BR0302216B1 - dispositivo rotativo de pressão de fluìdo com selo de eixo de alta pressão com respiro. - Google Patents

dispositivo rotativo de pressão de fluìdo com selo de eixo de alta pressão com respiro. Download PDF

Info

Publication number
BR0302216B1
BR0302216B1 BRPI0302216-1A BR0302216A BR0302216B1 BR 0302216 B1 BR0302216 B1 BR 0302216B1 BR 0302216 A BR0302216 A BR 0302216A BR 0302216 B1 BR0302216 B1 BR 0302216B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
fluid
shaft seal
high pressure
drainage
pressure
Prior art date
Application number
BRPI0302216-1A
Other languages
English (en)
Other versions
BR0302216A (pt
Inventor
James Michael Leclair
Jarett Dykes Millar
Andrew Thomas Miller
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 filed Critical
Publication of BR0302216A publication Critical patent/BR0302216A/pt
Publication of BR0302216B1 publication Critical patent/BR0302216B1/pt

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/12Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines for other than working fluid
    • F01C19/125Shaft sealings specially adapted for rotary or oscillating-piston machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/104Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F01C1/105Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement and having an articulated driving shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/003Systems for the equilibration of forces acting on the elements of the machine
    • F01C21/005Internal leakage control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/103Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F04C2/105Details concerning timing or distribution valves
    • F04C2/106Spool type distribution valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description

