BR112012018967B1

BR112012018967B1 - Passagem giratória

Info

Publication number: BR112012018967B1
Application number: BR112012018967-0A
Authority: BR
Inventors: Holger Jordan
Original assignee: Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2020-09-08
Also published as: CN103109117A; US20120292858A1; US10508740B2; KR101431187B1; KR20120126089A; DE102010001345B4; DK2529134T3; EP2529134A2; ES2558444T3; DE102010001345A1; JP2013518229A; EP2529134B1; WO2011092111A3; PL2529134T3; CN103109117B; US20170097093A1; WO2011092111A2; JP5604530B2; BR112012018967A2; HUE026920T2

Abstract

disposição de vedação rotativa. a presente invenção refere-se a uma disposição de vedação rotativa com uma parte de máquina montada de modo rotativo e uma parte de máquina, que forma um mancal para a parte de máquina montada de modo rotativo, sendo que uma primeira das partes de máquina forma uma estrutura de recepção de vedação, e a segunda das partes de máquina apresenta uma superfície que forma uma superfície de vedação, e pelo menos uma vedação rotativa disposta na estrutura de recepção de vedação. por meio da vedação rotativa, uma área de alta pressão é vedada contra uma área de baixa pressão entre as partes de máquina.

Description

PASSAGEM GIRATÓRIA

[0001] A presente invenção refere-se a uma disposição de vedação rotativa, com uma parte de máquina montada rotativamente e uma parte de máquina, que forma um mancal para a parte de máquina montada rotativamente, sendo que uma primeira das partes de máquina forma uma estrutura de recepção de vedação, e a segunda as partes de máquina apresenta uma superfície que forma uma superfície de vedação, e pelo menos uma vedação rotativa disposta na estrutura de recepção de vedação. Por meio da vedação rotativa é vedada, nesse caso, uma área de alta pressão contra uma área de baixa pressão entre as partes de máquina.

[0002] Vedações rotativas de acordo com a espécie são usadas, por exemplo, para vedação de passagens giratórias. A área de alta pressão é formada, depois, por uma área de passagem giratória entre as duas partes de máquina. Nesse caso, a vedação rotativa também é designada como vedação de passagem giratória. A passagem giratória possibilita a fluidos, isto é, gases ou líquidos, uma transição hermética entre uma parte de máquina estacionária e uma parte de máquina rotativa. Normalmente, a primeira parte de máquina está realizada com a estrutura de recepção de vedação como a parte de máquina estacionária e a segunda parte de máquina está formada como eixo montado de modo rotativo na mesma. Essas passagens giratórias são usadas, por exemplo, em aplicações hidráulicas ou para introdução de gás quente para aquecimento de um cilindro.

[0003] Vedações de passagem giratórias conhecidas são formadas, por exemplo, como anel de deslizamento (vedação de anel de deslizamento), sendo que o anel de deslizamento normalmente apresenta um anel de vedação produzido de politetrafluoretileno (PTFE).

[0004] Um exemplo de uma vedação de passagem giratória desse tipo está descrito no documento DE 10 2007 062 470 A1. Uma vedação de passagem giratória é projetada, nesse caso, de tal modo que a menor quantidade possível do fluido, que se encontra sob uma sobrepressão, chega da área de passagem giratória à área de baixa pressão, isto é, que está presente uma fuga pequena. Quanto menor for a fuga tanto maior é, no entanto, a força de fricção, que se apresenta entre a superfície de vedação da parte de máquina montada de modo rotativo e a vedação de passagem giratória. O desgaste da vedação de passagem giratória é aumentado de modo correspondente e uma quantidade relativamente grande de energia de acionamento é usada contra a força de fricção citada. Particularmente, em eixos rotativos sob números de rotação altos e fluidos que se encontram sob pressão alta, por esse motivo, a vida útil de uma vedação de passagem giratória conhecida, desse tipo, é pequena.

[0005] Além disso, é preciso que seja evitado um arrasto da vedação rotativa pelo eixo. Para esse fim, o anel de vedação frequentemente é comprimido dentro de um elemento de retenção também anular, produzido, por exemplo, de aço. O elemento de retenção é montado de modo resistente à torção na estrutura de recepção de vedação. Mas, uma vedação de passagem giratória desse tipo é de produção relativamente complexa. Para a montagem resistente à torção, precisa estar prevista uma fixação contra torção na estrutura de recepção de vedação e/ou o aditivo líquido de retenção precisa estar comprimido fixamente na estrutura de recepção de vedação. Uma montagem em uma ranhura simples como estrutura de recepção de vedação não é possível, devido à rigidez do elemento de retenção.

[0006] A invenção tem por base a tarefa de pôr à disposição uma disposição de vedação rotativa, que evita as desvantagens do estado da técnica, sendo que deve ser possível, particularmente, uma montagem simples da vedação de rotação entre as partes de máquina e ser evitado de modo confiável um arrasto do anel de vedação da vedação rotativa.

[0007] Essa tarefa é solucionada pelos objetos das reivindicações de patente independentes. As reivindicações dependentes representam modalidades preferidas da invenção.

