BR112019017111B1 - Disposição de vedação e elemento de vedação - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a uma disposição de vedação (10), que compreende: - uma primeira e uma segunda parte de máquina (12, 14), que sob formação de uma fenda de vedação (18) estão dispostas distanciadas uma da outra e móveis uma em relação à outra em torno de um eixo de movimento (16); - um elemento de vedação (20), com uma seção de base (24), que está disposto retido em uma estrutura de retenção de vedação, particularmente uma ranhura de retenção (26) de uma das duas partes de máquina (12, 14), e com uma cabeça de vedação (28), que com uma seção de vedação (30) em uma superfície de vedação (32) da respectiva outra parte de máquina (12, 14) se encosta de modo dinamicamente hermético, para vedar um lado de alta pressão H da fenda de vedação (18), que pode ser solicitada com pressão, em relação a um lado de baixa pressão N, sendo que o elemento de vedação (20) está dotado no lado de alta pressão de pelo menos um elemento de corrente (66, 68, 92, 94), pelo qual no movimento relativo das duas partes de máquina (12, 14), é causada uma corrente de fluido, de tal modo que no lado da alta pressão a cabeça de vedação (28) é afluída pelo fluido na região de sua seção de vedação (30). A invenção refere-se,(...).

Description

[001] A invenção refere-se a uma disposição de vedação, bem como a um elemento de vedação com uma função de lavagem no lado de alta pressão. A disposição de vedação apresenta uma primeira e uma segunda pare de máquina, que estão distanciadas uma da outra, sb formação de uma fenda de vedação e estão dispostas de modo móvel uma rem relação à outra em torno de um eixo de movimento. A disposição de vedação compreende, nesse caso, um elemento de vedação, com uma seção de base, que está disposta retida em uma ou junto a uma estrutura de retenção de vedação, particularmente, em uma ranhura de vedação, de uma das duas partes de máquina. O elemento de vedação apresenta uma cabeça de vedação, que se encosta de modo hermeticamente dinâmico em uma superfície de vedação da respectiva outra parte de máquina, vedar um lado de alta pressão da fenda de vedação, que pode ser solicitado com pressão com um fluido em relação ao lado de baixa pressão

[002] Esses sistemas de vedação dinâmicos representam elementos de construção fundamentais na construção de máquinas bem como na fabricação de automóveis. Os elementos de vedação são usados, por exemplo, como anéis de vedação radiais ou axiais. Ao mesmo tempo, esses elementos de vedação estão expostos, na prática, não por último devido ao aprimoramento técnico dos agregados, a pressões de serviço, temperaturas e velocidades de deslizamento sempre crescentes. A falha do elemento de vedação leva a um vazamento indesejável do fluido a ser vedado, o que pode ter consequências desastrosas em aplicações críticas. Os elementos de vedação precisam, portanto, satisfazer exigências cada vez mais altas à sua capacidade de vedação e, não obstante, apresentar nesse caso, uma vida útil aperfeiçoada.

[003] Um encurtamento da vida útil dos elementos de vedação é combatido na prática, predominantemente por uma lubrificação otimizada na região da seção de vedação do elemento de vedação encostada na superfície de vedação, pelo uso de pares de material com a menor fricção por deslizamento possível, bem como pro uma descarga de calor otimizada na região da zona de vedação. A esse respeito, também é tentado aperfeiçoar adicionalmente a chamada capacidade de arrasto de retorno dos elementos de vedação. No uso em serviço, na região da zona de vedação ou da seção de vedação do elemento de vedação encostada na superfície de vedação, que no uso de óleo lubrificante possa ocorrer uma sobrecarga térmica do óleo lubrificante e, em seguida, a chamada formação de óleo cabonizado. A mesma ocorre, particularmente, no uso de elementos de vedação de um material elastomérico, com uma alta estabilidade de temperatura. Nos mesmos incluem-se, especialmente, os chamados elastômeros de flúor, que se firmaram em sistemas de vedação modernos. Sabidamente, são diferenciados dois tipos de formação de óleo carbonizado .Assim, um óleo carbonizado pode depositar-se diretamente sobre a vedação ou a superfície de vedação e ali acumular-se Quando a camada de óleo carbonizado acumulado excede uma determinada espessura, então, com isso, a vida útil do elemento de vedação é encurtada. Além disso, porém, o óleo lubrificante pode penetrar no elastômero da vedação e ali, levar a uma formação de óleo carbonizado. O elemento de vedação torna-se menos elástico com isso, na região de sua seção de vedação ou de sua borda de vedação. Finalmente, o elemento de vedação não pode mais compensar suficientemente trepidações das partes de máquina ou irregularidades das superfícies de vedação, de modo o óleo sai. Essa segunda forma de formação de óleo carbonizado tem efeitos decisivos sobre a vida útil do elemento de vedação,

[004] Por esse motivo é tarefa da invenção indicar uma disposição de vedação citada inicialmente, bem como um elemento de vedação, que reagem melhor a uma formação de óleo carbonizado, bem como à acumulação de óleo carbonizado no elemento de vedação, bem como sua incorporação no material do elemento de vedação, do eu as soluções disponíveis até esta data,

[005] A tarefa referente ao elemento de vedação é solucionada por uma disposição de vedação com as características indicadas na reivindicação 1. O elemento de vedação de acordo com a vedação está indicado na reivindicação 17.

[006] A disposição de vedação de acordo com a invenção distingue-se , substancialmente pelo fato de que o elemento de vedação, no lado da alta pressão, particularmente, em seu lado frontal ou em seu flanco lateral voltado para o lado da alta pressão, está dotado de pelo menos um gerador de corrente ou um elemento de corrente, pelo qual, em um movimento relativo das duas partes de máquina, é causada uma corrente de fluido na fenda de vedação, de tal modo que a cabeça de vedação é afluída pelo fluido no lado da alta pressão, na região de sua seção de vedação. Pelo elemento de vedação de corrente, c, na operação da disposição de vedação, é gerada, portanto, diretamente ou indiretamente, uma corrente de lavagem, voltada em direção à zona de vedação dinâmica da disposição de vedação, do fluido disposto na fenda de vedação no lado da alta pressão. O elemento de corrente gera uma diferença de pressão no fluido. Por essa diferença de pressão, o fluido é acelerado diretamente em direção à zona de vedação dinâmica da disposição de vedação ou para fora da zona de vedação. No último caso citado, a zona de vedação é afluída por fluido realimentado à zona de vedação. No caso de um movimento rotativo relativo das duas partes de máquina, elemento de vedação gira junto com a parte de máquina que apresenta a estrutura de retenção da vedação, em relação à superfície de vedação, ou à parte de máquina que apresenta a superfície de vedação, gira em relação ao elemento de vedação. No último caso cita do, o fluido, por sua fricção na superfície de vedação, bem como sua viscosidade inerente, é posto em uma corrente dirigida em torno do eixo de rotação da superfície de vedação (a chamada corrente de Taylor-Couette). Se a parte de máquina, que apresenta a superfície de vedação - com relação ao eixo de movimento das partes de máquina -for a parte de máquina situada internamente na direção radial e posta em rotação, então, o fluido acelerado a velocidades de rotação mais altas, é adicionalmente impelido para fora pela força centrífuga. Desse modo, são formados os chamados turbilhonamentos de Taylor, que se encontram perpendiculares ao eixo de movimento das duas partes de máquina e causam uma mistura do fluido. A cabeça de vedação apresenta um lado frontal formado convexamente em seção transversal, que está voltado para a superfície de vedação. Desse modo, a cabeça está formada no lado da superfície de vedação de modo abaulado. Desse modo, entre a cabeça de vedação e a superfície de vedação está definido um espaço de fluido no lado da alta pressão, que se estreita na em sua seção transversal livre, isto é, permeável pelo fluido. Desse modo, pode ser obtida, no total, uma condução de corrente aperfeiçoada do fluido para a refrigeração, lubrificação e a lavagem da zona de vedação dinâmica, em direção à zona de vedação. Isso também é vantajoso para o desprendimento de depósitos de óleo carbonizado na região da zona de vedação ou para impedir a formação de um desses. A seção de vedação da cabeça de vedação compreende de acordo com a invenção, pelo menos um piso, que se estende no lado frontal para fora da cabeça de vedação. Esse piso salienta-se, portanto, sobre o contorno do lado frontal da cabeça de vedação. O piso, em estado não carregado, pode estar realizado de modo arredondado, isto é, com um raio, ou então apresentar bordas de vedação nos dois lados. A tira de vedação de acordo com a invenção está dotada de um piso contínuo, de preferência, não estruturado macroscopicamente.

