringes 8 mit seinem geringen Spiel h8. Mit zunehmendem Druck verkleinert sich zuerst der Ring 11, der bei Erreichen des engen Dichtspaltes zwischen ihm und dem Plunger 1 die Dichtwirkung übernimmt und den Vorsatzring 8 entlastet. Mit weiter zunehmendem Druck in der Ringkammer 5 verformt sich dann der Ring 12 unter Verengung des Dichtspaltes, so dass auch dieser Ring sich an der Dichtwirkung beteiligt, wobei der Ring 11 teilweise entlastet wird. Mit noch mehr steigendem Druck wird auch der Ring 13 gegen den Plunger 1 elastisch verformt und beteiligt sich mit seinem Dichtspalt an der Dichtwirkung, wobei eine teilweise Entlastung des Dichtringes 12 auftritt. In gleicher Weise kommt bei noch höherem Druck in der Ringkammer 5 der Ring 14 zur Dichtwirkung unter teilweiser Entlastung des Ringes 13. Bei Erreichen des Enddruckes p2 dichtet schliesslich auch der Dichtring 15 berührungslos mit seinem dann verengten Dichtspalt zwischen seiner Bohrung und dem Plunger 1. When the high-pressure compressor is started up, the sealing action begins again immediately because of the attachment ring 8 with its slight play h8. With increasing pressure, the ring 11 first shrinks, which takes over the sealing action when the tight sealing gap between it and the plunger 1 is reached and relieves the attachment ring 8. With further increasing pressure in the ring chamber 5, the ring 12 then deforms, narrowing the sealing gap, so that this ring also participates in the sealing action, the ring 11 being partially relieved. With even more increasing pressure, the ring 13 is also elastically deformed against the plunger 1 and, with its sealing gap, participates in the sealing action, with a partial relief of the sealing ring 12 occurring. In the same way, at an even higher pressure in the annular chamber 5, the ring 14 has a sealing effect, with partial relief of the ring 13. When the final pressure p2 is reached, the sealing ring 15 finally seals without contact with its then narrowed sealing gap between its bore and the plunger 1.

Anstelle des einteiligen, massiven Vorsatzringes 8 ist es auch möglich, eine Ringkombination, bestehend aus einem radial geteilten Ring, einem tangential geteilten Ring und einem diese beiden Ringe stützenden Massivring, zu verwenden. Wesentlich bei der Verwendung einer solchen Ringkombination ist, dass sie minimales, gleichbleibendes Spiel relativ zum Plunger hat, das im Stande ist, mit dem Inbetriebnehmen des Hochdruckkompressors sofort die Dichtwirkung einzuleiten, bevor das Dichtelement in Form einer konischen Büchse oder mehrerer, im Aussendurchmesser abgestufter Ringe die Dichtfunktion übernehmen kann. Instead of the one-piece, solid attachment ring 8, it is also possible to use a ring combination consisting of a radially divided ring, a tangentially divided ring and a solid ring supporting these two rings. It is essential when using such a ring combination that it has minimal, constant play relative to the plunger, which is able to initiate the sealing action immediately when the high-pressure compressor is started up, before the sealing element in the form of a conical sleeve or several rings graduated in outer diameter can perform the sealing function.