[0008] Uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção apresenta uma parte de máquina montada de modo rotativo e uma parte de máquina, que forma um mancal para a parte de máquina montada de modo rotativo, sendo que uma primeira das partes de máquina forma uma estrutura de recepção de vedação, e a segunda das partes de máquina apresenta uma superfície que forma uma superfície de vedação. Está prevista pelo menos uma vedação rotativa disposta na estrutura de recepção de vedação, para vedação de uma área de alta pressão contra uma área de baixa pressão entre as partes d máquina. A área de alta pressão encontra-se, pelo menos temporariamente, sob sobrepressão em relação à pressão da área de baixa pressão.

[0009] De acordo com a invenção, a vedação rotativa apresenta um elemento de apoio substancialmente rígido e disposta de modo substancialmente estável em posição em relação à primeira parte de máquina, um corpo de encosto deformável de modo elástico de borracha, que se anexa no lado da área de alta pressão ao elemento de apoio, e um anel de vedação, que apresenta uma borda de vedação e encostado de modo solto no corpo de encosto. O anel de vedação apresenta nos dois lados da borda de vedação, em cada caso, um lado largo e apresenta uma área de borda de assento de vedação, afastada da borda de vedação. Os lados largos estão conectados um ao outro através da área de assento de vedação e o corpo de encosto está disposto pelo menos parcialmente entre um dos lados largos do anel de vedação e o elemento de apoio.

[00010] Quando a superfície de vedação está formada como área de superfície cilíndrica, portanto, por exemplo, como superfície de revestimento de um eixo rotativo, o corpo de encosto está disposto em direção axial, portanto, na direção do eixo de rotação, da parte de máquina montada de modo rotativo, entre o elemento de apoio e o anel de vedação.

[00011] Quando a superfície de vedação está formada como superfície circular ou uma superfície de cora circular, portanto, por exemplo, como uma superfície de lado frontal de um eixo rotativo, o corpo de encosto está disposto em direção radial, portanto, perpendicularmente à direção do eixo de rotação, da parte de máquina montada de modo rotativo, entre o elemento de apoio e o anel de vedação.

[00012] O corpo de encosto, nesse caso, não precisa estar disposto totalmente entre o elemento de apoio e o anel de vedação. Ele também pode estar-se para além dessa área. Por "encostado de modo solto", é entendido, nesse caso, que o anel de vedação não está formado em uma peça como o corpo de encosto. O anel de vedação pode estar comprimido no corpo de encosto pelo modo de construção da vedação rotativa, de modo que sua posição relativa em relação ao corpo de encosto está fixada por forças de fricção, que se apresentam entre o anel de vedação e o corpo de enxoto. O anel de vedação não precisa encostar-se permanentemente no corpo de encosto. Ele pode encostar-se no corpo de encosto em um período no qual uma pressão alta, através de um determinado valor limite definido pelo modo de construção da vedação rotativa, está presente na área de alta pressão, isto é, ser comprimido pela pressão alta no corpo de encosto.

[00013] Pela compressão pelo menos temporária do anel de vedação no corpo de encosto elástico de borracha, a posição relativa do anel de vedação em relação ao corpo de encosto é fixada por forças de fricção, que se apresentam entre o anel de vedação e o corpo de encosto. O corpo de encosto é comprimido do mesmo modo no elemento de apoio e/ou pode estar realizado em uma peça com o elemento de apoio. Um arrasto do anel de vedação pela parte de máquina montada de modo rotativo é, desse modo, evitado de modo confiável.

[00014] Uma montagem simples da vedação rotativa é particularmente possível, quando o elemento de apoio está formado em uma peça com a primeira parte de máquina como parte da estrutura de recepção de vedação. A estrutura de recepção de vedação pode, nesse caso, estar formada como ranhura anular. Como, então, não precisa ser previsto um elemento de apoio rígido adicional, o anel de vedação e, quando não realizado em uma peça com o elemento de apoio, o corpo de encosto podem ser inseridos ou apertados simplesmente como partes elasticamente deformáveis na estrutura de recepção de vedação.

[00015] A disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção é particularmente apropriada para passagens giratórias, nas quais a segunda parte de máquina está formada como um eixo radial montado na primeira parte de máquina, sendo que a vedação rotativa está formada de modo anular e está disposta em torno do eixo radial. A passagem giratória é, portanto, parte, de um abastecimento de pressão de um acumulador de pressão, que, de acordo com a necessidade, pode ser regulado e/ou ajustado no que se refere à sua pressão.

[00016] Quando o corpo de encosto se estende em direção radical da vedação rotativa entre o anel de vedação e a estrutura de recepção de vedação, pode estar presente uma tensão prévia do anel de vedação dirigida radialmente na direção da segunda parte de máquina por uma força de restauração elástica do corpo de encosto. Com isso, uma força de compressão da borda de vedação na direção da superfície de vedação pode estar previamente ajustada pelo modo de construção da vedação de rotação.

[00017] De preferência, o corpo de encosto apresenta uma área anexada ao anel de vedação no lado da área de alta pressão, em direção axial da parte de máquina montada de modo rotativo. Com isso a borda do anel de vedação afastada radialmente da superfície de vedação, portanto, a área de borda do assento de vedação, está disposta em uma cavidade do corpo de encosto. Essa borda forma então uma espécie de ponto de rotação, em torno do qual o anel de vedação pode se virar mais ou menos, no caso de diferenças de pressão relativas entre área de alta pressão e área de baixa pressão, de modo que a força, com a qual a borda de vedação é comprimida sobre a superfície de vedação pode adaptar-se dinamicamente.

