DE1227295B

DE1227295B - Shaft seal

Info

Publication number: DE1227295B
Application number: DES75569A
Authority: DE
Inventors: Emile Plumat
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1960-09-06
Filing date: 1961-09-02
Publication date: 1966-10-20

Description

Wellendichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung für einen geschmolzenes Material, z. B. Glas oder Metall, enthaltenden Behälter, bei dem die Welle die Behälterwand waagerecht oder längs einer geneigten Achse in einer Höhe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter durchsetzt und derart gelagert ist, daß im Bereich der Wellendurchführung ein ein Sperrmedium enthaltender Hohlraum vorgesehen ist.Shaft seal The invention relates to a shaft seal for a molten material, e.g. B. glass or metal, containing container, in which the shaft in the container wall horizontally or along an inclined axis penetrated a height below the liquid level in the container and such is stored that in the area of the shaft leadthrough a containing a barrier medium Cavity is provided.

Es ist bereits bekannt, im Lager einer drehbaren Welle oder auf der Außenseite eines in einer Führung beweglichen Kolbens oder in einer in einem Lager gelagerten drehbaren Welle selbst ein- oder mehrere Hohlräume vorzusehen, die durch verengte Leitungen mit einer n* Quecksilber gefüllten,Kammer in Verbindung stehen, welche durch einen federbelasteten Kolben unter Druck gesetzt wiM.It is already known in the bearing of a rotatable shaft or on the Outside of a piston movable in a guide or in a bearing mounted rotatable shaft itself to provide one or more cavities through constricted lines are connected to a chamber filled with n * mercury, which is pressurized by a spring-loaded piston.

Ferner ist eine im Gehäuse einer Qasturbine angeordnete Lagerdichtung bekannt, welche den Austritt gasförmigen Mediums längs der Welle verhindern soll. Die Lagerdichtung ist zweiteilig ausgebildet, wobei -der äußere Dichtungsteil durch eine Schwalbenschwanzverbindung mit dem Gehäuse verbunden ist und durch Federn gegen den auf der Welle befestigten inneren Dichtungsteil angedrückt wird.Furthermore, there is a bearing seal arranged in the housing of a quad turbine known, which is to prevent the escape of gaseous medium along the shaft. The bearing seal is designed in two parts, the outer sealing part through a dovetail joint is connected to the housing and springs against it the inner sealing part attached to the shaft is pressed on.

Als Sperrmedium für Wellendichtungensind auch bereits bei höheren Temperaturen schmelzende Metalle bekannt.As a barrier medium for shaft seals are also already at higher Temperatures of melting metals known.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Wellendichtung so auszubilden, daß einerseits ein Eindringen des im Behälter enthaltenen geschmolzenen Materials in die Wellendichtung verhindert wird, und daß andererseits durch ein in einem Hohlraum der Wellendichtung enthaltenes Sperrnie dium eine dauernde und konstante Abdichtung bzw.,eine Schmierung der Welle erzielt wird.The object on which the invention is based consists in the shaft seal to be designed in such a way that, on the one hand, penetration of the molten material contained in the container Material in the shaft seal is prevented, and that on the other hand by a Barrage contained in a cavity of the shaft seal is a permanent and constant sealing or lubrication of the shaft is achieved.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hohlraum in an sich bekannter Weise von einer die Welle umgebenden Lagerbuchse gebildet wird, die aus einem zylindrischen Teil und einer grundplatte einstückig aus einem feuerfesten metallischen Werkstoff gebildet und auf der Behälteraußenseite durch eine Kopfplatte verschlossen ist, und daß als Sperrmedium an sich bekannte, bei relativ zur Temperatur im Behälter niedrigeren Temperaturen schmelzende Stoffe, wie z. B. Glas oder Metall, dienen.This object is achieved according to the invention in that the cavity is formed in a manner known per se from a bearing bush surrounding the shaft, which consists of a cylindrical part and a base plate made in one piece from a refractory metallic material and formed on the outside of the container by a head plate is closed, and that known per se as a barrier medium at relative to the temperature Substances that melt in the container at lower temperatures, such as B. glass or metal, to serve.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die, Lagerbuchse in die Behälterwand einzeinentiert. . Die die Lagerbuchse bildenden Teile, nämlich der zylindrische Teil und die Grundplatte, bestehen beispielsweise aus einem Sintermetall und sind gegebenejifalls außerdem mit einer Schutzschicht überzogen, wie z. B. einer Edehnetallschicht oder einer Schicht von Verbindungen, wie beispielsweise Oxyden, Nitriden, Boriden oder von Mischungen dieser Verbindungen.According to a further feature of the invention, the bearing bush is embedded in the container wall. . The parts forming the bearing bushing, namely the cylindrical part and the base plate, consist, for example, of a sintered metal and are, given the case, also coated with a protective layer, such as, for. B. a noble metal layer or a layer of compounds such as oxides, nitrides, borides or mixtures of these compounds.