[007] O elemento de corrente é afluído pelo fluido a um movimento relativo das duas partes de máquina em torno do eixo de movimento e gera uma corrente no fluido, que no caso de um elemento de vedação radialmente hermético em direção axial e, no caso de um elemento de vedação axialmente hermético, em direção radial (em cada caso, com relação ao eixo de movimento das duas partes de máquina),está voltada para a seção de vedação da cabeça de vedação ou então dirigida para fora da seção de vedação. No primeiro caso citado, a seção de vedação ou a zona de vedação é afluída pelo fluido realimentado à zona de vedação.

[008] No total, desse modo pode ser obtida uma lubrificação,refrigeração mais uma vez aperfeiçoada e, adicionalmente, uma lavagem ativa na região da seção de vedação encostada na superfície de vedação da cabeça de vedação ou da zona de vedação. A formação de depósito de óleo carbonizado na seção de vedação do elemento de vedação pode, desse modo, ser combatida eficientemente. Óleo carbonizado já formado e, opcionalmente, depositado na seção de vedação do elemento de vedação ou inclusão de óleo carbonizado na seção de vedação pode, opcionalmente, até mesmo ser ativamente removido por lavagem pelo fluido para fora da zona de vedação.

[009] O elemento decorrente de acordo com a invenção pode estar formado, particularmente, como uma ranhura do elemento de vedação Essa ranhura pode ser gerada de modo simples e a custo favorável nos processos transformação usada na produção da vedação. . De acordo com uma modalidade alternativa da invenção, o elemento de crente também pode estar realizada como um furo de passagem do elemento de vedação ou cabeça de vedação.

[0010] A ranhura citada acima ou o furo de passagem da cabeça de vedação estão formados ou dispostos de preferência, pelo menos em seções, de modo estendido obliquamente à direção de movimento das duas partes de máquina. A ranhura ou o furo de passagem, citados previamente, estão realizados de acordo com a invenção abertos nas duas extremidades

[0011] Para um efeito de lavagem particularmente eficiente na região da zona de vedação, a ranhura ou o furo de passagem de acordo com a invenção estreitam-se do lado da alta pressão em direção ao lado da baixa pressão ou a seção de vedação da cabeça de vedação, pelo menos em seções em sua seção transversal a ser permeada pelo fluido. Desse modo, a ranhura pode agir no sentido de um bocal e acelerar o fluido novamente de modo mais eficaz em direção à seção de vedação. O fluido pode, desse modo, ser alimentado, através da ranhura, à seção de vedação com uma grande velocidade de corrente. No total, desse modo, o efeito de lavagem do fluido pode ser mais uma vez aumentado adicionalmente, de modo que óleo carbonizado já formado pode ser desprendido, de modo mais eficiente, da seção de vedação ou da superfície de vedação e removido da região de vedação..

[0012] A ranhura ou o furo de passagem estão conectados em fluido no lado da seção de vedação, com um canal de corrente, de preferência, na forma de uma ranhura periférica no lado frontal da cabeça de vedação, de preferência, isto é, saem nesse canal de corrente anular da cabeça de vedação. Desse modo, a seção de vedação pode ser envolta completamente pelo fluido no lado da alta pressão. Isso é vantajoso para a descarga de calor na região da zona de vedação. Desse modo também pode ser obtida uma lavagem mais uma vez otimizada adicionalmente da zona de vedação. O canal de corrente anular está vantajosamente limitado diretamente, lateralmente (em direção ao lado de baixa pressão) pela seção de vedação da cabeça de vedação encostada na superfície de vedação.

[0013] De acordo com uma modalidade alternativa da invenção, o elemento de corrente da cabeça de vedação estende-se para fora da cabeça de vedação. O elemento de corrente está realizado, portanto, no sentido de um prolongamento perfilado da cabeça de vedação. O elemento de corrente, nesse caso, sob aspectos de tecnologia de produção, está formado, de preferência, diretamente na cabeça de vedação. Desse modo, o elemento de corrente está disposto, ao mesmo tempo retido à prova de perda na cabeça de vedação. O elemento de corrente atua no sentido de um conjunto de pás (pá) da cabeça de vedação. O elemento de corrente pode apresentar, nesse caso, uma forma de seção transversal oval, elíptica, poligonal ou triangular. Também é concebível uma forma livre da seção transversal, no sentido de um perfil de pás. A ação (de empuxo) do elemento de corrente formado como prolongamento perfilado do elemento de vedação por um dimensionamento ,bem como formação correspondente da(s) superfície(s) afluída pelo fluido ou afluída no uso em serviço é ajustável de acordo com a necessidade. Por uma seleção apropriada da inclinação da(s) superfície(s) de afluência do elemento de corrente, em relação ao eixo de movimento ou em relação ao raio local do elemento de vedação, bem como uma inclinação possível da(s) superfície(s) de afluência do elemento de corrente, pode ser influenciada a aceleração do fluido pelo elemento de corrente. O elemento de corrente também pode estar formado para ação bidirecional, particularmente, em partes de máquina móveis rotativamente, isto é, causar nas duas direções de movimento uma em relação à outra, uma corrente de fluido dirigida ao longo da fenda de vedação,

[0014] O elemento de corrente de acordo com a invenção pode estar disposto, em seções, perifericamente na cabeça de vedação e/ou pelo menos em seções em um flanco lateral da cabeça de vedação.

[0015] A lubrificação e refrigeração da seção de vedação do elemento de vedação podem mais uma vez ser aperfeiçoadas adicionalmente pelo fato de que o elemento de vedação está dotado de uma pluralidade de elementos de corrente. Desse modo, mais uma vez pode ser combatida de maneira mais eficiente a formação/incorporação de óleo carbonizado na seção de vedação do elemento de vedação. Assim, particularmente, um ou mais elementos de corrente em forma de ranhura e/ou um ou mais elementos de corrente que se salientam do elemento de vedação podem estar dispostos combinados entre si na cabeça de vedação. O(s) elemento(s) de corrente em forma de ranhura podem estar dispostos, por exemplo, no lado frontal da cabeça de vedação voltado para a superfície de vedação e/ou os elemento(s) de corrente que se salientam da cabeça de vedação, em um flanco lateral do elemento de vedação ou da cabeça de vedação. Particularmente pelos elementos de corrente que se salientam da cabeça de vedação pode, ao mesmo tempo, ser obtida uma mistura do fluido vantajosa sob aspectos térmicos. Quando por elementos de corrente são causadas regiões de corrente turbulentas, além disso, impurezas em partículas maiores (por exemplo, aglomerados de óleo carbonizado) são trituradas e suspensas no fluido. O risco de uma danificação da cabeça de vedação ou da superfície de vedação (formação de sulcos) pode, desse modo, mais uma vez, ser minimizado adicionalmente.