"DISPOSITIVO ROTATIVO DE PRESSÃO DE FLUIDO COM SELO DEEIXO DE ALTA PRESSÃO COM RESPIRO".Antecedentes da invenção
A presente invenção se relaciona com dispositivos depressão de fluido rotativos, tais como motores de gerotorde alto torque, baixa velocidade (LSHT), e maisparticularmente, com um conjunto de selo de eixo de altapressão melhorado para uso em tais dispositivos.Motores de gerotor do tipo LSHT são normalmenteclassificados, com relação a sua configuração devalvulamento, como sendo quer do tipo de "válvula decarretei" ou de "válvula de disco". Como usado aqui, otermo "válvula de carretei" se refere a um membro deválvula geralmente cilíndrico no qual a ação devalvulamento ocorre entre a superfície externa cilíndricada válvula de carretei e a superfície cilíndrica internaadjacente (furo) cfo alojamento ao redor. Por meio decontraste, o termo "válvula de disco" se refere a ummembro de válvula o qual tem geralmente forma de disco, e
a ação de valvulamento ocorre entre uma superfícietransversal (perpendicular ao eixo geométrico de rotação)da válvula de disco e uma superfície transversaladjacente do alojamento (superfície estacionária daválvula). Além disso, entre motores de válvula de disco,também existe uma sub-categoria a qual pode ser referidacomo motores de "válvula em estrela", na qual a própriaestrela do membro gerotor tem uma válvula de discointegral com a mesma, um exemplo de tal motor sendoilustrado e descrito na patente U. S. N0 4,741,681,cedida ao cessionário da presente invenção, e incorporadaaqui por referência.
Embora a presente invenção possa ser utilizada commotores de gerotor LSHT tendo qualquer um de um número dediferentes configurações de valvulamento, ela éespecialmente adequada para uso com motores de válvula decarretei, e será descrita em conexão com os mesmos. Deveser notado que o uso de motores de gerotor de válvula decarretei tem tipicamente sido limitado a motoresrelativamente pequenos, tendo classificações de fluxo ede pressão relativamente baixas. Isto tem sido verdadeparcialmente por causa de certas limitações inerentes emmotores de válvula de carretei, resultantes da folgaradial entre a válvula de carretei e a superfíciecilíndrica adjacente ("superfície estacionária daválvula") do alojamento. Esta folga radial provê umapotencial trajetória de vazamento de orifício cruzado talque, à medida que a dimensão radial da folga aumenta, aeficiência volumétrica (e eficiência global) do motordiminui.
Um dos problemas associados com motores de gerotor tipoválvula de carretei é que, como consumidores procuramaumentar continuamente a saída de torque do motoraumentando a pressão de entrada, existe uma tendênciapara a válvula de carretei "colapsar" sob a pressão maisalta, aumentando assim a folga radial entre a superfíciede válvula de carretei e a superfície estacionária daválvula do alojamento. Como notado anteriormente, a folgaradial crescente resulta em eficiência volumétricadecrescente do motor, o que é sempre indesejável sob oponto de vista do cliente.
Tem sido sabido por aqueles experientes na técnica queuma solução possível para o problema de uma válvula decarretei "em colapso" é aumentar a pressão de "drenagemda carcaça", isto é, a pressão em uma câmara dispostadentro do interior do motor, incluindo o volume dispostodentro da válvula de carretei cilíndrica oca. O modo
típico para aumentar a pressão de drenagem da carcaça ésimplesmente restringir o fluxo de saída do orifício dedrenagem da carcaça, provocando assim um acúmulo depressão dentro da região de drenagem da carcaça.Portanto, ao invés da pressão na região de drenagem dacarcaça estar na pressão do reservatório, a pressão daregião de drenagem da carcaça pode ser elevada para algocomo na faixa de 1.000 psi a 2.000 psi, com aquelapressão se opondo à tendência da válvula de carretei decolapsar. Como é bem conhecido por aqueles experientes natécnica, se fluxo de saída da região de drenagem dacarcaça é restringido, a pressão na região de drenagem dacarcaça estará tipicamente a cerca de meio caminho (ouligeiramente maior) entre a pressão de entrada e apressão de saída.44
Infelizmente, aumentar a pressão de drenagem da carcaçanão foi considerada uma solução aceitável para o problemade carretei em colapso porque o conjunto de selo do eixo(isto é, o selo entre o alojamento e o eixo de saídarotativo) se torna desgastado muito mais rápido do queseria o caso de outro modo, necessitando portanto tempode parada muito mais freqüente do motor para substituiçãodo conjunto de selo do eixo. Substituição mais freqüentedos selos de eixo do motor, e o tempo de parada associadopara o motor, também não são aceitáveis do ponto de vistado consumidor.
Sumário resumido da invenção
