DE1111601B - Druckausgleich fuer Gleitringdichtungen an Druckbehaeltern - Google Patents

Description

• Druckausgleich für Gleitringdichtungen an Druckbehältern Die Gleitringdichtungen von Rührwellen in Druckbehältern müssen gleichmäßig und sicher geschmiert werden, um eine ausreichende Betriebszeit des Druckbehälters ohne Stillsetzen sicherzustellen. Hierbei ist es erforderlich, den Öldruck dem Behälterdruck anzugleichen, um ein Hinausdrüoken des Schmiermittels und damit ein Austreten von Dämpfen aus dem Behälter zu vermeiden.
• Bekannt sind Vorrichtungen, die den Druckausgleich zwischen Behälterinhalt und Öl dadurch automatisch erreichen, daß ein kleiner Ölbehälter einerseits mit dem Gasraum des Druckbehälters, andererseits über den Sumpf mit der Rührwellendichtung verbunden ist. Auf dem Ölspiegel lastet also der Behälterdruck, der sich durch die Ölleitung bis zur Stopfbüchse fortpflanzt. Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist aber, daß Gasraum des Behälters und Ö1 nicht getrennt sind, so daß trotz Kühlung des vom Druckbehälter kommenden Verbindungsrohres die Möglichkeit gegeben ist, daß das Öl gasförmige Stoffe aus dem Behälter aufnimmt und dadurch unbrauchbar wird.
• Dieser Nachteil wird nach der vorliegenden Erfindung vermieden.
• Bekannt sind auch Stopfbüchsen für Hochdruck oder Vakuum, deren Sperrdruck aus dem Druck im Autoklav gewonnen wird. Durch eine aus zwei verbundenen Kolben mit unterschiedlichem Durchmesser bestehende Einrichtung wird erreicht, daß der Sperrdruck in der Stopfbüchse immer höher ist als der Druck im Autoklav.
• Die beiden verbundenen Kolben müssen gegen die Zylinderwand abgedichtet werden. Derartige Dichtungen sind aber erfahrungsgemäß niemals ganz dicht.
• Man hat daher zwischen Zylinder und Autoklav ein Filter vorgesehen, welches aber Druckänderungen im Autoklav nur verzögert weitergibt. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung sind die erheblichen zeitlich veränderlichen Reibungswiderstände zwischen Kolbendichtungen und Zylinderwand, die sich auf die Konstanz der Druckübertragung in dem Stopfbuchsraum nur nachteilig auswirken können. Durch die Füllung der Räume über den Kolben mit Gas müssen wegen der Kompression des Gases die Kolben bei Druckschwankungen große Wege zurücklegen, wodurch die Vorrichtung sehr groß konstruiert werden muß. Auch der mögliche Austritt ton Gasen aus der niemals absolut dichten Stopfbüchse kann zu Störungen Anlaß geben.
• Es wurde nun gefunden, daß man die genannten Schwierigkeiten bei ölgeschmierten Gleitringdichtungen an Druckgefäßen mit Rührwellen unter Verwendung des Druckes im Druckgefäß vermeidet und die Berührung von Schmieröl und Behälterinhalt dadurch sicher ausschließt, daß man zum Druckausgleich ein zylindrisches Druckausgleichsgefäß mit einseitig geschlossenem, beweglichem, ölbes tändigem Wellrohr zwischen Druckgefäß und Ölschmierung verwendet, wobei das Wellrohr an der Bodenplatte des Druckausgleichsgefäßes befestigt ist.
• DiesesWellrohr überträgt also durch seineBewegung den Behälterdruck auf die Ölfüllung, trennt aber das über den Gleitringen stehende Öl von dem Behälterinhalt, und zwar blasenfrei und ohne gasgefüllten Hohlraum. Das Wellrohr teilt das zylindrische Gefäß in zwei Teile. Der äußere, in dem sich das Öl befindet, ist mit dem Raum über den Gleitringen verbunden, der innere Raum steht direkt mit dem Gasraum über dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter in Verbindung.
• Ölverluste und durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Volumenänderungen des Öls werden durch kleine Bewegungen des axial beweglichen Wellrohres ausgeglichen. Das Wellrohr ist an der unteren Seite offen und fest mit dem Boden des Ausgleichsgefäßes verbunden. Sein oberes bewegliches Ende ist durch einen Boden verschlossen, in dessen Mitte die Zugstange eines nach unten angehängten Standanzeigegerätes angebracht ist, das den jeweiligen Stand des Wellrohres und damit das Volumen des Öles anzeigt.
• Das Wellrohr läßt sich in bekannter Weise in Querrichtung durch Einlegen von Drahtringen versteifen, ohne daß die Beweglichkeit in Längsrichtung beeinträchtigt wird. Der Öldruck muß im allgemeinen etwas größer sein als der Behälterdruck. Dies erreicht man durch eine in Richtung des Öles auf das Wellrohr ausgeübte Kraft, z. B. durch eine Zugfeder, die sich in dem Öl befindet und nach oben einen Zug ausübt.
• Die Erfindung sei an einem Beispiel -beschrieben.
• In einem Rührdruckkessel 1 befindet sich ein Rührer 2, der über eine Welle 5 von einem Elektromotor 4 angetrieben wird. Der Motorraum ist nach unten gegen die Behälteratmosphäre durch Gleitringe 5 und 6 abgedichtet. Das Innere des aus Stator 7 und Rotor 8 bestehenden Elektromotors ist bis zum oberen Gleitring 5 mit dünnflüssigem Öl 9 gefüllt, -das von außen gekühlt wird. Das Motorgehäuse ist in seiner höchsten Stelle durch ein ansteigendes Rohr 10 mit dem Druckausgleichsgefäß 11 verbunden. Am Boden dieses Druckausgleichsgefäßes ist das eigentliche Druckübertragungsorgan, das Wellrohr 12, aus druckfestem Gummi oder Teflon gasdicht befestigt. Das obere, frei bewegliche Ende des Wellrohres 12 ist durch einen metallischen Boden 13 gasdicht verschlossen. Dieser Boden ist nach unten hin über ein Gestänge 14 mit einem magnetischen Standanzeigegerät 15 verbunden, das die Lage des Wellrohres anzeigt. Die obere Seite des Metallbodens 13 ist'über eine weiche Zugfeder 16 mit dem Deckel des Ausgleichsgefäßes verbunden.
• Durch die Feder wird das Eigengewicht des Balges gerade kompensiert, so daß sich das Wellrohr in Ruhestellung in der oberen Endstellung befindet. Das Druckausgieichsgefäß ist mit Öl 9 gefüllt. Im oberen Abschlußdeckel des Ausgleichsgefäßes befindet sich ein Ventil 17. In der Endstellung des Wellrohres befinden sich im Druckausgleichsgefäß die Anschlagsegmente 18. Die dem Öl abgewandte Seite des Wellrohres ist über einen Kühler 19, in dem hochsteigende Dämpfe verflüssigt werden, mit dem Gasraum des Druckkessels verbunden.
• Soll die Vorrichtung zum Druckausgleich in Betrieb genommen werden, so muß der Rührkessel drucklos sein. Man öffnet das Entlüftungsventil 17 und pumpt mit der Pumpe 20 so lange Öl in das Innere des Motors und des Druckausgleichsgefäßes, bis es aus dem Entlüftungsventil 17 herauskommt. Das Entlüftungsventil wird nun geschlossen und weiter Öl eingepumpt, bis der Faltenbalg 12 aus seiner oberen Endstellung in eine Mittelstellung gewandert ist. Die jeweilige Stellung des Wellrohres wird mit Hilfe des Standanzeigers 15 gemessen.
• Man kann nun das Rührwerk einschalten und den Rührkessel unter Druck betreiben. Jede Druckschwankung im Rührkessel überträgt sich augenblicklich über Kühler 19 und Wellrohr 12 auf die Ölfüllung des Motors, so daß die Gleitringe 5 und 6 immer mit gleicher Kraft gegeneinandergedrückt werden. Durch die kleine zusätzliche Kraft, die die Feder 16 auf das Wellrohr ausübt, erhält das Öl gegenüber dem Kessel einen schwachen Überdruck, so daß niemals Gas aus dem Kessel durch die Gleitringe 5 und 6 in den Motorraum 4 gelangen kann, sondern höchstens bei Beschädigung der Gleitringe Öl in den Kessel.
• Aus Sicherheitsgründen schaltet das Standanzeigegerät 15 bei plötzlichen Ölverlusten kurz vor Erreichen der oberen Endstellung des Wellrohres den Elektromotor ab. Bei Reparaturen und Ölwechsel dienen die Ventile 21 und 22 zum Ablassen des Öles aus Motor und Druckausgleichsgefäß.
• Der beschriebene Druckausgleich gestattet es beispielsweise, Schnellrühraggregate für Druckbehälter zu betreiben, ohne daß dabei das Schmieröl für die Gleitringe mit der Kesselatmosphäre in Berührung kommt.
• Der Vorteil der Anordnung liegt vor allem in der momentanen Übertragung von Druckschwankungen auf das Öl, was auf einfache mechanische Art ohne Zwischenschaltung einer automatischen Regelung erreicht wird. Dadurch werden die Gleitringe sehr geschont. Das Wellrohr verhindert das Eindringen von korrodierenden Gasen und Dämpfen in das Öl und damit auch in die Gleitflächen der Gleitringe und in den als Antrieb dienenden, ölgefüllten Elektromotor.

Claims (5)

1. PATENTANSPRUCHE: 1. Vorrichtung zum Druckausgleich für ölgeschmierte Gleitringdichtungen an Druckgefäßen mit Rührwellen unter Verwendung des Druckes im Druckgefäß, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Druckausgleichsgefäß mit einseitig geschlossenem, beweglichem, ölbeständigem Wellrohr zwischen Druckgefäß und Ölschmierung, wobei das Wellrohr an der Bodenplatte des Druckausgleichsgefäßes befestigt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wellrohr einen in Längsrichtung dehnbaren, einseitig geschlossenen und an diesem Ende frei beweglichen Schlauch verwendet, dessen offene untere Seite auf der Bodenplatte des Ausgleichsgefäßes befestigt ist, wobei sich auf der einen Seite des Schlauches das Öl, auf der anderen der gasförmige Behälterinhalt befindet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr oben durch einen mit ihm beweglichen Boden verschlossen ist, der mit einem Standanzeigegerät verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr durch eingelegte Versteifungen, z. B. Metallringe, senkrecht zur Bewegungsrichtung stabilisiert wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer am oberen beweglichen Boden des Wellrohres angebrachten Feder ein Zug auf das Wellrohr ausgeübt wird, der das Öl auf etwas höheren Druck hält als er in dem Behälter herrscht.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 771 567.