[0016] A pluralidade de elementos de corrente pode estar disposta na direção periférica do elemento de vedação, em uma fila ou também em filas múltiplas na cabeça de vedação. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, os elementos de corrente podem estar dispostos, pelo menos parcialmente, ao longo de uma linha em forma helicoidal ou espiral, enfileirados um depois do outro na cabeça de vedação os elementos de vedação dispostos dessa maneira podem, com isso, atuar conjuntamente de modo particularmente eficiente. Desse modo, mesmo a medidas compactas dos elementos de corrente individuais, pode ser obtida no lado de alta pressão do elemento de vedação, uma corrente de fluido suficientemente grande funcionalmente.

[0017] Deve ser observado que o elemento de vedação pode apresentar no lado da baixa pressão elementos de refluxo, que estão dispostos na cabeça de vedação. Desse modo, fluido vindo do lado de alta pressão para o lado de baixa pressão, pode ser transportado de volta à seção de vedação da cabeça de vedação e, com isso, a lubrificação., refrigeração bem como também a capacidade de retorno do elemento de vedação podem ser mais uma vez aperfeiçoados adicionalmente. Os elementos de refluxo podem estar formados em forma de ranhura ou também como prolongamentos perfilados, de maneira correspondente aos elementos de corrente citados acima do elemento de vedação.

[0018] O elemento de vedação de acordo com a invenção pode consistir, pelo menos parcialmente, de preferência completamente, em um material elastomérico.

[0019] Deve ser observado, além disso, que a estrutura de retenção de vedação pode estar formada por um cartucho, com vista a uma montagem mais simplificada da disposição de vedação. O cartucho pode consistir em metal ou um outro material apropriado

[0020] De acordo com a invenção, a cabeça de vedação e a seção de base podem estar conectadas entre si através de uma seção de conexão elasticamente deformável do elemento de vedação, que apresenta um traçado de seção transversal não linear ou um traçado de seção transversal substancialmente não linear, bem como várias regiões de material enfraquecidas, que estão dispostas na direção periférica do elemento de vedação, que na direção periférica do elemento de vedação estão dispostas uma atrás da outra, distanciadas uma da oura, de preferência, regularmente.

[0021] No caso de o elemento de vedação - com relação ao eixo de movimento das partes de máquina - estar realizado com vedação radial, isso é, estar realizado como um chamado anel de vedação de árvore radial ou anel de vedação de pistão, a seção de conexão apresenta um traçado de seção transversal não linear em direção radial, isto é, um traçado de seção transversal curvado. No caso de o elemento de vedação estar formado de modo axialmente hermético, isto é, como um chamado anel de vedação de eixo axial, a seção de conexão apresenta, consequentemente, um traçado de seção transversal não linear em direção axial, isso k um traçado de seção transversal curvado. Por esse traçado de seção transversal da seção de conexão deformável de modo elástico, particularmente deformável de modo elástico, particularmente, elasticamente de borracha, por um lado, trepidações da parte de máquina que apresenta a superfície de vedação, bem como irregularidades da superfície de vedação, podem ser absorvidas ou compensadas, de modo confiável pela seção de conexão. Desse modo, pode ser evitada uma sobrecarga local da seção de vedação ou da borda de vedação da cabeça de vedação e ser obtida uma capacidade de vedação confiável do elemento de vedação. Além disso, desse modo, pode ser realizado um modo de construção particularmente compacto do elemento de vedação . Isso é vantajoso para a extensão de uso possível da disposição de vedação. Quando a seção de conexão forma um espaço livre aberto em direção ao lado de alta pressão, então o elemento de vedação pode ser ativado com pressão por uma solicitação com pressão do lado de alta pressão da disposição de vedação. A cabeça de vedação, em outras palavras, é comprimida com pressão proporcional a uma pressão de serviço existente no lado de alta pressão, contra a superfície de vedação. Para esse fim, a seção de conexão apresenta vantajosamente (pelo menos em seções) um traçado de seção transversal em forma de arco ou de meandro, isto é,em forma de U ou V.

[0022] Pelos enfraquecimentos de material previstos na direção periférica do elemento de vedação , da seção de conexão deformável de modo elástico, de preferência, elástico de borracha, pode, além disso, ser obtida uma lubrificação particularmente eficiente e, com isso, refrigeração da zona de vedação, isto é, da zona de contato da seção de vedação e da superfície de vedação. Desse modo, pode ser combatida a formação de óleo carbonizado na região da zona de vedação dinâmica da disposição de vedação. Os enfraquecimentos de material da seção de conexão oferecem à cabeça de vedação, na operação da disposição de vedação, por um lado, um apoio de momentos menor do que as regiões de material não enfraquecido da seção de conexão. As mesmas estão dispostas intercaladas nos enfraquecimentos de material na direção periférica do elemento de vedação. A um movimento relativo das duas partes de máquina desse modo, é causada uma extensão de pressão de contato correspondente ao padrão de distribuição espacial das regiões de material enfraquecido e regiões de material não enfraquecido da seção de vedação na superfície de vedação, . A pressão (de superfície ) de contato alternada ou inconstante na direção periférica do elemento de vedação da seção de vedação da cabeça de vedação possibilita, nesse caso, uma lubrificação aperfeiçoada da seção de vedação ameaçada de desgaste pelo fluido disposto no lado de alta pressão da fenda de vedação ou da disposição de vedação. Isso, sem que desse modo seja influenciado negativamente o comportamento de vedação do elemento de vedação.

[0023] De acordo com a invenção, o encosto hermético da cabeça de vedação na superfície de vedação, protendido de modo determinante para a capacidade de vedação do elemento de vedação, pode ser causado, totalmente ou pelo menos parcialmente, pela seção de conexão. Nos dois casos, portanto, a cabeça de vedação é comprimida contra a superfície de vedação pela seção de conexão, que está forçosamente apoiada através da seção de base, na parte de máquina que apresenta a estrutura de retenção de vedação. Nesse caso, a seção de base está encostada hermeticamente de modo estático em direção axial ou radial na parte de máquina que apresenta a estrutura de retenção de vedação. Pelos enfraquecimentos de material de acordo com a invenção, da seção de conexão, nos dois casos, o curso de pressão de contato inconstante/alternante correspondente ao padrão de distribuição espacial dos enfraquecimentos de material da seção de vedação na superfície de vedação é intensificado adicionalmente. A seção de vedação da cabeça de vedação encosta-se, com as regiões da seção de vedação, que estão alinhadas em uma direção ortogonal à superfície de vedação com os enfraquecimentos de material da seção de conexão, com uma pressão de (superfície) de contato menor na superfície de vedação, do que com as regiões que estão alinhadas com as regiões não enfraquecidas da seção de conexão em uma direção ortogonal à superfície de vedação. Desse modo, a autolubrificação da disposição de vedação na região da zona de vedação, isto é, uma camada de lubrificante suficiente na região da zona de contato entre a cabeça de vedação e a superfície de vedação, a vida útil do anel de vedação radial do eixo pode, portanto, ser mais uma vez aperfeiçoada adicionalmente.

[0024] A seção de conexão apresenta de acordo com a invenção,nas regiões de metal enfraquecidas, de preferência, em cada caso, uma espessura que perfaz menos de 90%, particularmente, menos de 50% da espessura máxima da seção de conexão. As regiões de material enfraquecidas não são, portanto, reentrâncias da seção de conexão, mas vedam o lado de alta pressão todo o tempo em relação a uma passagem do fluido para o lado da baixa pressão. A seção de conexão pode estar moldada no centro ou, alternativamente, no lado da borda, particularmente, na borda da cabeça de vedação no lado da baixa pressão. No primeiro caso, portanto, a cabeça de vedação estende-se em direção axial, no caso de um elemento de vedação radialmente hermético com relação ao eixo de movimento em direção axial e, no caso de um elemento de vedação radialmente hermético em direção radial, lateralmente afastada nos dois lados sobre a região de ligação da seção de conexão. Desse modo, a seção de vedação da cabeça de vedação pode ser comprimida perifericamente em direção radial de maneira simples contra a superfície de vedação. Desse modo, a seção de vedação a cabeça de vedação pode ser comprimida de maneira simples em toda a volta contra a superfície de vedação em uma direção ortogonal à superfície de vedação. Nos dois casos é criado espaço na cabeça de vedação para outros componentes funcionais ou anexos do elemento de vedação radial.