Es ist auch möglich, für den Vorsatzring 8 einen an sich bekannten Drosselring vorzusehen, der üblicherweise auf einer Stirnfläche mit radialen, über den Ringumfang verteilten Nuten versehen ist, die dem Durchtritt des Gases dienen. Diese Stirnfläche müsste zur Hochdruckseite des Kompressors hin liegen, während die andere, glatte Stirnfläche des Drosselringes an der Stirnfläche des verjüngten Endes des Dichtelementes anliegt. Auch hier ist das Spiel zwischen der Bohrung des Drosselringes und dem Plunger sehr klein und ändert sich während des Betriebes des Hochdruckkompressors praktisch nicht. It is also possible to provide a throttle ring known per se, which is usually provided on one end face with radial grooves distributed over the circumference of the ring, which serve for the passage of the gas. This end face should face the high-pressure side of the compressor, while the other, smooth end face of the throttle ring rests against the end face of the tapered end of the sealing element. Here, too, the play between the bore of the throttle ring and the plunger is very small and practically does not change during operation of the high-pressure compressor.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Ringkammer 5' statt im Zylinder 2 im Plunger 1 vorgesehen. Dementsprechend ist die Dichtbüchse 6' auf ihrer Innenseite mit dem von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmender Wanddicke versehen, während ihre Aussenseite gleichen Durchmesser aufweist. Die zylindrische Aussenfläche der Dichtbüchse 6' bildet also zusammen mit der umgebenden Zylinderwand den Dichtspalt, der sich unter dem Einfluss des steigenden Druckes des in der Ringkammer 5 ' befindlichen Mediums verringert. Die elastische Verformung der Dichtbüchse 6' besteht hier also in einem Aufweiten der Büchse. Am hochdruckseitigen, verjüngten Ende 4, the annular chamber 5 'is provided in the plunger 1 instead of in the cylinder 2. Accordingly, the sealing sleeve 6 'is provided on its inside with the increasing wall thickness from the high pressure side to the low pressure side, while its outside has the same diameter. The cylindrical outer surface of the sealing bush 6 'thus forms, together with the surrounding cylinder wall, the sealing gap, which decreases under the influence of the increasing pressure of the medium in the annular chamber 5'. The elastic deformation of the sealing sleeve 6 'here consists in an expansion of the sleeve. At the high pressure side, tapered end

3 3rd

5 5

0 0

5 5

.0 .0

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

636 682 4 636 682 4

der Dichtbüchse 6' ist der Vorsatzring 8 angeordnet, dessen Spiel Die beschriebenen Dichtvorrichtungen sind nicht nur für zur Zylinderwand wesentlich geringer ist als das Einbauspiel der Hochdruckkompressoren, in denen Gase verdichtet werden, Büchse. Die Funktion dieser Dichtvorrichtung ist gleich derjeni- sondern auch für Hochdruckpumpen geeignet, in denen Flüssiggen, wie sie zu Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist. keiten gefördert werden. the sealing sleeve 6 ', the attachment ring 8 is arranged, the clearance of the sealing devices described is not only much less than the clearance for the high-pressure compressors in which gases are compressed, not only for the cylinder wall. The function of this sealing device is the same but also suitable for high-pressure pumps in which liquid genes, as has been described for FIGS. 1 and 2. be promoted.

M M

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (3)