Conseqüentemente, é um objetivo da presente invençãoprover um motor melhorado que possa ser operado empressões de carcaça aumentadas sem provocar desgaste maisrápido do conjunto de selo do eixo, necessitando portantosubstituição mais freqüente do conjunto de selo do eixo.
É um objetivo mais específico da presente invenção proverum motor de gerotor de alto torque, baixa velocidade,melhorado, tendo um conjunto de selo de eixo melhorado,através do qual a eficiência volumétrica do motor podeser aumentada, especialmente em pressões de entradarelativamente mais altas, enquanto ao mesmo tempoalcançando vida aumentada do conjunto de selo do eixo.É um objetivo ainda mais específico da presente invençãoprover um motor de gerotor melhorado do tipo de válvulade carretei no qual a eficiência volumétrica do motorpossa ser aumentada substancialmente operando com pressãode carcaça aumentada, sem. também aumentar a taxa dedesgaste do selo do eixo, e a freqüência de substituiçãodo mesmo.
Os objetivos acima e outros da presente invenção sãorealizados pela provisão de um dispositivo de pressão defluido rotativo melhorado do tipo incluindo meios dealojamento tendo um orifício de entrada de fluido e umorifício de saída de fluido. Um mecanismo de deslocamentooperado por pressão de fluido está associado com o meiode alojamento e define uma pluralidade de câmaras devolume de fluido se expandindo e se contraindo emresposta a movimento de um membro móvel do meio dedeslocamento. Um membro de válvula coopera com o meio dealojamento para prover comunicação fluida entre oorifício de entrada e as câmaras de volume se expandindoe entre as câmaras de volume se contraindo no orifício desaída. Um eixo de entrada-saída é rotativamente suportadoem relação ao meio de alojamento e um meio deacionamento, para transmitir movimento rotacional entre oeixo de entrada-saída e o membro móvel do meio dedeslocamento, está incluído. Um conjunto de selo édisposto entre o eixo de entrada-saída e o meio dealojamento, e coopera com o mesmo para definir uma regiãopressurizada de drenagem da carcaça.
O dispositivo rotativo melhorado de pressão de fluido écaracterizado pelo conjunto de selo compreender, na ordemda direção de fluxo de vazamento a partir da regiãopressurizada de drenagem da carcaça, um selo de eixo dealta pressão, e então uma câmara anular na qual estádisposto um membro de encosto arranjado adjacente ao selode eixo de alta pressão, o membro de encosto cooperandocom um de o meio de alojamento e o selo de eixo de altapressão para definir meio de passagem radial de fluido.Uma passagem de drenagem é disposta entre a câmara anulare um orifício de drenagem da carcaça, através da qualfluido vazando da região de drenagem da carcaça após oselo de eixo de alta pressão flui através do meio depassagem radial de fluido, então através da passagem dedrenagem até o orifício de drenagem da carcaça.Finalmente, o conjunto de selo compreende um selo de eixode baixa pressão.
Descrição resumida dos desenhos
A fig. 1 é uma seção transversal axial de um motor degerotor do tipo de válvula de carretei, com o qual apresente invenção pode ser utilizada.
A fig. 2 é uma vista de seção transversal axial,fragmentária, ampliada, similar à figura 1, mas tomada emum plano diferente, ilustrando o conjunto de selo de eixode alta pressão melhorado da presente invenção.
A fig. 3 é uma vista em planta, projetada, adicionalmenteampliada, tomada na linha 3-3 da fig. 2 e ilustrando aspassagens radiais de fluido as quais compreendem umaspecto importante da invenção.
Descrição detalhada da configuração preferida
Referindo-se agora aos desenhos, os quais não sãopretendidos a limitar a invenção, a fig. 1 ilustra umaseção transversal axial de um dispositivo de pressão defluido rotativo do tipo ao qual a presente invenção podeser aplicada. Mais especificamente, a fig. 1 ilustra ummotor de gerotor de alto torque, baixa velocidade do tipode válvula de carretei, geralmente designado 11, o qualcompreende várias seções distintas. O motor 11 compreendeum alojamento de válvula 13, um mecanismo de deslocamentode translação por energia de fluido, geralmente designado15, o qual, na configuração em questão, é um conjunto deengrenagem de gerotor de rolete. Disposta adjacente aoconjunto de engrenagem 15 está uma tampa terminal 17, e aseção de alojamento 13, o conjunto de engrenagem 15, e atampa terminal 17 são todos mantidos juntos em engate deselagem de fluido por uma pluralidade de parafusos 19,somente um dos quais é mostrado na fig. 1. A seção dealojamento de válvula 13 inclui um orifício de entrada defluido 21 e um orifício de saída de fluido 23. 0 conjuntode engrenagem de gerotor 15 inclui um membro de aneldentado internamente 25, tendo dentes internostipicamente compreendendo roletes. O conjunto deengrenagem 15 também inclui um membro de estrela dentadoexternamente 27, e os dentes internos do membro de anel25 e os dentes externos do membro de estrela 27 inter-engatam para definir uma pluralidade de câmaras de volumese expandindo e se contraindo 29, como é bem conhecidopor aqueles experientes na técnica.