[0025] Assim, a cabeça de vedação, de acordo com a invenção, pode apresentar pelo menos uma estrutura de retenção, na qual ou junto à qual está disposto, retido, um elemento de protensão deformável elasticamente (por borracha), particularmente, uma mola helicoidal ou um anel elastomérico, pela qual a cabeça de vedação é protendida contra a superfície de vedação. Esse elemento de protensão pode estar previsto de acordo com a invenção adicionalmente ou alternativamente a uma protensão da cabeça de vedação intermediada pela seção de conexão da cabeça de vedação contra a superfície de vedação. A estrutura de retenção, de acordo com a invenção, está disposta, de preferência, no lado traseiro da cabeça ,voltado para sua seção de base. Sob aspectos de tecnologia de produção, bem como também em vista a uma montagem simples e segura do elemento de vedação, a estrutura de retenção está formada, vantajosamente como uma ranhura anular. Quando a cabeça de vedação apresenta apenas uma estrutura de retenção desse tipo, então a mesma está posicionada, vantajosamente, sobre o lado de alta pressão da cabeça de vedação. Desse modo, a capacidade de vedação do elemento de vedação pode ser mais uma vez aperfeiçoada adicionalmente.

[0026] De acordo com um aprimoramento preferido da invenção, a cabeça de vedação apresenta, de preferência, em seu lado traseiro, voltado para a seção de base, nos dois lados da seção de conexão, isto é, no lado da baixa pressão e no lado da alta pressão, uma estrutura de retenção.

[0027] Nas/junto às duas estruturas de retenção, de acordo com uma primeira alternativa de modalidade de acordo com a invenção, pode estar disposto, retido, em cada caso, um elemento de protensão para a cabeça de vedação, deformável elasticamente (por borracha), particularmente, uma mola helicoidal ou um anel elastomérico. Pelos elementos de protensão, dispostos distanciados um do outro, a cabeça de vedação pode ser comprimida com sua seção de vedação, de modo particularmente confiável estável a tombamento, contra a superfície de vedação.

[0028] De acordo com uma segunda alternativa de modalidade de acordo com a invenção, na/junto à estrutura de retenção disposta no lado da baixa pressão, pode estar disposto, retido, um anel de apoio e na/junto à estrutura de retenção no lado da alta pressão, um elemento de protensão elasticamente deformável, particularmente, uma mola helicoidal ou um anel elastomérico. O anel de apoio, em comparação com o material do elemento de vedação ou da cabeça de vedação é, em si, rígido à flexão, isto é, de forma estável em direção radial e axial. Devido ao material elasticamente deformável da cabeça de vedação, o anel de apoio pode fixar a cabeça de vedação em sua posição de vedação na superfície de vedação. Em vista do material elasticamente deformável da cabeça de vedação, o anel de apoio, pode, além disso, a um dimensionamento correspondente, funcionar no sentido de um elemento de protensão para a cabeça de vedação. Além disso o anel de apoio pode causar no lado de baixa pressão um apoio axial ou radial da cabeça de vedação e/ou da seção de conexão do elemento de vedação e, assim, garantir a capacidade de funcionamento do elemento de vedação, mesmo a altas pressões de serviço do fluido. Pelo elemento de protensão disposto no lado da alta pressão, no uso em serviço da disposição de vedação, pode ser possibilitada uma pressão de contato suficiente da cabeça de vedação contra a superfície de vedação.

[0029] Para uma fixação particularmente simples e duradoura do/dos elemento(s) de protensão citado(s) acima ou do anel de apoio,a ranhura anular de acordo com a invenção apresenta, de preferência uma abertura com uma seção transversal de abertura menor em comparação com o diâmetro interno da ranhura anular. As peças de montagem anexa citadas acima podem, desse modo, na montagem da disposição de vedação, ser engatadas de maneira simples na ranhura anular e fixadas à prova de perda no elemento de vedação.

[0030] O anel de apoio de acordo com um aprimoramento da invenção, caso necessário pode estar dotado de um lábio recolhedor de óleo ou de vedação, para impedir uma introdução de impurezas do lado de baixa pressão para o lado de alta pressão da fenda de vedação, Desse modo, a disposição de vedação é novamente mais bem apropriada para uso em ambientes poluídos em alto grau. O lábio recolhedor de óleo ou de vedação encosta-se de modo circundante na parte de máquina que apresenta a superfície de vedação .O lábio recolhedor de óleo é vantajoso, para partes de máquina movidas linearmente.

[0031] A cabeça de vedação de acordo com a invenção pode ser realizada com formas de seção transversal diferentes. Assim, a cabeça de vedação pode apresentar uma forma de seção transversal oval, elíptica ou também poligonal. De preferência, a cabeça de vedação apresenta um lado frontal formado convexamente em seção transversal que está voltado para a superfície de vedação. Desse modo, cabeça de vedação está formada de modo abaulado no lado da superfície de vedação.

[0032] O elemento de vedação possibilita uma autolubrificação,autorrefrigeração aperfeiçoada e combate em serviço, uma formação de óleo carbonizado, bem como depósito ou incorporação em sua seção d vedação .No total, o elemento de vedação pode alcançar, com isso, particularmente, em aplicações de alta velocidade, uma vida útil mais longa.

[0033] A invenção é explicada mais detalhadamente, a seguir, por meio dos exemplos de modalidade reproduzidos no desenho. No desenho mostram:

[0034] Figura 1 - uma disposição de vedação com duas partes de máquina, que podem ser movidas uma em relação à outra em torno de um eixo de movimento das partes de máquina, e com um elemento de vedação, que se encosta hermeticamente de modo dinâmico em direção a uma superfície de uma das duas partes de máquina, sendo que o elemento de vedação apresenta uma seção de base e uma cabeça de vedação que estão conectadas uma à outra, através de uma seção de conexão elasticamente deformável, em seções ou em seção transversal, em forma de arco, ou por exemplo, em forma de U, e que na direção periférica está dotada de vários enfraquecimentos de material;

[0035] Figura 2 a disposição de vedação de acordo com a figura 1,em uma outra representação em corte, na qual a seção de conexão do elemento de vedação está representado cortado, em uma região sem material enfraquecido;

[0036] Figura 3 o elemento de vedação da disposição de vedação de acordo com afigura 1, m uma vista em perspectiva livre, com representação de elementos de corrente em forma de ranhura, pelas quais no uso em serviço do elemento de vedação, é causada uma corrente dirigida à seção de vedação da cabeça de vedação;

[0037] Figura 4 uma vista de detalhe parcial do elemento de vedação de acordo com a figura 3;

[0038] Figura 5 uma disposição de vedação similar à disposição de vedação de acordo com a figura 1, na qual o elemento de vedação está realizado de modo hermeticamente dinâmico em direção axial, com relação ao eixo de movimento das partes de máquina;

[0039] Figura 6 uma disposição de vedação ,na qual os elementos de corrente estão realizados como furo de passagem da cabeça de vedação;

[0040] Figura 7 uma disposição de vedação, na qual a seção de vedação da cabeça de vedação do elemento de vedação está dotada de uma ranhura de passagem;

[0041] Figura 8 uma disposição de vedação similar à disposição de vedação de acordo com a figura 1, na qual a cabeça de vedação está retida sob protensão contra uma superfície de vedação, parcialmente ou exclusivamente por dois elementos de protensão formados como molas helicoidais;