Das in an sich bekannterWeise durch eineBohrung in den Hohlraum einzuführende Material ist vorzugsweise ein leicht schmelzbares Glas, das durch bekannt.e Mittel unter einem überdruck gehalten werden kann, der ausreicht, um die -der Reibung unterworfene Bohrung der Lagerbuchse zu schmieren.That which is to be introduced into the cavity through a bore in a manner known per se The material is preferably an easily fusible glass, which is produced by known means can be kept under an overpressure sufficient to keep the friction subject Lubricate the bore of the bearing bush.

# Auf der Außenseite des Behälters ist ein Wärmeschutz vorgesehen, der aus einer Platte aus feuerfestem Material besteht, die auf die Behälterwand aufgebracht und mit einer Bohrung versehen ist, durch welche die drehbare Welle hindurchgeht.# Thermal protection is provided on the outside of the container, which consists of a plate of refractory material that is placed on the container wall is applied and provided with a bore through which the rotatable shaft passes through.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform enthält der Hohlraum eine zur inneren Abdichtung dienende Einrichtung, welche aus mehreren Scheiben besteht, die durch Fasem aus schwer schmelzbarem Glas gebildet sind und die unter Zwischenlage einer Ab- standshülse durch Aufschrauben der Kopfplatte gegen die Grundplatte des zylindrischen Teils oder gegen die Kopfplatte oder gleichzeitig gegen beide Platten gedrückt werden.In an alternative embodiment, the cavity includes a serving for the inner sealing means, which consists of several discs which are formed by fibers made of hard glass and the interposition of a distance-sleeve by screwing the top plate against the base plate of the cylindrical part, or against the Head plate or be pressed against both plates at the same time.

Da das im Hohlraum der Lagerbuchse befindliche .Sperrinedium unter einem überdruck gehalten werden kann, wird ein Eindringen des im Behälter enthaltenen geschmolzenen Materials in die Wellendichtung wirksam verhindert. Das als Sperrmedium vorzugsweise verwendete leicht -schmelzbare Glas wird durch die im Behälter herrschende Temperatur ständig in geschmolzenem Zustand gehalten, so daß dasselbe gleichzeitig zur Abdichtung und Schmierung der Welle dient.Since the .Sperrinedium located in the cavity of the bearing bush under an overpressure can be maintained, a penetration of the contained in the container effectively prevents molten material from entering the shaft seal. That as a barrier medium Easily fusible glass preferably used is replaced by the one prevailing in the container temperature constantly kept in a molten state, so the same thing at the same time serves to seal and lubricate the shaft.

In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der Wellendichtung gemäß . der Erfindung dargestellt.In the drawing, two exemplary embodiments of the shaft seal are shown in FIG . of the invention shown.

F i g. 1 zeigt im Axialschultt eine Lagerbuchse,- die in die Wand eines Behälters. einzementiert ist, der geschmolzenes Material enthält; F ig. 2 zeigt ebenfalls iin Axialschnitt eine ähnliche Lagerbuchse, die mit einer zur inneren Abdichtung -dienenden Einrichtung versehen ist.F i g. 1 shows a bearing bush in the axial shoulder - which is in the wall of a container. cemented containing molten material; Fig. FIG. 2 also shows in axial section a similar bearing bush which is provided with a device serving for internal sealing.