636 682 PATENTANSPRÜCHE636 682 PATENT CLAIMS 1. Vorrichtung zum berührungslosen Dichten des Plungers im Zylinder einer Hochdruckpumpe oder eines Hochdruckkompressors, wobei in einer Ringkammer des Zylinders ein den Plunger mit Spiel umgebendes ringförmiges Dichtelement angeordnet ist, das sich unter dem Druck des in der Ringkammer befindlichen komprimierten Gases elastisch verformt und dabei das Spiel zum Plunger verringert, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtelement (6) aus mehreren, mit ihren Stirnflächen dichtend aneinanderliegenden Ringen mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Aussendurch-messer oder aus einer Büchse mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Aussendurchmesser besteht und dass in der Ringkammer (5) am hochdruckseitigen Ende ein den Plunger (1) umgebender, mit seiner niederdruckseitigen Stirnfläche (9) an der hochdruckseitigen Stirnfläche des Dichtelementes (6) anliegender Vorsatzring (8) angeordnet ist, dessen Aussendurchmesser grösser ist als der des Dichtelementes (6) an seinem verjüngten Ende und dessen Spiel zwischen seiner Bohrung und dem Plunger (1) kleiner ist als das Einbauspiel zwischen der Bohrung des Dichtelementes (6) und dem Plunger (1). 1.Device for contactless sealing of the plunger in the cylinder of a high-pressure pump or a high-pressure compressor, an annular sealing element surrounding the plunger with play being arranged in an annular chamber of the cylinder, which deforms elastically under the pressure of the compressed gas located in the annular chamber, and thereby Reduced play to the plunger, characterized in that the ring-shaped sealing element (6) consists of a plurality of rings sealingly abutting one another with their end faces with an outside diameter increasing from the high-pressure side to the low-pressure side, or of a sleeve with an increasing outside diameter from the high-pressure side to the low-pressure side, and that in the ring chamber (5) is arranged at the high-pressure end of the plunger (1), with its low-pressure end face (9) on the high-pressure end face of the sealing element (6), the outer ring (8) is arranged, the outside diameter of which is larger than that of the seal element (6) at its tapered end and its play between its bore and the plunger (1) is smaller than the installation clearance between the bore of the sealing element (6) and the plunger (1). 2. Vorrichtung zum berührungslosen Dichten des Plungers im Zylinder einer Hochdruckpumpe oder eines Hochdruckkompressors, wobei in einer Ringkammer des Plungers ein ringförmiges Dichtelement angeordnet ist, das gegenüber der umgebenden Zylinderwand Spiel hat und das sich unter dem Druck des in der Ringkammer befindlichen komprimierten Gases elastisch verformt und dabei das Spiel zur Zylinderwand verringert, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtelement (6') aus mehreren, mit ihren Stirnflächen dichtend aneinanderliegenden Ringen mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Innendurchmesser oder aus einer Büchse mit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zunehmendem Innendurchmesser besteht und dass in der Ringkammer (5') am hochdruckseitigen Ende ein mit der Zylinderwand (2) zusammenwirkender, mit seiner niederdruckseitigen Stirnfläche an der hochdruckseitigen Stirnfläche des Dichtelementes (6') anliegender Vorsatzring (8) angeordnet ist, dessen Innendurchmesser grösser ist als der des Dichtelementes (6') an seinem verjüngten Ende und dessen Spiel zwischen seiner äusseren Umfangsfläche und der Zylinderwand (2) kleiner ist als das Einbauspiel zwischen der äusseren Umfangsfläche des Dichtelementes (6') und der Zylinderwand (2). 2. Device for contactless sealing of the plunger in the cylinder of a high-pressure pump or a high-pressure compressor, an annular sealing element being arranged in an annular chamber of the plunger, which has play with respect to the surrounding cylinder wall and which deforms elastically under the pressure of the compressed gas located in the annular chamber and thereby reducing the play to the cylinder wall, characterized in that the ring-shaped sealing element (6 ') consists of a plurality of rings sealingly adjoining one another with their end faces with an inside diameter increasing from the high pressure side to the low pressure side or from a sleeve with an increasing inside diameter from the high pressure side to the low pressure side and that in the annular chamber (5 ') at the high-pressure end there is an attachment ring (8), which cooperates with the cylinder wall (2) and has its low-pressure end face on the high-pressure end face of the sealing element (6'), the inside of which chameter is greater than that of the sealing element (6 ') at its tapered end and its play between its outer peripheral surface and the cylinder wall (2) is smaller than the installation clearance between the outer peripheral surface of the sealing element (6') and the cylinder wall (2). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzring (8) aus mindestens einem geteilten Ring und einem diesen stützenden Ring gebildet ist, wobei der stützende Ring an der Stirnfläche des verjüngten Endes des Dichtelementes (6) dichtend anliegt und wie der geteilte Ring kleineres Spiel zum Plunger (1) aufweist als das Einbauspiel des Dichtelementes (6). 3. Device according to claim 1, characterized in that the attachment ring (8) is formed from at least one divided ring and a ring supporting this, the supporting ring sealingly abutting the end face of the tapered end of the sealing element (6) and like the divided one Ring has smaller play to the plunger (1) than the installation play of the sealing element (6).
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