[0042] Figura 9 uma disposição de vedação similar à da figura 8,na qual a cabeça de vedação do elemento de vedação está retido na superfície de vedação no lado da alta pressão por um elemento de protensão formado como mola helicoidal e no lado de baixa pressão, por um anel de apoio;

[0043] Figura 10 uma disposição de vedação similar à disposição de vedação de acordo com a figura 9, na qual o anel de apoio dispsoto no lado da baixa pressão do elemento de vedação apresenta, adicionalmente, um lábio coletor de óleo ou de vedação, que se encosta de modo circundante na superfície de vedação;

[0044] Figura 11 uma modalidade alternativa de um elemento de vedação, que apresenta elementos de corrente em forma de ranhura, assim como prolongamentos perfilados, em uma vista em perspectiva livre

[0045] Figura 12 o elemento de vedação de acordo com a figura 1, em uma vista de detalhe parcial;

[0046] Figura 13 um elemento de vedação similar ao elemento de vedação de acordo com as figuras 11 e 12, nas quais os elementos de corrente à maneira de prolongamentos perfilados estão realizados em forma de tetraedro;

[0047] Figura 14 o elemento de vedação de acordo com a figura 13,em uma representação de detalhe parcial;

[0048] Figura 15 um elemento de vedação com elementos de corrente em forma de trapézio, em uma representação de detalhe parcial;

[0049] Figura 16 um elemento de vedação similar ao elemento de vedação representado na figura 15, em uma representação de detalhe parcial; e

[0050] Figura 17 um elemento de vedação com segundos elementos de corrente cilíndricos, em uma representação de detalhe parcial.

[0051] Nas figuras 1 e 2 está mostrada uma disposição de vedação 10, com uma primeira e uma segunda parte de máquina 12, 14, que estão dispostas de modo móvel, aqui rotativo uma em relação à outra em torno de um eixo de movimento designado com 16. Entre as duas partes de máquina 12, 14 está formada uma fenda de vedação 18. A fenda de vedação apresenta um lado de alta pressão H a ser vedado, no qual está disposto um fluido a ser solicitado com uma pressão de serviço P, particularmente um lubrificante, tal como, por exemplo, óleo,O lado de alta pressão H está vedado por meio de um elemento de vedação 20 em relação a um lado de baixa pressão N da fenda de vedação .O elemento de vedação 20 está formado aqui como um chamado anel de vedação de eixo radial.

[0052] O elemento de vedação 20 pode consistir, no total, em um material elasticamente deformável, de preferência, um elastômero, e está formado, de preferência, em uma peça. O eixo central do elemento de vedação está designado com 22. O eixo central do elemento de vedação coincide aqui com o eixo de movimento 16 das duas partes de máquina12, 14. Uma seção de bse 24 do elemento de vedação 20 está disposta retida em uma estrutura de retenção de vedação, aqui, uma ranhura de retenção 26, da primeira parte de máquina. .A ranhura também pode estar realizada aberta em uma extremidade em direção axial. A seção de base 22 pode encostar-se com vedação estática na primeira parte de mapqina12, em direção radial e/ou axial. A seção de base 22 está disposta, retida sob aperto na estrutura de retenção de vedação 24. A seção de base 24 também pode ser fixada de outra maneira familiar ao técnico, na parte de máquina 12, 14, que apresenta a estrutura de retenção de vedação 24, por exemplo, fixada por pinos, colada ou prensada. Entende-se que no material do elemento de vedação t20, podem esta embutidas parcialmente ou completamente peças de apoio ou reforço 27. Por essas peças de reforço o elemento de vedação 20 pode estar disposto, por exemplo, retido por ajuste prensado em uma estrutura de retenção de vedação formada como ranhura de retenção 26 aberta axialmente em um lado Essa peça de apoio de acordo com a representação na figura 2, também pode estar realizada em forma de L, para, assim, fixar, por exemplo, o elemento de vedação 20 sem ranhura de retenção 26 na estrutura de retenção de vedação da primeira parte de máquina 12. Essa peça de apoio pode servir, vantajosamente, como um esbarro no lado da baixa pressão para o elemento de vedação 20.

[0053] O elemento de vedação 20 apresenta, ainda, uma cabeça de vedação 28, que com uma seção de vedação 30 está encostada, de modo circundante, com vedação dinâmica em uma superfície de vedação 30 da segunda parte de máquina 14. A Deve ser observado que o elemento de vedação 30, formado como anel de vedação de eixo radial, de acordo com a figura 1, pode estar realizado como vedação interna ou então vedação externa. Nesse caso, a cabeça de vedação encosta-se hermeticamente em uma direção radial ao eixo de movimento na superfície de vedação 32 da segunda parte de máquina 14.Entende-se que o elemento de vedação 20, com relação ao eixo de movimento 16 das duas partes de máquina 12, 14, também pode etsar formado de modo axialmente hermético, tal como isso está explicado mais detalhadamente , mais abaixo, em conexão com a figura 5.

[0054] A cabeça de vedação 28 e a seção de base 24 estão aqui conectados um ao outro, exemplificadamente, através de uma seção de conexão 34 deformável de modo elástico por borracha A seção de conexão 34 está realizada em forma de meandro ou em forma de arco e apresenta em seções uma forma de seção transversal em formato de U. Um primeiro e um segundo lado 36,38 da seção de conexão estendem-se aqui, em cada caso, paralelamente ou de modo substancialmente paralelo à superfície de vedação 32 e estão conectados um ao out através de uma seção traseira da seção de conexão 34. Os dois lados 36,38 apresentam, em cada caso, uma parte terminal 42 dobrada em ângulo, que aqui se estende em uma direção radial ao eixo de movimento, isto é, em uma direção ortogonal à superfície de vedação e que está moldada na seção de base 23 ou na cabeça de vedação 28. A seção traseira 40 pode apresentar um lado externo 44 realizado convexamente, que aponta para o lado da baixa pressão. No elemento de vedação 20 de vedação radial, aqui mostrado, a seção de conexão aqui mostrado apresenta, portanto em uma direção radial ao eixo de movimento 16 um traçado de seção transversal não linear. No caso de um elemento de vedação de vedação axial, a seção de conexão apresenta, por conseguinte, um traçado não linear em direção axial. Pela seção de conexão 34 pode ser causada, pelo menos parcialmente, ou, tal como é o caso aqui, também exclusivamente, o encosto hermético protendido da cabeça de vedação 28 na superfície de vedação 32. A cabeça de vedação 28m no exemplo de modalidade aqui mostrado, é protendida, portanto, exclusivamente, pela capacidade de restauração elástica inerente ao material da seção de conexão 34, contra a superfície de vedação 32. Pela seção de conexão 34 realizada à maneira de membrana, a cabeça de vedação 28 está apoiad de modo flutuante em uma direção radial ao eixo de movimento. Desse modo, o elemento de vedação 20 pode compensar uma excentricidade da segunda parte de máquina 14,sem que ocorra uma solicitação excessiva da seção de vedação 30. Deve ser observado que ,devido à seção de conexão em forma de arco ou de meandro, entre os lados da seção de conexão 3 está formado um espaço livre 46 anular Por um espaço livre é entendido um volume espacial, no qual não está disposto nenhum componente da disposição de vedação Esse espaço livre circunda a cabeça de vedação no lado periférico . O espaço livre 46 está limitado diretamente em uma direção ortogonal à superfície de vedação 32,exclusivamente pelos dois lados 36,38 da seção de conexão 34 e conectado fluidicamente com o lado de alta pressão H da disposição de vedação 10. Quando o lao de alta pressão H e com isso, também o espaço livre 46, são solicitados com uma pressão P, então a cabeça de vedação pode ser comprimida, desse modo, com uma pressão proporcional à pressão existente, em cada caso, no lado da alta pressão, contra a superfície de vedação 32. Desse modo, o elemento de vedação 28 pode ser ativado , no total, por pressão.