[00018] De modo particularmente preferido, a disposição de vedação de acordo com a invenção está formada como passagem giratória. Nesse caso, a área de alta pressão está formada por uma área de passagem giratória, sendo que pela área de passagem giratória um fluido, que fluido que se encontra sob uma sobrepressão em relação à área de baixa pressão, pode ser introduzido de uma das partes de máquina, pela superfície de vedação, na outra das partes de máquina. Isto é, as duas partes de máquina formam, em conjunto uma passagem giratória e a vedação rotativa está disposta como vedação de passagem giratória entre as partes de máquina. A área de passagem giratória forma a área de alta pressão, que em relação à pressão da párea de baixa pressão, encontra-se, pelo menos temporariamente, sob sobrepressão.

[00019] De modo particularmente preferido, o elemento de apoio estende-se, pelo menos em uma região de apoio, obliquamente à direção axial da parte de máquina montada de modo rotativo, de tal modo que o anel de vedação na região de apoio é comprimido pelo corpo de encosto para fora da superfície de vedação. Isto é, o corpo de encosto está formado de tal modo que o anel de vedação é comprimido com a borda de vedação contra forças elásticas internas do corpo de enxoto na direção da superfície de vedação, quando o corpo de encosto, por exemplo, por uma sobrepressão existente em relação à área de baixa pressão, é comprimido a parte de seu lado no lado do anel de vedação. Assim, as forças de fricção, que atuam em uma vedação de passagem giratória, entre a superfície de vedação da parte de máquina montada de modo rotativo e a vedação de passagem giratória podem ser reduzidas de modo particularmente eficiente. Desse modo, pode ser obtido que em um estado sem sobrepressão, ou um estado com uma pressão situada abaixo de um valor de limiar, a borda de vedação na área de passagem giratória encostas-e, substancialmente sem força de compressão, na superfície de vedação ou está afastada da superfície de vedação. Em um estado de sobrepressão ou ume estado com uma pressão acima do valor de limiar, na área de passagem giratória, a borda de vedação, por outro lado, encosta-se hermeticamente na superfície de vedação, uma vez que, então, pelo fluido que se encontra sob pressão, um componente de força é exercido sobre o anel de vedação, que atua contra o afastamento pelo corpo de encosto. Portanto, um efeito de vedação mais alto é causado pelo lábio de vedação presente, quando existe uma pressão relativamente alta na área de passagem giratória, portanto, quando o fluido existente na área de passagem giratória se encontra sob uma pressão relativamente alta. Como em muitas aplicações de passagens giratórias o fluido só se encontra temporariamente sob pressão alta, ou só é temporariamente solicitado com uma pressão particularmente alta, é obtida, desse modo, uma fricção pequena da vedação rotativa, a uma fuga pequena. Por exemplo, no caso de um gás quente como fluido, que é usado para aquecimento de um cilindro, a borda de vedação só é comprimida fortemente na superfície de vedação, quando o gás é comprimido com alta pressão no cilindro, para, por exemplo, aquecer temporariamente o cilindro. Só em um âmbito de tempo de aquecimento, uma rotação do cilindro é freada de modo digno de nota pela borda de vedação comprimida na superfície de vedação. Quando, no momento, não estiver sendo introduzido gás quente, por exemplo, pelo fato de, por exemplo, ter sido atingida a temperatura de serviço do cilindro, a pressão do fluido cai na área de passagem giratória e a borda de vedação levanta-se, por exemplo, da superfície de vedação, uma vez que o anel de vedação é comprimido para fora da superfície de vedação pelo corpo de encosto, particularmente posto sob tensão prévia elástica, e/ou comprimido.

[00020] Quando o anel de vedação apresenta uma secção transversal inclinada de modo côncavo, em ângulo à área de passagem giratória, uma força, que comprime a borda de vedação sobre a área de vedação contra as forças elásticas internas do corpo de encosto, pode ser gerada particularmente bem pela sobrepressão do fluido existente, pelo menos temporariamente, na área de passagem giratória. Nesse caso, a área de passagem giratória é de tal modo limitada pelo anel de vedação e pela superfície de vedação, que entre a superfície no lado da área de passagem giratória do anel de vedação e a superfície de vedação existe um ângulo obtuso.

[00021] O elemento de apoio pode ser produzido de um plástico rígido ou de um metal, de preferência, de ao. O anel de vedação pode ser produzido, vantajosamente,de PTFE, portanto, politetrafluoretileno PUR (poliuretano). Mateirais elásticos de borracha resistentes ao desgaste, tais como borracha fluorada) ou HNBR (materiais elásticos de borracha) também podem ser usados como materiais para o anel de vedação. O corpo de encosto é produzido, pre, de um elastômero. Nesse caso, é importante que ele apresente um comportamento de mola elástico de borracha.

[00022] Quando duas vedações rotativas estão dispostas, de preferência, de modo especularmente simétrico em torno da, ou de uma, área de passagem giratória, a área de passagem giratória é vedada com segurança pelos dois lados.

[00023] A invenção é explicada doravante mais detalhadamente por meio de exemplos de modalidade, sob referência aos desenhos. Nos desenhos está representada uma imagem em corte, em cada caso, guiada axialmente à parte de máquina montada rotativamente, sendo que, em cada caso, só está mostrada a metade superior da disposição de vedação.

[00024] As figuras 1a e 1b mostram uma modalidade preferida de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção para vedação de uma superfície de vedação formada como área de superfície cilíndrica.