Die Lagerbuchse 1 dient zur Lagerung ein-er drehbaren Welle 2 in der Wand 4 eines Behälters, der geschmolzenes Material 3 enthält. Das geschmolzene Material ist beispielsweise Glas, das sich in einem Wannenofen befindet, oder das von einem solchen Ofen herkommt und zur Entnahmestelle geleitet wird, oderein geschmolzenes Metall. Die Welle 2 trägt ein Werkzeug, wie z. B. einen Rührstab, der die verschiedenen Schichten des Materials 3 mischt, oder eine Antriebsschraube, welche -das geschmolzene Material in einer bestimmten Richtung vorwärts treiben soll.The bearing bush 1 serves to support a rotatable shaft 2 in the wall 4 of a container which contains molten material 3 . The molten material is, for example, glass that is in a tank furnace or that comes from such a furnace and is fed to the extraction point, or a molten metal. The shaft 2 carries a tool, such as. B. a stir bar which mixes the different layers of the material 3 , or a drive screw which is intended to propel the molten material forward in a certain direction.

Die Lageibuchse 1 ist in die Wand 4,einzementiert und ragt Übei die,--senkrechten Ebenen der Seitenflächen dieser Wand nicht hinaus. Die Lagerbuchse weist einen Hohlraum 5 auf, der mit der Außenseite äurc,h- eine schräge Bohrung 6 verbunden sein kann. Die Lagerbuchse besteht aus einem zylindrischen Teil 7, der mit einer Grundplatte 8 vorzugsweise in eine rn Stück geformt ist. Eine Kopfplatte 9 ist auf dem zylindrischen Teil 7 durch Verschrauben befestigt. Die, Platten 8 und 9 sind mit einer Bohrung versehen, welche dem Durchmesser der hindurchgehenden Welle 2 entspricht. Die Grundplatte 8 und der zylindrische Teil 7, welche der Hitze besonders ausgesetzt sind, bestehen aus einem feuerfesten Me,-tall, wie z. B. -aus Molybdän, Wolfram oder einem Sinternietall, das- gegen das geschmolzene Material 3 inert ist. Diese Teile können aber ebenso wie die, Welle 2 gegen Oxydation auch noch -durch einen Schutzüberzug geschützt werden, wie z. B. durch eine Edelmetallschicht oder durch -eine Schicht von Oxyden, Nitriden, Boriden oder von Mischungen dieser Verbindungen.The location bushing 1 is cemented into the wall 4 and does not protrude over the vertical planes of the side surfaces of this wall. The bearing bush has a cavity 5 , which can be connected to the outside by an inclined bore 6 . The bearing bush consists of a cylindrical part 7 which is preferably formed in one piece with a base plate 8. A head plate 9 is attached to the cylindrical part 7 by screwing. The plates 8 and 9 are provided with a bore which corresponds to the diameter of the shaft 2 passing through. The base plate 8 and the cylindrical part 7, which are particularly exposed to the heat, consist of a refractory metal, such as. B. made of molybdenum, tungsten or a sintered metal that is inert to the molten material 3 . However, like the shaft 2, these parts can also be protected against oxidation by a protective coating, such as B. by a noble metal layer or by a layer of oxides, nitrides, borides or mixtures of these compounds.

Der Hohlraum 5 ist mit einem Material gefüllt, wie z. B. " leichtschmelzbarem Glas, das bei einer Temperatur flüssig bleibt, die niedriger ist als jene des geschmolzenen Materials 3, oder mit einem Metall oder einer Legierung von niedrigem Schmelzpunkt. Dieses Material, das in den Hohlraum 5 durch die Bohrung 6 eingeführt werden kann, wird unter einem überdruck gehalten, der das Material in die Bohrungen der Platten 8 und 9 eintreten läßt. Dieses Material hat daher die Aufgabe, dem geschmolzenen Material S den Eintritt in den Flohlraum 5 zu verwehren und außerdem die'Reibung zwischen der Welle 2 und der Lagerbuchse 1 zu- verringern, d. h. als Schmiermittel zu dienen. Der überdruck kann ein hydrostatischer Druck sein oder auf irgendeine andere bekannte Weise erzeugt werden. Um zu vermeiden, daß dieses Materialauf der Seite der Kopfplatte 9 eine zu starke Abkühlung erfährt, ist ein Wärmeschutz vorgesehen, der aus einer auf der Außenseite der Wand 4 angebrachten, Platte 10 aus feuerfestem Material besteht.The cavity 5 is filled with a material, such as. B. " easily fusible glass which remains liquid at a temperature lower than that of the molten material 3, or with a metal or an alloy of low melting point. This material, which can be introduced into the cavity 5 through the bore 6 , is kept under an overpressure which allows the material to enter the bores of the plates 8 and 9. This material therefore has the task of preventing the molten material S from entering the flea space 5 and also of preventing friction between the shaft 2 and the shaft to-reduce bearing bush 1, d. e. serve as a lubricant, the overpressure may be hydrostatic pressure or be generated in any other known manner. in order to avoid that this material on the side of the top plate 9, a experiencing excessive cooling., is a thermal protection is provided, which consists of a plate 10 made of refractory material attached to the outside of the wall 4.

Die in F i g. 2- gezeigte Ausführungsform, die mit jener 'der F i g# _l kombiniert werden kann, ist mit einer zur inneren Abdichtung dienenden Einrichtung versehen, *_weich&, aus - mehreren. Scheibeir 1-1 -besfelit, die durch Fasem aus schwer schmelzbarem Glas gebildet sind und die unter Zwischenlage einer Ab- standshülse 12 durch. Aufschrauben der Kopfplatte 9 gegen di#e' Grundplatte 8. des - zylindrischen Teils 7 oder gegen die Kopfplatte 9 oder gleichzeitig gegen beide Platten gedrückt werden.The in F i g. 2- embodiment shown, which can be combined _l # ig to that 'of the F is provided with a serving for the inner sealing means * & _weich from - more. Scheibeir 1-1 -besfelit formed by fibers from hard glass and the stand sleeve interposition of a waste by 12. Screw the top plate 9 8. against di # e 'of the base plate - the cylindrical portion 7 or be pressed against the head plate 9, or at the same time against both plates.

Claims

Claims: 1. Shaft seal for a molten material, e.g. B. glass or metal, containing container, in which the shaft penetrates the container wall, W, aagbt-real or along an inclined axis, hr a height below the liquid level in the container and is mounted in such a way that in the area of the shaft leadthrough a cavity containing a barrier medium is provided, marked by the fact that the. Hohlrauni known manner by a shaft (2) surrounding the bearing bush (ly (5) is 'in an' formed of a cylindrical Toll (7) and a base plate (8) integrally aug a refractory metallic material is formed and on the container outer side is closed by a top plate (9) # and that substances known per se which melt at temperatures lower than the temperature in the container, such as glass or metal, # serve as a barrier medium.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the bearing bush (1) is embedded in the container wall (4). 3. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the cylindrical part (7) and the base plate (8) consist of a sintered metal. 4. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the cylindrical part (7) and the base plate (8) are coated with a protective layer, such as. B. a noble metal layer or a layer of compounds such as, for example, oxides, nitrides, borides, or mixtures of these compounds. 5. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the material to be introduced in a manner known per se through a bore (6) into the cavity (5) is an easily fusible glass which can be kept under a sufficient pressure by known means to lubricate the bore of the bearing bush (1) subject to friction. In that a heat protection is 6. A shaft seal according to claim 1, characterized in that on the outside of the container is provided, which is sawn from a plate (10) made of refractory material, which is applied to the container wall (4) and provided with a bore, through which the rotatable shaft (2) passes. 7. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the cavity (5) : contains a device serving for the inner seal. 8. Shaft seal according to claim 7, characterized in that the device serving for the inner seal consists of several discs (11) "which are formed by fibers made of difficult-to-melt glass and the intermediate position of a spacer sleeve (12) by screwing on the head plate ( are pressed 9) against the base plate (8) of the cylindrical part (7) or against the head plate or simultaneously to both plates contemplated references: French Patent No. 1 223 318; USA. Patent Nos 2008527 # 2462... 901; Chemical Engineering magazine, April 1957, p.252.