[0055] A seção de conexão 34 apresenta várias regiões 48 de material enfraquecido, que estão dispostas uma atrás da outra, distanciadas uma da outra, em direção periférica do elemento de vedação 20, de preferência, regularmente. Na figura 1, o elemento de vedação 20 está representado cortado na altura de uma dessas regiões 48 de material enfraquecido. A figura 2 mostra o elemento de vedação 20 em um outro plano de corte, no qual não está cortada nenhuma região 48 de material enfraquecido da seção de conexão 34. As regiões 48 de material enfraquecido podem estar dispostas de acordo com a figura 1 (aqui, em direção radial) na altura da seção traseira 40 ou estar dispostas de modo deslocado em direção à estrutura de retenção ou à superfície de vedação 32.

[0056] A seção de conexão 34 apresenta nas regiões de material enfraquecido, em cada caso, uma espessura d, que perfaz menos de 90%, de preferência, menos de 50% da espessura máxima dmax da seção de conexão 34 em suas regiões não enfraquecidas .Deve ser observado que a seção de conexão 34 está livre de reentrâncias de passagem ou similares. A seção de conexão 34 é, portanto, no total, impermeável para fluido.

[0057] A seção de conexão 34 está moldada de acordo com as figuras 1 e 2 na cabeça de vedação 28 .A cabeça de vedação 28 apresenta, desse modo, uma metade de cabeça 28 a, 28b,disposta no lado de alta pressão e no lado de baixa pressão. A cabeça de vedação 28 apresenta, ainda, em seu lado traseiro 50 voltado para a seção de base 24,nos dois lados da seção de conexão 34, isto é, no lado da baixa pressão e no lado da alta pressão, uma estrutura de retenção. A estrutura de retenção pode, em cada caso, estar realizada como uma ranhura anular 52 circundante, que serve para recepção de outras peças de montagem anexa possíveis, as quais ainda serão abordadas a seguir, em detalhe.

[0058] A cabeça de vedação 28 apresenta uma forma de seção transversal, no total, abaulada, com um lado frontal 54 - aqui, moldado de modo convexo .A seção de vedação 30 compreende aqui uma banda de passagem 56 anular. A banda anular 56 estende-se do lado frontal 54 da cabeça de vedação 28para fora da direção à superfície de vedação 32. A banda de passagem pode apresentar uma forma de seção transversal retangular, com duas bordas de vedação 58,tal como está mostrado nas figuras 1 e 2.Deve ser observado que a banda de passagem apresenta uma superfície de passagem anular 60 contínua, que se encosta na superfície de vedação 32. A superfície de passagem, nesse caso, está realizada, de preferência, de modo não estruturado macroscopicamente.

[0059] Para uma refrigeração, lubrificação e lavagem ativa da zona de vedação, designada com 62, da disposição de vedação 10, o lado frontal do elemento de vedação está dotado no lado da alta pressão de um sistema perfilado 64. O sistema perfilado compreende aqui uma pluralidade de primeiros e segundos elementos de corrente 66,68. Por esses primeiros e segundos elementos de corrente 64, 68, em um passagem das duas partes de máquina em torno do eixo de passagem 16 -bidirecional - é causada uma corrente de fluido no lado de alta pressão da fenda de vedação 18, pela qual a cabeça de vedação 28 é afluída pelo fluido no lado da alta pressão, na região da zona de vedação 62.

[0060] A figura 3 mostra o elemento de vedação da disposição de vedação de acordo com as figuras 1e 2 em uma vista livre. Na figura 4 está mostrado um detalhe parcial do elemento de vedação 20. Os primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68 estão formados aqui, por exemplo, em cada caso, como um sulco perfilado ou ranhura da cabeça de vedação 28. Os primeiros elementos de corrente 66 estão dispostos aqui, por exemplo, distanciados um do outro na direção periférica do elemento de vedação 20, situados um atrás do ouro na cabeça de vedação 28. Os primeiros elementos de corrente 66, estão dispostos aqui em relação relativa à direção radial R (local) do respectivo elemento de corrente, estendidos, em cada caso, de modo inclinado a um primeiro lado. Os primeiros elementos de corrente formam com a direção radial (local),em cada caso, um ângulo α, aqui, aproximadamente, de 20°. Os segundos elementos de corrente 68 também estão dispostos um atrás do outro na cabeça de vedação 28,distanciados um do outro na direção periférica do elemento de vedação 20. Os segundos elementos de corrente 68, nesse caso, estão dispostos estendendo-se, em cada caso, de modo inclinado a um segundo lado. Os segundos elementos de corrente 68 formam com a direção radial (local), em cada caso, um ângulo β,aqui, de aproximadamente 20°.Os ângulos α e β citados acima podem perfazer entre 15° e 45°, particularmente, entre 20° e 40°. Entende-se que os primeiros elementos de corrente 66, também podem estar dispostos estendendo-se, pelo menos parcialmente, inclinados à direção radial R local, com diferentes ângulos α, O correspondente também vale para os segundos elementos de corrente 68.

[0061] Os primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68 em forma de ranhura apresentam, em cada caso, uma primeira abertura 70 no lado da alta pressão e uma segunda abertura 72, voltada para o lado da baixa pressão. Os primeiros e segundos elementos de corrente 66,68 estendem-se aqui, em cada caso, em uma direção axial ao eixo de movimento 16 (figuras 1 e 2),em direção ao lado de baixa pressão N ou em direção à seção de vedação 30 do elemento de vedação 20, portanto, em direção à zona de vedação 62. As ranhuras, nesse caso, saem em um canal de corrente anular, na forma de uma ranhura periférica 74 no lado frontal da cabeça de vedação 28. A ranhura periférica 77 está limitada aqui, diretamente, em relação ao lado de baixa pressão N pela banda de passagem 56. Deve ser observado que o lado frontal 54 da cabeça de vedação em sua região, que apresenta os primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68, está distanciada da superfície de vedação 32.

[0062] Os primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68 realizados em forma de ranhura podem estreitar-se em sua seção transversal permeada pelo fluido, em cada caso, em direção à seção de vedação 30 da cabeça de vedação 28. Esse estreitamento da seção transversal pode ser obtido por uma redução da respectiva largura e/ou da respectiva profundidade das ranhuras ao longo de sua extensão em direção à seção de vedação 30 da cabeça de vedação 28.

[0063] No uso em serviço da disposição de vedação 10 o element de vedação 20 gira com a parte de máquina 12, 14, que apresenta a estrutura de retenção de vedação, em relação à superfície de vedação ou a parte de máquina 12, 14, que apresenta a superfície de vedação 32, gira em relação ao elemento de vedação 20. No primeiro caso, o fluido é transportado na dependência da direção de rotação em direção axial, através dos primeiros ou através dos segundos elementos de corrente 66,68 em forma de ranhura, à zona de vedação 62 e, portanto, à seção de vedação 30. No último caso citado, o fluido, por sua fricção na superfície de vedação 32, bem como por sua viscosidade inerente, é transformado em uma corrente dirigida em torno do eixo de movimento 16 (Taylor-Couette-Stromung).

[0064] Os primeiros/segundos elementos de corrente 66,68, são,portanto, afluídos pelo fluido em um movimento relativo das duas partes de máquina 12, 14 em torno do eixo de movimento, e gera uma corrente no fluido, que no elemento de vedação radialmente hermético mostrado - com relação ao eixo de movimento - está dirigida em direção axial à seção de vedação 30 da cabeça de vedação 28.Pela afluência da seção de vedação 30 ou pela lavagem da zona de vedação 62 com o fluido, pode ser obtida uma lubrificação, refrigeração e limpeza aperfeiçoada da zona de vedação 62.Desse modo, pode ser combatida a formação e depósito de óleo carbonizado ou incorporação de óleo carbonizado na seção de vedação 30 do elemento de vedação 20. Óleo carbonizado, já formado e, opcionalmente, acumulado na seção de vedação 30 do elemento de vedação.