[00025] A figura 2 mostra uma outra modalidade de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção em uma passagem giratória.

[00026] A figura 3 mostra uma outra modalidade de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção.

[00027] A figura 4 mostra uma modalidade de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção para vedação de uma passagem giratória em um lado frontal de uma parte de máquina montada de modo rotativo.

[00028] As figuras 5a a 5e mostram modalidades de vedações rotativas de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção.

[00029] A figura 6 mostra uma modalidade de um corpo de encosto de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção.

[00030] A figura 7 mostra uma outra modalidade de uma vedação rotativa de acordo com a invenção similar à vedação rotativa da figura 3.

[00031] As figuras 8a a 8h mostra outras modalidades de vedações rotativas de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção.

[00032] As representações dos desenhos mostram o objeto de acordo com a invenção de modo fortemente esquematizado e não devem ser entendidos em escala. Os componentes individuais do objeto de acordo com a invenção estão representados de tal modo que sua estrutura pode ser bem mostrada.

[00033] Nas figuras 1a e 1b, está representada uma modalidade preferida de uma disposição de vedação rotativa 1 de acordo com a invenção em um corte transversal. Entre uma parte de máquina 2 (eixo) montada de modo rotativo e uma parte de máquina 3, que forma um mancal para a parte de máquina montada de modo rotativo 2, estão montadas vedações rotativas 5. As vedações rotativas apresentam, portanto, uma forma anular simétrica ao ponto central do anel. A rotatividade do eixo está representada simbolicamente por uma seta dupla curvada. A segunda parte de máquina 2 está formada como um eixo radial montado na primeira parte de máquina 3, sendo que as vedações rotativas 5 estão formadas em forma anular e estão dispostas em torno do eixo radial. O eixo de simetria de rotação 6 das vedações rotativas 5 coincide com o eixo de rotação do eixo radial.

[00034] Alternativamente, também a parte de máquina 3 pode girar em torno da parte de máquina 2.

[00035] As vedações rotativas 5 estão inseridas em uma estrutura de recepção de vedação formada por uma primeira das partes de máquina 3. A estrutura de recepção de vedação não precisa ser formada, tal como mostrado na figura, por uma moldação de superfície interna especial da primeira parte de máquina, portanto, estacionária. Por estrutura de recepção de vedação também pode estar indicada apenas uma área de superfície não especificada adicionalmente, na qual está posicionada uma vedação rotativa. A segunda das partes de máquina 2, portanto no caso representa, o eixo radical, apresenta uma superfície que forma uma superfície de vedação 7, que está moldada como área de superfície cilíndrica. O assento das vedações rotativas 5 está fixado por um disco 8, que, por sua vez, está fixado por meio de um anel elástico 9 inserido em uma ranhura.

[00036] Por meio das vedações rotativas 5, uma área de alta pressão 10, formada como área de passagem giratória, é veda contra uma área de baixa pressão 11 entre as partes de máquina 2, 3. Pela área de passagem giratória 10, um fluido, que se encontra sob uma sobrepressão em relação à área de baixa pressão 11, com a pressão baixa PN, pode ser introduzido da parte de máquina 3 estacionária, pela superfície d vedação 7, na parte de máquina rotativa 3. A pressão baixa Pn pode ser, por exemplo, a pressão atmosférica normal. Para esse fim, está previsto um furo 14 na parte de máquina 3 estacionária, que sai na área de passagem giratória. Também a parte de máquina rotativa 2 apresenta furos, que saem na área de passagem giratória 10 e a conectam a área de passagem giratória 10, para passagem do fluido, com uma extremidade de eixo da parte de máquina rotativa 2. Pelos furos 14 o fluido pode, portanto, se introduzido da parte de máquina 3 estacionária na parte de máquina 2 rotativa, o que está representado simbolicamente na figura pelas setas 16. Caso necessário, o fluido também pode correr contra a direção de seta das setas 16.

[00037] Duas vedações rotativas 5 estão dispostas de modo especularmente simétrico em torno da área de alta pressão 10, ou da área de passagem giratória. Cada uma das vedações rotativas 5 apresenta um elemento de apoio 20 substancialmente rígido e disposto de modo substancialmente estável em posição à primeira parte de máquina 3, um corpo de encosto 21, deformável de modo elástico de borracha, anexado no lado da área de passagem giratória no elemento de apoio 20, e um anel de vedação 23, que apresenta uma borda de vedação 22 e está encostado de modo solto no corpo de encosto 21.

[00038] Cada um dos anéis de vedação 23 apresenta nos dois lados de sua borda de vedação 22, em cada caso, um lado largo 24 e apresenta uma área de borda de assento de vedação 26 afastada da borda de vedação. Os lados largos 24 de cada anel de vedação 23 estão conectados um ao outro através da respectiva área de borda de assento de vedação 26 e o corpo de encosto 21 está disposto, em cada caso, entre um dos lados largos 24 do respectivo anel de vedação 23 e o elemento de apoio 20 associado. Os lados largos 24 formam áreas de superfície sobre pelo menos um dos lados da borda de vedação 22 , que pelo menos um dos lados da borda de vedação 22 formam uma superfície de ataque suficiente para o fluido, que se encontra sob pressão na área de alta pressão, para comprimir o anel de vedação 23 com a borda de vedação 22 hermeticamente sobre a superfície de vedação 7. O anel de vedação 23 pode apresentar, particularmente, a forma de um anel circular plano, de preferência deformado de modo côncavo, sendo que a borda dirigida radialmente para dentro forma a borda de vedação 7.