0 alojamento de válvula 13 inclui um membro de flangedianteiro 31, o qual será descrito em maiores detalhessubseqüentemente. 0 alojamento de válvula 13 define umfuro de carretei 33, e um par de ranhuras anulares 35 e37 são definidas pela válvula de carretei, as quais serãodescritas em maiores detalhes subseqüentemente. A ranhura35 está em comunicação fluida com o orifício de entrada21 por meio de uma passagem 39, enquanto a ranhura anular37 está em comunicação fluida com o orifício de saída 23por meio de uma passagem 41. O alojamento de válvula 13também define uma pluralidade de aberturas radiais 43,cada uma das quais abre para o furo de carretei 33, ecada abertura 43 está em comunicação fluida com umapassagem axial 45, a qual se comunica com uma superfícietraseira do alojamento de válvula 13, cada uma daspassagens axiais 45 abrindo para dentro de uma dascâmaras de volume de fluido se expandindo e se contraindo 29.
O membro de flange dianteiro 31 define um orifício dedrenagem de carcaça 47, mostrado aqui como estandoplugado, a função do orifício de drenagem de carcaça 47 aser descrita em maiores detalhes subseqüentemente.
Disposto dentro do furo de carretei 33 está um conjuntode eixo de saída, incluindo uma porção de eixo deentrada-saída 49, e uma porção de válvula de carretei 51.Disposto dentro da porção de válvula de carreteicilíndrica oca 51 está um eixo de acionamento principal53 comumente referido como um eixo "osso de cachorro". Oconjunto de eixo de saída define um conjunto deendentamentos internos retos 55, e o membro em estrela 27define um conjunto de endentamentos internos retos 57. Oeixo de acionamento principal 53 inclui um conjunto deendentamentos em coroa externos 59 em engate com osendentamentos internos 55, e um conjunto de endentamentosem coroa externos 61 em engate com os endentamentosinternos 57.
Como pode ser visto na fig. 1, a porção de válvula decarretei 51 e o eixo de acionamento principal 53 cooperampara definir uma região de drenagem de carcaça 63, como égeralmente bem conhecido por aqueles experientes natécnica. A porção de válvula de carretei 51 define umapluralidade de passagens axiais 67 em comunicação com aranhura anular 37. As passagens axiais 65 e 67 também sãoreferidas freqüentemente como "fendas de sincronismo".Como é geralmente bem conhecido por aqueles experientesna técnica, são as fendas de sincronismo 65 que provêemcomunicação fluida de fluido pressurizado a partir doorifício de entrada pressurizado 21 através da ranhuraanular 35 até as aberturas radiais 43, e de lá, até ascâmaras de volume de fluido 2 9 as quais estão,
instantaneamente, se expandindo. Como também é bemconhecido por aqueles experientes na técnica, existe umapluralidade de passagens axiais 65 e uma pluralidade depassagens axiais 67, e as passagens 65 e 67 sãoarranjadas para se alternar sobre a circunferência daporção de válvula de carretei 51 tal que, independente dequal orifício 21 ou 23 contenha alta pressão, a porção deválvula de carretei 51 terá fluido de alta pressãoatuando nela, sobre sua circunferência, tendendo acolapsar a porção de válvula de carretei 51, como
0 mencionado nos Antecedentes da invenção.
O orifício 21 foi referenciado aqui como o "orifício deentrada", em cujo caso, a rotação da porção de eixo desaída 4 9 seria na direção CC (horária). Entretanto, comoé bem conhecido, se o orifício 23 fosse pressurizado, eservisse como o orifício de entrada, a rotação da porçãode eixo de saída 49 seria na direção CCW (anti-horária) .Na configuração em questão, é quando o orifício 23 é oorifício de entrada, e a ranhura anular 37 contém fluidopressurizado, que o problema de colapso de carretei poralta pressão é relativamente mais severo. Aquelesexperientes na técnica compreenderão que, como usadoaqui, o termo "colapso" em referência à porção de válvulade carretei 51, significa uma diminuição no raio daporção de válvula de carretei, e tipicamente, aqueladiminuição estaria na faixa de cerca de 0,0127 mm a cercade 0,0254 mm, resultando em um aumento em folga diametralde cerca de 0,0254 mm a cerca de 0,0508 mm. Como umresultado, dados de teste apresentados aqui a seguirserão todos baseados na operação do motor na direção CCW.Referindo-se agora primariamente à fig. 2, o membro deflange dianteiro 31 define um furo escalonado 71envolvendo a porção de eixo de entrada-saída 49, asuperfície externa do qual está representadaesquematicamente na fig. 2 pela linha rotulada "S" .Disposto dentro do furo escalonado 71 está um conjunto deselo de eixo de alta pressão, geralmente designado 73, oqual compreende um aspecto importante da presenteinvenção. Como é bem conhecido, e típico na técnicaanterior, a porção de eixo de entrada-saída 49 define umapassagem de fluido axial 75 e uma ou mais passagensradiais de fluido 76 através das quais fluido pode fluirda região de drenagem de carcaça 63 para uma áreaadjacente ao conjunto de selo de eixo 73. O conjunto deselo de eixo 73 compreende, na ordem da direção de fluxode vazamento a partir da região de drenagem de carcaça 63(isto é, da direita para a esquerda na fig. 2) , um selode eixo de alta pressão 77, uma arruela anular 7 9 a qualserve como um anel de encosto para o selo de eixo de altapressão 77, e uma passagem de drenagem 81 provendocomunicação fluida a partir do furo escalonado 71 até oorifício de drenagem de carcaça 47, como será descrito emmaiores detalhes subseqüentemente. Finalmente, o conjuntode selo de eixo 73 inclui um selo de eixo de baixapressão convencional 83. Em adição, embora nãoconsiderado parte do conjunto de selo de eixo de altapressão 73, existe um selo de poeira 85, dispostoadjacente a uma superfície dianteira do membro de flange31. Como é bem conhecido por aqueles experientes natécnica, a função primária do selo de poeira 85 é impediringresso de poeira e sujeira a partir do exterior domotor, movendo para a direita nas figs. 1 ou 2 ao longoda superfície externa da porção de eixo 4 9 e entrando naporção interna do motor 11.Referindo-se ainda primariamente à fig. 2, o selo de eixode alta pressão 77 preferivelmente compreende um selo delábio ou selo quad de alta pressão ou qualquer outro dosselos de alta pressão tipicamente utilizados. Como usadoaqui, e nas reivindicações anexas, referências a um selo"de alta pressão", tal como o selo 77 serão entendidas asignificar e incluir um membro de selo capaz de selarpressões de pelo menos cerca de 1.500 psi, epreferivelmente tanto quanto 3.000 psi ou mais. A porçãoelastomérica do selo de eixo de alta pressão 77tipicamente teria um durômetro que é um pouco mais altoque seria usado para um selo de baixa pressãoconvencional, tal como o selo de eixo de baixa pressão83. Também, seria típico para o lábio do selo de eixo dealta pressão 77 ter uma quantidade maior de interferênciacom a superfície adjacente da porção de eixo 4 9 do queteria um selo de eixo de baixa pressão típico. Embora oselo de eixo de alta pressão 77 tenha sido referido aquicomo "elastomérico", deve ser entendido que o termo estásendo usado amplamente e genericamente, e o selo 77poderia compreender um material tal comopolitetrafluoroetileno.
Referindo-se agora primariamente à fig. 3, pode ser vistoque a arruela anular 79 preferivelmente define uma sériede entalhes circunferencialmente espaçados aparte 87. Naconfiguração em questão, e para fins de exemplo somente,cada um dos entalhes 87 tem uma profundidade axial decerca de 1,27 mm. Entretanto, tudo que é importante comrelação à seleção da configuração dos entalhes 87 é queeles sejam grandes o suficiente tal que, quando há fluxode vazamento além do selo de eixo de alta pressão 77, nãohaverá qualquer substancial acúmulo de pressão na regiãoao redor da porção de eixo 49, entre o selo de eixo dealta pressão 77 e o selo de eixo de baixa pressão 83. Emoutras palavras, deve haver diferencial de pressão mínimoa partir dos entalhes 87 até o orifício de drenagem decarcaça 47. Preferivelmente, a arruela anular 79 tem umdiâmetro interno um pouco maior que aquele da porção deeixo 49, tal que a arruela anular 79 seja frouxamentedisposta sobre a porção de eixo de entrada-saída 49, ecapaz de se mover um pouco na direção radial, em relaçãoao mesmo.
Durante a operação do motor 11, a região de drenagem decarcaça 63 recebe fluido pressurizado primariamente comoum resultado de vazamento a partir das câmaras de volumede fluido se expandindo pressurizadas 29, radialmentepara dentro ao longo das faces extremas do membro deestrela 27, como é bem conhecido na técnica. Uma porçãodo fluido de vazamento entrando na região de drenagem decarcaça 63, como recém descrito, flui através daspassagens de fluido 75 e 76, e atua contra o conjunto deselo de eixo de alta pressão 73. Durante as primeirashoras de operação do motor 11, é antecipado que o selo deeixo de alta pressão 77 não permitirá qualquersubstancial fluxo de vazamento além do selo 77 (isto é,entre o lábio do selo 77 e a superfície da porção de eixo49). Dependendo de fatores tais como a pressão de fluido,a velocidade de operação do motor, etc., o períodoinicial durante o qual não há substancial vazamento alémdo selo de eixo de alta pressão 77 pode durar qualquercoisa de cerca de 20 horas (de operação do motor) atécerca de 200 horas.
Sem nenhum substancial fluxo de vazamento além do selo deeixo de alta pressão 77, a pressão na região de drenagemde carcaça 63 será relativamente alta, como descritoanteriormente, opondo assim a tendência da porção deválvula de carretei 51 de colapsar. De acordo com umaspecto importante da invenção, após o período inicial denenhum substancial vazamento, como descrito acima, o selode eixo de alta pressão 77 finalmente começará a vazar umpouco. Os entalhes 87 e o selo de eixo de alta pressão 77cooperam para definir uma pluralidade de pequenosorifícios 89, através dos quais fluido de vazamento devefluir, após passar o selo de eixo de alta pressão 77. 0tamanho dos orifícios 89 garante que quase não hajaacúmulo de pressão dentro do conjunto de selo de eixo 73,como descrito anteriormente. Embora a presente invençãotenha sido ilustrada em conexão com uma configuração naqual os orifícios 89 são formados entre os entalhes e oselo 77, deve ser entendido que a invenção não estálimitada assim. Para fins de exemplo somente, a arruelaanular 79 poderia ser instalada invertida do que émostrado nas figs. 2 e 3, tal que os entalhes 87 sevoltem para a frente (isto é, para a direita nas figs. 2e 3) . Neste caso os orifícios 89 seriam formados pelosentalhes 87 e uma superfície adjacente do membro deflange 31. Como uma outra alternativa, os orifícios 89poderiam ser formados furando (ou formando de outro modo)furos radiais através da arruela anular 79.Para ilustrar a substancial melhoria resultante dapresente invenção, teste comparativo foi executado, sobcondições a serem descritas em maiores detalhessubseqüentemente. No teste comparativo, um motor da"técnica anterior" foi comparado com um motor produzidode acordo com "a invenção" (veja tabela abaixo).
Cada comparação foi executada em fluxo de quer 4 gpm ou 8gpm através do motor. Em cada teste, uma "pressão deretorno" foi imposta no motor no orifício de saída, aspressões de retorno sendo selecionadas como 500 psi; 1000psi; OU 1500 psi.
Para cada pressão de retorno e taxa de fluxo, o teste foiexecutado em três "delta de pressões", isto é, referindo-se à diferença entre a pressão do orifício de entrada e apressão do orifício de saída. Portanto, para fins deexemplo, quando a pressão de retorno é 1000 psi e o deltade pressão é 1500 psi, a pressão no orifício de entrada é2500 psi e a pressão no orifício de saída é 1000 psi.
Na comparação, os números apresentados sob as colunas"Técnica anterior" e "Invenção" são eficiências globais.Como é bem conhecido por aqueles experientes na técnica,a eficiência global é meramente o produto da eficiênciavolumétrica e da eficiência mecânica (se Ε. M. = 70% e E.V. = 80%, então E. G. = 56%) , e eficiência global éconsiderada a ser a base a mais válida para comparação.Ao executar o teste comparativo, a comparação foi entreum dispositivo da "técnica anterior" compreendendo ummotor de válvula de carretei do tipo geral vendidocomercialmente pelo cessionário da presente invenção, emcujo caso a região de drenagem da carcaça está emcomunicação relativamente não restringida com o orifíciode drenagem da carcaça, tal que a pressão de fluidodentro da região de drenagem da carcaça sejarelativamente baixa (p. e., 50 a 100 psi) . Porcomparação, a "invenção" é substancialmente o motoridêntico, mas modificado de acordo com a presenteinvenção (isto é, pelo uso do membro de flange dianteiro31 e do conjunto de selo de eixo de alta pressão 73). Coma invenção, a pressão de drenagem da carcaça é mantida emcerca de 50% ou 60% da diferença entre a pressão doorifício de saída e a pressão do orifício de entrada.Portanto, para fins de exemplo, se a pressão do orifíciode saída (pressão de retorno) é 1000 psi, e o delta depressão é 1500 psi, a pressão de drenagem da carcaçaseria cerca de 1750 a cerca de 1900 psi.
<table>table see original document page 13</column></row><table><table>table see original document page 14</column></row><table>
A partir de uma revisão dos dados acima pode ser vistoque, com pressão de retorno crescente e delta de pressãocrescente, a extensão da melhoria do dispositivo dainvenção em relação ao dispositivo da técnica anterioraumenta substancialmente, mas deve também ser notado queo aumento é tipicamente maior na taxa de fluxorelativamente menor (4 gpm) como oposta à taxa de fluxorelativamente mais alta (8 gpm). Portanto, pode ser vistoque a presente invenção permite a aplicação de motoresdeste tipo em pressões de retorno mais altas e deltas depressões mais altos, enquanto ainda mantendo eficiênciasglobais aceitáveis.
A invenção foi descrita em maiores detalhes naespecificação anterior, e é acreditado que váriasalterações e modificações da invenção tornar-se-ãoaparentes àqueles experientes na técnica a partir de umaleitura e compreensão da especificação. É pretendido quetodas tais alterações e modificações sejam incluídas nainvenção, até o ponto em que elas venham dentro do escopodas reivindicações anexas.

Claims (6)

1. Dispositivo rotativo de pressão de fluido, do tipoincluindo meio de alojamento (13, 31) tendo um orifíciode entrada de fluido (21) e um orifício de saída defluido (23); um meio de deslocamento operado por pressãode fluido (15) associado com o citado meio de alojamento(13, 31), e definindo uma pluralidade de câmaras devolume de fluido se expandindo e se contraindo (29) emresposta a movimento de um membro móvel (27) do citado meio de deslocamento (15); um membro de válvula (51)cooperando com o citado meio de alojamento (13, 31) paraprover comunicação fluida entre o citado orifício deentrada (21) e as citadas câmaras de volume se expandindo(29) , e entre as citadas câmaras de volume se contraindo(29) e o citado orifício de saída (23) ; um eixo deentrada-saída (49) rotativamente suportado em relação aocitado meio de alojamento (13, 31) e meio de acionamento(53) para transmitir movimento rotacional entre o citadoeixo de entrada-saída (49) e o citado membro móvel (27)do citado meio de deslocamento (15); um conjunto de selodisposto radialmente entre o citado eixo de entrada-saída(49) e o citado meio de alojamento (13. 31), e cooperandocom o mesmo para definir uma região de drenagem decarcaça pressurizada (63); caracterizado pelo fato de ocitado conjunto de selo compreender na ordem da direçãode fluxo de vazamento a partir da citada região dedrenagem de carcaça pressurizada (63):(a) um selo de eixo de alta pressão (77);(b) uma câmara anular (71) na qual está disposto ummembro de encosto rígido (79) disposto adjacente aocitado selo de eixo de alta pressão (77), o citado membrode encosto (79) cooperando com um de o citado meio dealojamento (31) e o citado selo de eixo de alta pressão(77) para definir meio de passagem radial de fluido (87,89);(c) uma passagem de drenagem (81) disposta entre a citadacâmara anular (71) e um orifício de drenagem de carcaça(47) , através do qual vazamento de fluido a partir dacitada região de drenagem de carcaça (63) além do citadoselo de eixo de alta pressão (77) flui através do citadomeio de passagem radial de fluido (87), então através dacitada passagem de drenagem (81) até o orifício dedrenagem de carcaça (47) ; e(d) um selo de eixo de baixa pressão (83).
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado membro de encostorígido (79) compreender um membro de metal anulardefinindo uma pluralidade de entalhes se estendendoradialmente, os citados entalhes compreendendo o citadomeio de passagem de fluido radial (87, 89).
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de os citados entalhes (87) seremdispostos imediatamente adjacentes ao citado selo de eixode alta pressão (77), os citados entalhes (87) e o citadoselo (77) cooperando para definir o citado meio depassagem de fluido (89).
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado selo de eixo de altapressão (77) ser selecionado tal que nenhum substancialfluxo de vazamento seja permitido pelo citado selo deeixo de alta pressão (77), a partir da citada região dedrenagem de carcaça (63) até a citada passagem dedrenagem (81) durante um período de tempo inicial TI,mantendo assim uma pressão na citada região de drenagemde carcaça (63) a qual compreende pelo menos cerca demetade da pressão no citado orifício de entrada.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado meio de deslocamentooperado por pressão de fluido (15) compreender um membrode anel dentado internamente (25) e um membro de estreladentado externamente (27), o qual compreende o citadomembro móvel, o citado membro de estrela sendo dispostoexcentricamente dentro do citado membro de anel (25) paramovimento relativo orbital e rotacional.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado membro de válvula(51) compreender um membro de válvula de carreteigeralmente cilíndrico, onde a pressão de fluido presenteno citado orifício de entrada envolve o citado membro deválvula de carretei sobre pelo menos uma extensão axiallimitada do mesmo, e a citada região de drenagem decarcaça (63) sendo disposta pelo menos parcialmentedentro do citado membro de válvula.
BRPI0302216-1A 2002-06-11 2003-06-10 dispositivo rotativo de pressão de fluìdo com selo de eixo de alta pressão com respiro. BR0302216B1 (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/167,218 US20030227140A1 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Vented high pressure shaft seal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR0302216A BR0302216A (pt) 2004-09-08
BR0302216B1 true BR0302216B1 (pt) 2011-08-23

Family

ID=29583752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0302216-1A BR0302216B1 (pt) 2002-06-11 2003-06-10 dispositivo rotativo de pressão de fluìdo com selo de eixo de alta pressão com respiro.

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20030227140A1 (pt)
EP (1) EP1371850B1 (pt)
JP (1) JP4446113B2 (pt)
CN (1) CN100351555C (pt)
BR (1) BR0302216B1 (pt)
DE (1) DE60301233T2 (pt)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2460353B (en) * 2009-08-27 2010-04-07 Michael Victor Rodrigues High oil pressure lateral action rotor seals
JP5573825B2 (ja) * 2011-12-06 2014-08-20 株式会社デンソー 回転機械
CN102588203A (zh) * 2011-12-22 2012-07-18 镇江大力液压马达有限责任公司 多外泄流道多油口摆线液压马达
US9890593B2 (en) 2015-07-02 2018-02-13 Bitswave Inc. Steerable earth boring assembly having flow tube with static seal
US9970237B2 (en) 2015-07-02 2018-05-15 Bitswave Inc. Steerable earth boring assembly
US9890592B2 (en) 2015-07-02 2018-02-13 Bitswave Inc. Drive shaft for steerable earth boring assembly

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3360272A (en) * 1964-08-17 1967-12-26 Borg Warner Pressure staging mechanical seal
US3743303A (en) * 1970-12-29 1973-07-03 Gen Electric Force balanced split ring dynamic shaft seals
US3829104A (en) * 1972-03-20 1974-08-13 M Green Annular seal
US3934311A (en) * 1973-07-13 1976-01-27 Thompson John W Oyster breaker operated by electric motor having bearing seal device
FI61558C (fi) * 1977-09-14 1982-08-10 Painetekniikka Oy Mekanisk axeltaetning
US4171938A (en) * 1977-11-21 1979-10-23 Eaton Corporation Fluid pressure operated pump or motor
US4451217A (en) * 1979-04-12 1984-05-29 White Harvey C Rotary fluid pressure device
US4362479A (en) * 1981-03-25 1982-12-07 Eaton Corporation Rotary fluid pressure device and lubrication circuit therefor
US4491332A (en) * 1983-11-07 1985-01-01 Eaton Corporation Shaft seal and means to effect radial movement of sealing lip
US4741681A (en) * 1986-05-01 1988-05-03 Bernstrom Marvin L Gerotor motor with valving in gerotor star
US4762479A (en) * 1987-02-17 1988-08-09 Eaton Corporation Motor lubrication with no external case drain
US5385351A (en) * 1988-07-11 1995-01-31 White Hydraulics, Inc. Removable shaft seal
US5199718A (en) * 1992-04-13 1993-04-06 Vickers, Incorporated Rotary machine shaft seal
US5558341A (en) * 1995-01-11 1996-09-24 Stein Seal Company Seal for sealing an incompressible fluid between a relatively stationary seal and a movable member
US5788471A (en) * 1996-06-11 1998-08-04 Eaton Corporation Spool valve wheel motor
US5984315A (en) * 1996-10-09 1999-11-16 Denison Hydraulics Inc. Reclamation system for a hydraulic pump system
FR2786547B1 (fr) * 1998-12-01 2001-02-16 Hutchinson Joint d'etancheite pour arbre tournant, et dispositif comportant un tel joint
WO2000071853A1 (en) * 1999-05-24 2000-11-30 White Hydraulics, Inc. Hydraulic motor with pressure compensating manifold

Also Published As

Publication number Publication date
CN1469063A (zh) 2004-01-21
JP4446113B2 (ja) 2010-04-07
BR0302216A (pt) 2004-09-08
JP2004011649A (ja) 2004-01-15
EP1371850A1 (en) 2003-12-17
EP1371850B1 (en) 2005-08-10
US7125020B2 (en) 2006-10-24
US20030227140A1 (en) 2003-12-11
DE60301233D1 (de) 2005-09-15
US20040160013A1 (en) 2004-08-19
CN100351555C (zh) 2007-11-28
DE60301233T2 (de) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5655845A (en) Bearing housing seal
US6406065B1 (en) Rotary joint for alternating media
US20050072639A1 (en) Rotating damper
US20050285348A1 (en) Seal cavity throat protectors
US11578733B2 (en) Centrifugal compressor and diffuser
JP2004205037A (ja) 流体冷却剤ユニオン
BR0302216B1 (pt) dispositivo rotativo de pressão de fluìdo com selo de eixo de alta pressão com respiro.
CN106931262B (zh) 一种旋转供液装置
JPH06193549A (ja) モジュラーモータ
US2765745A (en) Pump
US9746080B2 (en) High pressure seal assembly for a moveable shaft
US9709172B2 (en) Rotor shaft seal assembly
KR960014638B1 (ko) 베어링 장치
US1466904A (en) Rotary pump
JP3297816B2 (ja) 作動油圧力エネルギー変換装置
JPS6133995B2 (pt)
JP2000028023A (ja) ボールねじ駆動の油圧制御弁
JPS6228317B2 (pt)
US973850A (en) Shaft-packing.
BR112021003889A2 (pt) vedação rotativa
US4673332A (en) Lubrication seals
US6132196A (en) Fluid vane motor/pump
CN101113677A (zh) 吸气迷宫式密封件
WO2007129080A2 (en) Seal cavity protection
JP4146830B2 (ja) 可動翼ポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/06/2003, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.

B24H Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi)
B24F Patent annual fee: publication cancelled

Free format text: ANULADA A PUBLICACAO CODIGO 24.8 NA RPI NO 2259 DE 22/04/2014 POR TER SIDO INDEVIDA.

B21F Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time

Free format text: REFERENTE AS 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A E 17A ANUIDADES.

B24J Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12)

Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2607 DE 22-12-2020 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.