[0065] A cabeça de vedação pode apresentar no lado de baixa pressão N perfis de transporte de retorno 76, pelos quais, por um lado, pode ser obtida a capacidade de arrasto de retorno da disposição de vedação 10 e, por outro lado, a partir do lado d e baixa pressão N, uma lubrificação adicional da seção e vedação 30 da cabeça de vedação 28,encostada na superfície de vedação 32.Os perfis de transporte de retorno 76 podem, nesse caso, estar formados de maneira correspondente a um dos primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68 dispostos sobre o lado de alta pressão H do elemento de vedação 20.

[0066] De acordo com uma modalidade alternativa da disposição de vedação 10, a mesma está dotada um elemento de vedação, isto é, de um anel de vedação de eixo axial. Nesse caso, a superfície de vedação 32 de acordo com afigura 5, pode estar realizada em forma de disco anular e estar formada, por exemplo, por um colar anular 78 da segunda parte de máquina 14. O colar anular 78 pode estar moldado, soldado ou colado com a segunda parte de máquina 14.

[0067] Nesse tipo de construção da disposição de vedação 10, a seção de vedação 30 da cabeça de vedação 28 encosta-se hermeticamente, protendida, em uma direção axial ao eixo de movimento 16. A seção de conexão estende-se, portanto, em uma direção axial da câmara de bomba 28 até a seção de base 24 do elemento de vedação 20 e apresenta em direção axial um traçado de seção transversal não linear .Os primeiros e os segundos elementos de corrente 66,68 estão dispostos no lado de alta pressão da cabeça de vedação 28.

[0068] Os primeiros e/ou os segundos elementos de corrente 66,68 da cabeça de vedação 28 das disposições de vedação 10 explicadas acima, também podem ser formadas, pelo menos em seções, como furo de passagem 79 da cabeça de vedação 28, tal como está representado com linhas tracejada no exemplo de modalidade mostrado na figura 6

[0069] De acordo com um aperfeiçoamento alternativo, o element de vedação 10 também pode apresentar na região de sua seção de vedação 30, em vez da banda de passagem de acordo com a figura 7, pelo menos um sulco de passagem ou ranhura perfilada 80 anular ou várias ranhuras perfiladas 80 anulares, estendidas paralelamente uma à outra. Desse modo, nos dois lados da ranhura perfilada 89 pode ser realizada em cada caso, uma borda de vedação ,de arestas vivas ou, caso necessário, também uma borda de vedação arredondada na cabeça de vedação. O sulco de passagem ou ranhura perfilada 80 representa uma reentrância do lado frontal 54 da cabeça de vedação .Os flancos de ranhura da ranhura perfilada 8,, não designados mais detalhadamente ,estão conectados através ds bordas de vedação 58 com o lado frontal (ou sua superfície).

[0070] A figura 8 mostra uma disposição de vedação 10, na qual a cabeça de vedação 28 está apertada contra a superfície de vedação 32 da segunda parte de máquina 14 .Essa protensão pode estar sobreposta à função de protensão da seção de conexão 34 explicada acima, ou substituir completamente a função de protensão da seção de conexão 34. Os dois elementos de protensão 82 estão realizados, em cada caso, como componentes separados do elemento de vedação 20.e nos dois lados da seção de conexão 3,isto é, no lado da baixa pressão e no lado da alta pressão, estão dispostos, retidos, em uma das ranhuras 52 traseiras da cabeça de vedação 28. As ranhuras anulares 52 da cabeça de vedação podem apresentar, para esse fim, em cada caso, uma abertura 84, com uma largura de abertura 88 menor em comparação com o diâmetro interno 856 da respectiva ranhura anular. Os elementos de protensão 82 estão retidos, desse modo, à prova de perda no elemento de vedação 20,durante o serviço da disposição de vedação 10. Os elementos de protensão 82, de acordo com a figura 8,podem estar realizados, particularmente, na forma de uma mola helicoidal. Devido à capacidade de recepção de momentos diferente na direção periférica do elemento de vedação da seção de conexão 34, em suas regiões 48 de material enfraquecido e suas regiões de material não enfraquecido, no serviço da disposição de vedação 10 é obtida na direção periférica uma extensão da pressão de contato da seção de vedação 30 na superfície de vedação 32 da segunda parte de máquina 14. Desse modo, a lubrificação e, portanto, também a vida útil do elemento de vedação 20, pode ser aperfeiçoada.

[0071] Na figura 9 está mostrada uma disposição de vedação 10, que se diferencia do exemplo de modalidade mostrado na figura 8, substancialmente, pelo fato de que uma ranhura anular 52 da cabeça de vedação 28 está disposto um anel de apoio 90. Na ranhura anular 52 da cabeça de vedação 28 está disposto um elemento de protensão 82, elasticamene deformável, aqui, na forma de uma mola helicoidal.

[0072] O anel de apoio 90 consiste em um material com um módulo de elasticidade maior em relação ao material elastomérico do elemento de vedação 20. O anel de apoio 90 -é em si de forma estável e não é deformável ou apenas de modo insignificante pelas forças que ocorrem no serviço da disposição de vedação 10. Pelo anel de apoio 90, a cabeça de vedação 28 do elemento de vedação 20 no lado da baixa pressão pode ser retido em distância invariável ou em extensão total, com uma compressão de contato na superfície de vedação 32.O anel de apoio 99, em outras palavras - devido à deformabilidade elástica do elemento de vedação 20 - agir indiretamente como um elemento de protensão. A uma solicitação com pressão do lado de alta pressão H, a cabeça de vedação 28, bem como também a seção de conexão 34 podem apoiar-se no anel de apoio em uma direção axial ao eixo de movimento 16. Além disso, a seção de conexão 34 pode apoiar-se no anel de apoio com seu primeiro lado 36 ou sua seção traseira 40 em direção à superfície de vedação, isto é, aqui, em uma direção radial ao eixo de movimento. Dessa maneira, pode ser combatido um momento de tombamento, que atua sobre a cabeça de vedação através da seção de conexão e, portanto, um tombamento indesejável da cabeça de vedação 28 em relação ao eixo de movimento 16. A uma solicitação com pressão do lado de alta pressão H, podem, assim, ser evitados vazamentos indesejáveis do fluido do lado de alta pressão H para o lado de baixa pressão N, isto é, um blowby indesejável

[0073] O sistema perfilado 64 do elemento de vedação 20 das disposições de vedação explicadas acima, pode apresentar no lado da alta pressão também um ou mais elementos de corrente, que se estendem, em cada caso, na forma de uma saliência perfilada para fora da cabeça de vedação 28, Esses elementos de corrente podem estar dispostos, alternativamente e/ou adicionalmente na cabeça de vedação 28.Esses elementos de corrente, nesse caso, estão dispostos, de preferência, em um flanco lateral da cabeça de vedação, tal como isso ainda está explicado mais detalhadamente em conexão com as figuras 11 a 14.

[0074] De acordo com a disposição de vedação 10 mostrada na figura 10, o anel de apoio 90 pode estar dotado de um lábio de vedação ou recolhedor de óleo 91 (em forma anular), que se estende perifericamente na superfície de vedação 32 da segunda parte de máquina.

[0075] O elemento de vedação 20 mostrado nas figuras 11 e 12 tem além dos primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68 descritos acima, terceiros e quartos elementos de corrente 92, 94. Esses elementos de corrente 92, 94 apresentam, em cada caso, uma forma básica ou de seção transversal triangular. Os terceiros elementos de corrente apontam com sua ponta 96 em direção ao eixo central do elemento de vedação 40,enquanto aponta 96 dos quartos elementos de corrente apontam para fora do eixo central.