[00039] Portanto, os anéis de vedação 23 não estão conectados fixamente com o corpo de encosto 21 correspondente, mas estão apenas encostados. Nesse caso, também podem estar presentes espaços intermediários. O elemento de apoio 20 é um componente separado das partes de máquina 2, 3. A borda de vedação 22 dos anéis de vedação 23 está disposta, em cada caso, em uma região de carga do respectivo anel de vedação, que se salienta para além do elemento de apoio 20 e o corpo de encosto 21 situado no meio, na direção da superfície de vedação 7. Particularmente essa região de carga é variável em sua posição na solicitação com pressão na área de alta pressão 10. A região de carga deforma-se, portanto, na solicitação com pressão, de tal modo que a borda de vedação 22 é comprimida na superfície de vedação 7.

[00040] Os anéis de vedação 23 são afastados, em cada caso, da superfície de vedação 7 pelo corpo de encosto 21 correspondente. Isto é representado simbolicamente pelas setas 25 na figura. O afastamento ocorre pelas propriedades elásticas de borracha dos corpos de encosto 21. Os anéis de vedação 23 apresentam, em cada caso, uma secção transversal inclinada de modo côncavo à área de passagem giratória 10. A área de passagem giratória 10 está limitada, nesse caso, pelos anéis de vedação 23 e pela superfície de vedação 7 de tal modo que entre as superfície no lado da área de passagem giratória dos anéis de vedação 23 e a superfície de vedação 7 existe, em cada caso, um ângulo obtuso. Os corpos de encosto 21 apoiam-se contra o elemento de apoio 20, em cada caso correspondente.

[00041] Quando um fluido, que se encontra sob alta pressão Ph, é introduzido na área de passagem giratória 10, então, tal como simbolizado por setas curvas na figura, uma força é exercida sobre as superfícies no lado da área de passagem giratória dos anéis de vedação 23. Essa força leva a uma compressão dos corpos de encosto 21 contra suas forças de ajuste elásticas de borracha internas, que afastam o anel de vedação 23 da superfície de vedação 7. Com isso, as bordas de vedação 22 são comprimidas sobre a superfície de vedação 7, de modo que a área de passagem giratória 10 é vedada contra a área de baixa pressão 11, substancialmente livre de fugas.

[00042] Na disposição de vedação representada na figura 1, as duas vedações rotativas 5 apresentam, em cada caso, um diâmetro radial idêntico. De modo correspondente, também a estrutura de recepção de vedação, na qual as duas vedações rotativas 5 estão montadas, tem nos dois lados do furo 14 na parte de máquina estacionária 3 o mesmo diâmetro interno.

[00043] Na figura 1b, as duas vedações rotativas 5 apresentam, em cada caso, um diâmetro radial diferente. De modo correspondente, a estrutura de recepção de vedação, na qual as vedações rotativas 5 estão montadas,forma nos dois lados do furo 14 na parte de máquina estacionária 3 um diâmetro interno diferente, de modo que é formado um escalão 29 pelo diâmetro interno.

[00044] Na figura 2 está representada uma outra modalidade de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção em uma passagem giratória. A disposição de vedação rotativa corresponde, substancialmente, à modalidade representada na figura 1a, motivo pelo qual as características correspondentes entre si estão designadas com os mesmos sinais de referência. Diferentemente da modalidade da figura 1a, os corpos de encosto 21 das vedações rotativas 5 representadas na figura 2 formam, em cada caso, um rebordo em sua área adjacente ao furo 14 na parte de máquina estacionária 3. Os rebordos dos corpos de encosto 21 encostam-se de tal modo que elas apresentam a função de uma válvula de restauração. Quando um fluido é introduzido sob pressão alta na direção da seta 16 pelo furo 14 na parte de máquina estacionária 3, os rebordos são afastados, de modo que o fluido é introduzido na área de alta pressão 10. Quando a pressão do fluido é reduzida, os rebordos 30 fecham pelas forças de restauração elásticas do material elástico de borracha dos corpos de encosto 21 novamente o furo 14 na parte de máquina estacionária 3.

[00045] Na figura 3 está representada uma outra modalidade de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção. Tal como na figura 1, a vedação rotativa 5 da disposição de vedação rotativa está disposta para vedação de uma área de alta pressão 10 formada como área de passagem giratória contra uma área de baixa pressão 11 em uma passagem giratória entre uma segunda parte de máquina 2 formada como eixo e uma primeira máquina 3 formada como mancal da mesma. Nas figuras as partes da disposição de vedação rotativa correspondentes à figura 1 estão designadas com os mesmos sinais de referência.

[00046] Diferentemente da modalidade da figura 1, o elemento de apoio 20 está realizado em uma peça com a segunda parte de máquina 2. O elemento de apoio 20 é formado, nesse caos, pelo flanco no lado da baixa pressão de uma ranhura que forma a estrutura de recepção de vedação, na qual estão inseridos o corpo de encosto 21 elástico de borracha e o anel de vedação 23.

[00047] O anel de vedação é, nesse caso, apertado na ranhura pelo corpo de encosto. Para esse fim, o corpo de encosto 21 apresenta no lado da área de alta pressão, na direção axial da parte de máquina 2 montada de modo rotativo, uma área anexada ao anel de vedação 23. Desse modo, a borda do anel de vedação 23 radialmente afastada da superfície de vedação está disposta em uma cavidade do corpo de encosto 21. Pelo menos quando uma sobrepressão suficiente existir na área de alta pressão 10, o anel de vedação 23 é comprimido fixamente na área do corpo de encosto 21 disposto entre o elemento de apoio 20 e o anel de vedação 23, de modo que é impedido um arrasto do anel de vedação 23 pelo eixo. A compressão do anel de vedação no corpo de encosto está representada simbolicamente na figura por uma seta na região da superfície de vedação.

[00048] O corpo de encosto 21 também se estende em direção radial da vedação rotativa 5, entre o anel de vedação 23 e a estrutura de recepção de vedação. Nesse caso, está presente uma tensão prévia do anel de vedação 23 dirigida radialmente na direção da segunda parte de máquina 2, por uma força de restauração elástica do corpo de encosto 21. Isto é causado pelo fato de que em sua forma básica, o corpo de encosto 21 em forma de M está comprimido com suas duas extremidades superiores 60, que terminam em ponta, de modo não comprimido, no fundo de ranhura da ranhura. Por esse motivo, as duas extremidades 60 estão representadas de modo arredondado na figura. O apoio flexível do anel de vedação 23, dado desse modo na ranhura, ainda é flexibilizado adicionalmente por espaços vazios entre o fundo de ranhura e o corpo de encosto 21 e/ou entre o corpo de encosto 21 e o anel de vedação. Como o anel de vedação 23 pode virar-se facilmente no caso de solicitação com pressão, a borda de vedação 22 está formada de modo achatado ou a borda de vedação 22 forma duas bordas, que, dependendo da solicitação com pressão, efetuam a vedação, alternativamente, contra a superfície de vedação 7.

[00049] Na figura 4 está representada uma modalidade de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção, com duas vedações rotativas 5para vedação de uma passagem giratória em um lado frontal de uma parte de máquina 2 montada de modo rotativo. Como lado frontal, é designado um lado da parte de máquina 2 rotativa, sobre cuja superfície o eixo de rotação da parte de máquina rotativa 2, isto é, a direção axial da mesma, está posicionada perpendicularmente. Nesse caso, as características correspondentes à disposição de vedação rotativa da figura 1a estão designadas com os mesmos sinais de referência. O lado frontal da parte de máquina rotativa 2 forma a superfície de vedação 7 e está formada como superfície circular. Os corpos de encosto 21 estão dispostos em direção radial da parte de máquina 2 montada de modo rotativo, entre o elemento de apoio 20 em cada caso correspondente e o respectivo anel de vedação 23. A parte de máquina estacionária 3 apresenta nos dois lados de um furo 14, que serve como alimentação de fluido, em cada caso, uma ranhura anular como estrutura de recepção de vedação, na qual as vedações rotativas 5 estão inseridas. Nos flancos de ranhura da ranhura afastados do furo está previsto, em cada caso, um entalhe 32, no qual está engatada, em cada caso, uma saliência prevista nos elementos de apoio 20, com o que as vedações rotativas 5 estão fixadas em sua posição, axialmente em relação à parte de máquina rotativa 2.

[00050] Nas figuras 5a a 5e estão representadas figuras em corte axial de diversas modalidades de vedações rotativas de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção. As modalidades correspondem, substancialmente, à vedação rotativa de acordo com a figura 1. Por esse motivo, doravante são explicados apenas detalhes especiais. Nas figuras as partes da disposição de vedação rotativa correspondentes à figura 1 estão designadas com os mesmos sinais de referência. Os corpos de encosto 21 das vedações rotativas apresentam, em cada caso, no lado da estrutura de recepção de vedação um alargamento à maneira de um pé. O corpo de encosto estende-se, nesse caso, em direção radial da vedação rotativa 5, entre o anel de vedação 23 e a estrutura de recepção de vedação e o corpo de encosto 21 apresenta no lado da área de alta pressão, na direção axial da parte de máquina 2 montada de modo rotativo, uma área anexada ao anel de vedação 23. Esta última área estende-se a uma distância diferente na direção da borda de vedação. Desse modo, a borda do anel de vedação 23 afastada da superfície de vedação está disposta em uma cavidade do corpo de encosto 21.

[00051] Os corpos de encosto 21 apresentam, em cada caso, no lado da recepção de vedação pelo menos uma extremidade 60 que termina de modo pontiagudo. Essas extremidades 60 são comprimidas, em cada caso, de tal modo na estrutura de recepção de vedação que o corpo de encosto 21 deforma-se elasticamente e, devido a isso, é obtida uma tensão prévia do anel de vedação 23. Isso está simbolizado pela representação em tracejado das extremidades 60. Com isso, também a borda do anel de vedação 23 afastada radialmente da superfície de vedação é apertada, em cada caso, elasticamente na cavidade no corpo de encosto 21. Na figura 5b é formada, com isso, uma borda 70, que transpõe uma distância. As vedações rotativas representadas distinguem-se, ainda, na formação dos elementos de apoio 20, dos anéis de vedação 23 e das áreas dos corpos de encosto 21 situadas entre os mesmos.

[00052] Nas figuras 5a a 5e, os elementos de apoio 20, os anéis de vedação 23 e as áreas dos corpos de encosto 21 situados entre os mesmos apresentam, em cada caso, uma secção transversal inclinada de modo côncavo à área de alta pressão. Nesse caso, nos exemplos de modalidade das figuras 5c a 5e a área do corpo de encosto 21 disposta entre o elemento de apoio 20e o anel de vedação 23 está conicamente alargada na direção da borda de vedação. Por outro lado, na figura 57 a secção transversal do elemento de apoio 20, do anel de vedação 23 e da área do corpo de encosto 21 situado entre os mesmos não está inclinada.

[00053] Todas as modalidades representadas têm em comum o fato de que uma tensão prévia dirigida radialmente na direção da segunda parte de máquina 2, não representada, está presente, em cada caso, por uma força de restauração elástica do corpo de encosto 21. Pelo fato de que o elemento de apoio 20 estende-se, em cada cão, pelo menos em uma região de apoio, obliquamente à direção axial da parte de máquina montada de modo rotativo, não representada, o corpo de encosto 21 é comprimido nessa região entre o elemento de apoio 20 e o anel de vedação pela tensão prévia citada. Com isso, por sua vez, o anel de vedação 23 na região de apoio é afastado pelo corpo de encosto 21 da superfície de vedação. O corpo de encosto 21 está disposto, nesse caso, na região de apoio, em cada caso, radialmente entre o respectivo elemento de apoio 20 e o anel de vedação 23 correspondente.

[00054] Na figura 6 está representada uma modalidade de um corpo de encosto 21 de uma disposição de vedação rotativa de acordo com a invenção em uma vista de cima dirigida axialmente. Também é mostrada a superfície no lado do anel de vedação do corpo de encosto 21. Embora o corpo de encosto também possa apresentar superfícies planas no lado do anel de vedação, nesse exemplo de modalidade, porém, a superfície apresenta entalhes 80 na direção do anel de vedação, de modo que permanece uma distância entre o corpo de encosto 21 e o anel de vedação, também na compressão do corpo de encosto 21.

[00055] Na figura 7 está representada, em um corte axial, uma outra modalidade de uma vedação rotativa de acordo com a invenção semelhante à vedação rotativa da figura 3. Podem ser vistas as duas extremidades 60 pontiagudas previstas para compressão do corpo de encosto e, nos dois lados, em cada caso, uma distância 85 entre o corpo de encosto 21 e o anel de vedação 23. As distâncias 85 podem estar preenchidas depois da inserção do corpo de encosto 21 e do anel de vedação em uma ranhura de uma estrutura de recepção de vedação por compressão axial do corpo de encosto 21, com o que o anel de vedação 23 pode estar apertado pelo corpo de encosto 21.

[00056] Nas figuras 8a a 8h estão representadas figuras em corte de diversas modalidades de vedações rotativas 5 de uma disposição de vedação rotativa. As vedações rotativas 5 da respectiva vedação rotativa estão dispostas, em cada caso, em uma estrutura de recepção de vedação formada como ranhura de uma parte de máquina 3 estacionária e vedam, em casa caso, contra uma superfície de vedação de uma parte de máquina rotativa 2, formada como área de superfície cilíndrica. Estão previstos, em cada caso, um elemento de apoio 20, um corpo de encosto 21 elástico de borracha e um anel de vedação 23. O corpo de encosto 21 está disposto, em cada caso, pelo menos parcialmente, em direção axial da parte de máquina 2 montada de modo rotativo, entre o elemento de apoio 20 e o anel de vedação 23. Os corpos de encosto 21 estão dispostos, em cada caso, simetricamente em torno do anel de vedação 23. Nas figuras 8e e 8h o elemento de apoio 20 está realizado como um componente, por exemplo, de chapa, que circunda, de modo afastado da borda de vedação, o anel de vedação 23 e os corpos de encosto 21. Nas figuras 8d e 8g o elemento de apoio 20 é formado pelos flancos de ranhura da estrutura de recepção de vedação. Nesse caos, não está previsto nenhum elemento de apoio separado, adicional. Nas figuras 8c e 8D está previsto, em cada caso, um elemento de fixação de posição 90 dispostos nos dois lados do anel de vedação. Esses elementos de fixação de posição 90 impedem, em cada caso, que o corpo de encosto 21 e/ou o anel de vedação 23 sejam comprimidos fortemente demais sobre a superfície de vedação 7.

[00057] É proposta uma disposição de vedação rotativa, com

- uma parte de máquina rotativa 2 montada de modo rotativo e uma parte de máquina 3, que forma um mancal para a parte de máquina 2 montada de modo rotativo, sendo que uma primeira das partes de máquina 3 forma uma estrutura de recepção de vedação, e a segunda das partes de máquina 2 apresenta uma superfície que forma uma superfície de vedação 7, e
- pelo menos uma vedação rotativa 5 disposta na estrutura de recepção de vedação, para vedação de uma área de alta pressão 10 contra uma área de baixa pressão 11 entre as partes de máquina 2, 3.

[00058] A vedação rotativa 5 apresenta um elemento de apoio 20 substancialmente rígido e disposto, substancialmente, de modo estável em posição em relação à primeira parte de máquina 3, um corpo de encosto 21 deformável de modo elástico de borracha, que se anexa no lado da área de alta pressão ao elemento de apoio 20, e um anel de vedação 23, que apresenta uma borda de vedação 22 e encostado, de preferência, de modo solto no corpo de encosto 21.

[00059] O anel de vedação 23 apresenta nos dois lados da borda de vedação 22, em cada caso, um lado largo 24 e os lados largos 24 estão conectados um ao outro através da área de borda de assento de vedação 26. Nesse caso, o corpo de encosto 21 está disposto, pelo menos parcialmente, entre pelo menos um dos lados largos 24 do anel de vedação 23 e o elemento de apoio 20.

[00060] A invenção não se limita aos exemplos de modalidade indicados acima. Pelo contrário, é concebível um número de variantes, que também a uma modalidade, formada, em princípio, de modo diferente, faz uso das características da invenção.

Claims

Passagem giratória compreendendo:
- - uma parte de máquina (2) montada de modo rotativo e uma parte de máquina (3), que forma um mancal para a parte de máquina (2) montada de modo rotativo, sendo que uma primeira das partes de máquina (3) forma uma estrutura de recepção de vedação, e a segunda das partes de máquina (2) apresenta uma superfície que forma uma superfície de vedação (7), e
- - pelo menos uma vedação rotativa (5) disposta na estrutura de recepção de vedação, para vedação de uma área de alta pressão (10) formada como área de passagem giratória contra uma área de baixa pressão (11) entre as partes de máquina (2, 3), sendo que pela área de passagem giratória pode ser introduzido um fluido, que se encontra sob uma sobrepressão em relação à área de baixa pressão (11), de uma das partes de máquina (2, 3), pela superfície de vedação (7), para a outra das partes de máquina (2, 3), sendo que a vedação rotativa (5) apresenta
- - um elemento de apoio (20) substancialmente rígido e disposto, substancialmente, de modo estável em posição em relação à primeira parte de máquina (3),
- - um corpo de encosto (21) deformável de modo elástico de borracha, que se anexa no lado da área de alta pressão ao elemento de apoio (20), e
- - um anel de vedação (23), que é produzido de PTFE e apresenta uma borda de vedação (22) e está encostado, de preferência, de modo solto no corpo de encosto (21), sendo que
o anel de vedação (23) apresenta nos dois lados da borda de vedação (22), em cada caso, um lado largo (24) e uma área de borda de assento de vedação (26) afastada da borda de vedação e os lados largos (24) estão conectados um ao outro através da área de borda de assento de vedação (26), sendo que
o corpo de encosto (21) está disposto, pelo menos parcialmente, entre pelo menos um dos lados largos (24) do anel de vedação (23) e o elemento de apoio (20),
a passagem giratória sendo caracterizada pelo fato de que o elemento de apoio (20) estende-se pelo menos em uma região de apoio obliquamente à direção da parte de máquina (2) montada de modo rotativo e sendo que o corpo de encosto (21) está formado de tal modo que o anel de vedação (23) na região de apoio é afastado pelo corpo de encosto (21) da superfície de vedação (7), de modo que a borda de vedação (22) do anel de vedação (23), a uma pressão situada abaixo de um valor de limiar, encosta-se na área de passagem giratória sem força de compressão na superfície de vedação (7) ou está distanciada da superfície de vedação (7) e o anel de vedação (23) é comprimido com a borda de vedação (22) a uma pressão acima do valor de limiar, contra forças elásticas internas do corpo de encosto (21) na direção da superfície de vedação (7) e encosta-se na mesma hermeticamente.
Passagem giratória de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície de vedação (7) está formada como área de superfície cilíndrica e o corpo de encosto (21) está disposto, pelo menos parcialmente, em direção axial da parte de máquina (2) montada de modo rotativo, entre o elemento de apoio (20) e o anel de vedação (23).
Passagem giratória de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície de vedação (7) está formada como uma superfície circular ou uma superfície de coroa circular e o corpo de encosto (21) está disposto, pelo menos parcialmente, em direção radial da parte de máquina (2) montada de modo rotativo, entre o elemento de apoio (20) e o anel de vedação (23).
Passagem giratória de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a segunda parte de máquina (2) está formada como um eixo radial montado na primeira parte de máquina (3), sendo que a vedação rotativa (5) está formada de modo anular e está disposta em torno do eixo radial.
Passagem giratória de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o elemento de apoio (20) está formado em uma peça com a primeira parte de máquina (3) como parte da estrutura de recepção de vedação.
Passagem giratória de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o corpo de encosto (21) estende-se em direção radial da vedação rotativa (5), entre o anel de vedação (23) e a estrutura de recepção de vedação, sendo que uma tensão prévia do anel de vedação(23), dirigida radialmente na direção da segunda parte de máquina (2), está presente por uma força de restauração elástica do corpo de encosto (21).
Passagem giratória de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o corpo de encosto (21) apresenta uma área anexada ao anel de vedação (23), no lado da área de alta pressão, em direção axial da parte de máquina (2) montada de modo rotativo, de tal modo que a borda do anel de vedação (23) afastada radialmente da superfície de vedação está disposta em uma cavidade do corpo de encosto (21).
Passagem giratória de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o anel de vedação (23) apresenta uma secção transversal inclinada de modo côncavo à área de passagem giratória (10).
Passagem giratória de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o elemento de apoio (20) é produzido de aço e/ou o corpo de encosto (21) é produzido de um elastômero.
Passagem giratória de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que duas vedações rotativas (5) estão dispostas, de preferência, de modo especularmente simétrico, em torno da área de alta pressão (10).