[0076] Os terceiros e quartos elementos de corrente 92,94 estão dispostos alternadamente em direção periférica do elemento de vedação, situados um depois do outro em uma fila. Entende-se que os elementos de corrente 92,94 também podem estar dispostos agrupados em vários, em uma fila ou em filas múltiplas na cabeça de vedação.

[0077] Os terceiros e quartos elementos de corrente 92, 94 formados como saliências perfiladas, formam - analogamente aos flancos lateais dos primeiros e segundos elementos de corrente 66,68- superfícies da afluência 96 para o fluido, pelas quais o fluido - na dependência da direção de rotação - podem ser movidos ao longo da fenda de vedação 18 em direção à zona de vedação 62 (figura 1) da disposição de vedação 10 ou para fora da zona de vedação 62.Em sua modelação, tamanho, bem como em seu padrão de distribuição espacial no elemento de vedação 20, as saliências perfiladas podem estar sintonizadas à posição bem como ao padrão de distribuição espacial das aberturas no lado da alta pressão dos primeiros e segundos elementos de corrente 66, 68 da cabeça de vedação 28, para durante o uso em serviço da disposição de vedação 10, gerar uma corrente de volume suficientemente grande do fluido por unidade de tempo para a seção de vedação ou a zona de vedação 62.

[0078] De acordo com o exemplo de modalidade mostrado nas figuras 13 e 14, os elementos de corrente 92, 94 realizados como saliência perfilada, também podem apresentar uma forma romboide ou, de acordo com os exemplos de modalidade mostrados nas figuras 15 e 16, uma forma trapezoide ou aproximadamente trapezoide.

[0079] No exemplo de modalidade mostrado nas figuras 17, os elementos de corrente 92, 94,formados como saliências perfiladas, apresentam uma forma básica cilíndrica circula e, consequentemente, uma forma de seção transversal circular. Esses terceiros elementos de corrente 92 estão dispostos na direção periférica do elemento de vedação 20 em duas filas e, em cada caso, alternados um em relação ao outro, de tal modo que, em cada caso, não obstante a forma de seção transversal circular dos elementos de corrente 92,94, pode ser gerada uma corrente de fluido dirigida ao longo da fenda d e vedação 18 (figura 1).

[0080] No uso em serviço, o fluido disposto no lado de alga pressão H é misturado de modo eficiente pelos elementos de corrente 92, 94 formados como saliências perfiladas e são geradas turbulências no fluido, pelas quais as impurezas por partículas contidas no fluido são trituradas adicionalmente e suspensas. Dessa maneira pode ser reduzida adicionalmente uma ação prejudicial das partículas sobre a superfície de vedação ou sobre o elemento de vedação.

Claims (17)

1. Disposição de vedação (10), que compreende: - uma primeira e uma segunda partes de máquina (12, 14), que sob formação de uma fenda de vedação (18) estão dispostas distanciadas uma da outra e móveis uma em relação à outra em torno de um eixo de movimento (16); - um elemento de vedação (20), com uma seção de base (24), que está disposto retido em uma estrutura de retenção de vedação, particularmente uma ranhura de retenção (26) de uma das duas partes de máquina (12, 14),e com uma cabeça de vedação (28), com um lado frontal (54) formado de modo convexo em seção transversal, que se encosta de modo dinamicamente hermético com uma seção de vedação (30) em uma superfície de vedação (32) da em cada caso outra parte de máquina (12, 14), para vedar um lado de alta pressão H da fenda de vedação (18), que pode ser solicitada por pressão com um fluido, em relação a um lado de baixa pressão N, caracterizado pelo fato de que a seção de vedação (30) compreende uma banda de passagem (56), que se estende no lado frontal para longe da cabeça de vedação (28) e que está dotada de uma superfície de passagem (60) contínua, sendo que o elemento de vedação (20) está conectado no lado da alta pressão com pelo menos um elemento de corrente (66, 68, 92, 94), na forma de - uma ranhura disposta no lado frontal (54), que está realizada aberta em direção à superfície de vedação (32) e que no lado da seção de vedação está conectada por fluido com uma ranhura periférica (74) da cabeça de vedação (28), ou - um furo de passagem aberto nas duas extremidades, que no lado da seção de vedação está conectado por fluido com uma ranhura periférica (74) da cabeça de vedação (28); ou - está dotado de um prolongamento perfilado que se estende para longe da cabeça de vedação (28), pelo qual no movimento relativo das duas partes de máquina (12, 14), é causada uma corrente de fluido, de tal modo que a cabeça de vedação (28) é afluída pelo fluido na região da sua seção de vedação (30) no lado da alta pressão.

2. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ranhura está realizada aberta nas duas extremidades.

3. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ranhura ou o furo de passagem estreita- se, pelo menos em seções, em sua seção transversal permeada pelo fluido, em direção à seção de vedação (30) da cabeça de vedação (28).

4. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ranhura periférica (74) está diretamente limitada lateralmente pela seção de vedação (30) da cabeça de vedação (28) encostada na superfície de vedação (32).

5. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a seção de vedação (30) da cabeça de vedação (28) apresenta pelo menos uma ranhura perfilada (80) anular.

6. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de corrente (66, 68, 92, 94) está moldado na cabeça de vedação (28).

7. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de corrente (66, 68, 92, 94) apresenta uma forma de seção transversal oval, elíptica, circular, triangular ou poligonal.

8. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de vedação (20) está dotado de uma pluralidade de elementos de corrente (66, 68, 92, 94).

9. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que os elementos de corrente (66, 68, 92, 94) na direção circunferencial do elemento de vedação são dispostos consecutivamente na cabeça de vedação (28) em uma ou mais fileiras.

10. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a cabeça de vedação (28) e a seção de base (24) estão conectadas uma à outra através de uma seção de conexão elasticamente deformável do elemento de vedação (20).

11. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a seção de conexão (34) apresenta, pelo menos em seções um traçado de seção transversal não linear.

12. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que a seção de conexão (34) apresenta várias regiões de material enfraquecido (48), que na direção periférica do elemento de vedação (20) estão dispostas uma atrás da outra, distanciadas uma da outra, de preferência regularmente.

13. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que pela seção de conexão (34) é causado um encosto hermético protendido da cabeça de vedação (28) na superfície de vedação (32).

14. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a cabeça de vedação (28) apresenta de preferência em seu lado traseiro (50), voltado para a seção de base (24), pelo menos uma estrutura de retenção, particularmente, uma ranhura anular (52), na qual ou junto à qual está disposto, retido, um elemento de protensão (82) elasticamente deformável, particularmente, uma mola helicoidal, para comprimir a cabeça de vedação (28) contra a superfície de vedação (32).

15. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a cabeça de vedação (28),de preferência em seu lado traseiro (50), voltado para a seção de base (24), apresenta nos dois lados da seção de conexão (34), isto é, no lado da baixa pressão e no lado da alta pressão, uma estrutura de retenção, particularmente, uma ranhura anular (52), sendo que nas/junto às duas estruturas de retenção está disposto, retido, um elemento de protensão (82) elasticamente deformável, particularmente, uma mola helicoidal, ou na/junto à estrutura de retenção, disposta no lado da baixa pressão, está disposto um anel de apoio (90) e na/junto à estrutura de retenção, no lado da alta pressão, está disposto, retido, um elemento de protensão (82) elasticamente deformável, particularmente, uma mola helicoidal.

16. Disposição de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de vedação (28) consiste, pelo menos parcialmente, de preferência, completamente, em um material elastomérico deformável elasticamente de borracha.

17. Elemento de vedação (20) caracterizado pelo fato de que é para uma disposição de vedação (10) como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes.