BR112021013159A2

BR112021013159A2 - Junta rotativa

Info

Publication number: BR112021013159A2
Application number: BR112021013159-0A
Authority: BR
Inventors: Anton A. Petrou; David Burrus
Original assignee: Deublin Company, LLC
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-09-28
Also published as: KR20210107110A; CA3123013A1; CN113631849A; EP3908776A4; WO2020146097A1; MX2021008167A; EP3908776A1; US20200217437A1; JP2022522947A; TW202040032A

Abstract

junta rotativa. um rotor incluindo uma abertura de fluido interna se estendendo em uma direção radial, através do rotor e duas vedações de anel dispostas em orientação oposta no rotor. cada um dos dois anéis de vedação engata de forma vedada e deslizante no rotor. um estator é disposto em torno do rotor e das duas vedações de anel e forma uma abertura de fluido externa, que se estende na direção radial através do estator. o estator inclui dois flanges de anel dispostos em extremidades axialmente distais do mesmo. cada uma das duas vedações de anel contata de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel para formar uma vedação de face deslizante mecânica.

Description

JUNTA ROTATIVA CAMPO TÉCNICO DA DIVULGAÇÃO

[001] A presente invenção refere-se aos dispositivos rotativos, tais como uniões rotativas, uniões rotativas, anéis deslizantes e semelhantes.

ANTECEDENTES DA DIVULGAÇÃO

[002] Dispositivos de acoplamento de fluido, como uniões rotativas ou juntas rotativas, são usados em várias aplicações, tais como aplicações industriais, por exemplo, usinagem de metais ou plásticos, dispositivos de fixação para realização de trabalhos de usinagem, impressão, fabricação de filme plástico, fabricação de papel e outros processos industriais que requerem um meio fluido a ser transferido de uma fonte estacionária, como uma bomba ou reservatório, para um elemento rotativo, como um fuso de máquina-ferramenta, sistema de fixação de peças de trabalho ou tambores ou cilindros rotativos. Tipos adicionais de aplicação incluem o uso em veículos, por exemplo, para inflar pneus durante o movimento do veículo ou para transferir fluido pneumático ou hidráulico para um eixo rotativo, de modo a ativar um dispositivo de ajuste de passo da hélice em uma aplicação marítima. Frequentemente, essas aplicações requerem pressões médias relativamente altas, vazões ou altas velocidades de rotação da máquina- ferramenta.

[003] Um exemplo de uma junta rotativa pode ser visto na Patente US número 7,407,198 de Ott e outros (“Ott”), que descreve uma montagem de transferência rotativa radial. No dispositivo de Ott, um rotor em forma de anel e parte estacionária incluem anéis de vedação entre os mesmos para vedar uma passagem de fluido que se estende através da parte estacionária e em um eixo disposto dentro do rotor. Embora a montagem de transferência rotativa radial de Ott seja pelo menos parcialmente eficaz em fornecer uma vedação de fluido entre um eixo rotativo e uma parte estacionária, seu arranjo requer desmontagem e/ou remontagem, por exemplo, durante o serviço, de um lado do eixo e ainda requer recortes em seus anéis de vedação para evitar sua rotação enquanto o rotor está girando.

BREVE SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO

[004] A divulgação descreve, em um aspecto, uma junta rotativa. A união rotativa inclui uma montagem rotativa adaptada para montagem em um eixo. A montagem rotativa inclui uma abertura de fluido interna que se estende em uma direção radial através da montagem rotativa e duas vedações de anel dispostas em orientação oposta em um rotor. Cada uma das duas vedações de anel é engatada de forma vedada no rotor e deslizável em relação ao rotor em uma direção axial, que é perpendicular à direção radial. Uma montagem não rotativa está disposta em torno da montagem rotativa e forma uma abertura de fluido externa que se estende na direção radial, através da montagem não rotativa. A montagem não rotativa inclui dois flanges de anel dispostos em suas extremidades axialmente distais. Cada uma das duas vedações de anel contata de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel para formar uma vedação de face deslizante mecânica. Uma lacuna radial é definida entre as montagens rotativas e não rotativas. A folga radial é vedada em uma direção axial, pelo menos em parte, pelas vedações de face deslizante mecânica entre as duas vedações de anel e os dois flanges de anel.

[005] Em outro aspecto, a divulgação descreve uma junta rotativa, que inclui um rotor adaptado para montagem em um eixo, o rotor incluindo uma abertura de fluido interna que se estende em uma direção radial através do rotor e duas vedações de anel dispostas em orientação oposta no rotor, cada um dos dois anéis de vedação sendo engatado de forma vedada no rotor e deslizável em relação ao rotor em uma direção axial, que é perpendicular à direção radial. A junta rotativa inclui ainda um estator disposto em torno do rotor e as duas vedações de anel, o estator formando uma abertura de fluido externa que se estende na direção radial através do estator, o estator incluindo dois flanges de anel dispostos em extremidades axialmente distais do mesmo. Cada uma das duas vedações de anel contata de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel para formar uma vedação de face deslizante mecânica. Uma folga radial é definida entre o rotor e o estator. A folga radial é vedada em uma direção axial, pelo menos em parte, pelas vedações de face deslizante mecânica entre as duas vedações de anel e os dois flanges de anel.

[006] Ainda em outro aspecto, a divulgação descreve um método para operar uma junta rotativa. O método inclui fornecer um rotor montado em um eixo, o rotor incluindo uma abertura de fluido interna que se estende em uma direção radial através do rotor e comunicando-se fluidamente com uma passagem de fluido no eixo; fornecer duas vedações de anel dispostas em orientação oposta no rotor, cada uma das duas vedações de anel sendo engatada de forma vedada no rotor e deslizável, em relação ao rotor, em uma direção axial, que é perpendicular à direção radial; fornecer um estator disposto em torno do rotor e as duas vedações de anel, o estator formando uma abertura de fluido externa se estendendo na direção radial, através do estator, o estator incluindo dois flanges de anel dispostos em extremidades axialmente distais do mesmo; contatar de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel, com cada uma das vedações de anel, para formar uma vedação de face deslizante mecânica; e desviar os dois flanges do anel para longe um do outro e em direção aos flanges do anel.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

[007] A Figura 1 é uma vista geral de uma junta rotativa de acordo com a divulgação.

[008] A Figura 2 é uma vista em seção através de uma porção da junta rotativa da Figura 1.

[009] A Figura 3 é uma vista parcialmente desmontada da junta rotativa da Figura 1 para ilustrar suas estruturas internas.

[0010] As Figuras 4 e 5 são vistas de contorno de diferentes perspectivas de um anel de vedação, para uso na junta rotativa da Figura 1.

[0011] A Figura 6 é uma vista parcialmente ampliada em corte e um diagrama de pressão de uma modalidade alternativa de uma junta rotativa, de acordo com a divulgação.

[0012] A Figura 7 é uma vista em seção de uma modalidade alternativa para uma junta rotativa de acordo com a divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] Nos desenhos, que fazem parte deste relatório descritivo, a Figura 1 mostra uma vista de contorno de uma junta rotativa 100, de acordo com a divulgação, e a Figura 2 mostra uma vista em seção da junta rotativa 100, para ilustrar as estruturas internas da mesma. Com referência a estas figuras, a junta rotativa 100 inclui, de modo geral, uma montagem rotativa 102 tendo uma forma geralmente cilíndrica, que está disposta de forma rotativa dentro de uma montagem não rotativa 104. Deve ser apreciado que os termos "giratório" e "não giratório" são usados para fins de discussão e não devem ser interpretados como uma limitação na função das montagens. Por exemplo, dependendo da aplicação, a montagem rotativa 102 pode permanecer estacionária, enquanto a montagem não rotativa 104 é configurada para girar em torno da montagem rotativa 102 durante a operação. Além disso, em certas aplicações, uma ou ambas as montagens 102 e 104 podem girar ou rotacionar por um deslocamento angular que é menor do que uma rotação completa. Portanto, em geral, os termos são usados para indicar os vários componentes que estão rotativamente engatados uns aos outros, sem levar em conta o movimento operacional real dos mesmos. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem rotativa 102 é configurada para ser engatada rotativamente, de modo que gire com um eixo de hélice de um veículo marítimo (não mostrado) e a montagem não rotativa 104 é configurada para ser montada em um casco do veículo marítimo (não mostrado) e, sendo assim montado, permanece estacionário com o casco enquanto o eixo da hélice está girando.

[0014] Como pode ser visto a partir da vista geral da Figura 1, uma ou mais aberturas de fluido internas 106 são formadas ao longo de uma superfície interna 110 da montagem rotativa 102, que é adaptada para ser disposta em torno de uma porção do eixo de hélice, e uma ou mais aberturas de fluido externas 108 são formadas ao longo de uma superfície externa 112, da montagem não rotativa 104. Durante a operação, o fluido pode ser transportado de forma vedada entre as aberturas de fluido interna e externa 106 e 108, enquanto a montagem rotativa 102 está girando em relação à montagem não rotativa 104 (ou vice-versa). A vedação da transferência de fluido entre as aberturas de fluido interna e externa 106 e 108 é realizada pelo uso de anéis de vedação que fornecem vedações de face mecânica deslizantes, como pode ser visto mais claramente na seção transversal da Figura 2.

[0015] Com referência à Figura 2, pode ser visto que a montagem rotativa 102 inclui um rotor 202 tendo uma luva interna 204. A luva interna 204 tem uma forma cilíndrica ou tubular geralmente oca que se estende axialmente ao longo de um eixo longitudinal L. O rotor 202 inclui ainda uma parede radial 206, que se estende radialmente para fora em relação ao eixo longitudinal L. A parede radial 206 forma uma ou mais aberturas de fluido internas 106, cada uma das quais se estende na direção radial, através do rotor 202, para conectar fluidamente a superfície interna 110, a uma superfície externa 208 da parede radial 206 (também mostrada na Figura 3).

[0016] Quando a junta rotativa 100 é instalada em um eixo (não mostrado), a luva interna 204 é disposta com um ajuste de folga em torno de uma superfície externa do eixo e se sobrepõe a uma seção da mesma que pode incluir aberturas de fluido, por exemplo, para fornecer fluido hidráulico para operar um mecanismo de controle de passo das pás da hélice (não mostrado). Para vedar contra vazamento de fluido na superfície interna 110, a luva interna 204 inclui duas ranhuras de vedação radial 210 dispostas axialmente, em cada lado das aberturas de fluido internas 106, ao longo da superfície interna 110. Na modalidade ilustrada, um colar antirrotação 211, que inclui entalhes 212 que engatam de forma combinada com os recortes ou chavetas correspondentes, formados no exterior do eixo (não mostrado), engatando rotativamente no rotor 202 com o eixo rotativo (não mostrado).

[0017] A montagem não rotativa 104 inclui um estator 214, que tem uma forma cilíndrica geralmente oca e circunda o rotor 202 na direção radial. O estator 214 forma as aberturas de fluido externas 108, que se estendem na direção radial, através do estator 214, para conectar fluidamente a superfície externa 112 com uma superfície interna 216 do estator 214. Como pode ser visto a partir da figura 2, um espaço aberto ou lacuna radial 218 existe entre a superfície externa 208 do rotor 202 e a superfície interna 216 do estator 214, que pode comunicar fluidos entre as aberturas de fluido internas e externas 106 e 108. A folga radial 218 se estende perifericamente em torno do estator 214 e do rotor 202, de modo que o fluido possa se comunicar independentemente da orientação de rotação ou movimento entre o rotor 202 e o estator 214. O fluido das aberturas de fluido externas 108 pode ser comunicado a outros componentes, como uma luva oca (não mostrada) e pode ser vedado com vedações radiais (não mostradas), dispostas nas ranhuras 220 ou pode, alternativamente, ser fornecido em um encaixe (não mostrado), instalado diretamente sobre ou dentro das aberturas 108 de maneira típica.

[0018] Para evitar vazamento do fluido que passa através da folga radial 218, a junta rotativa 100 inclui duas vedações de face mecânica 222 dispostas axialmente, em relação ao eixo longitudinal L, em cada lado da folga radial 218. Cada vedação de face 222 tem uma forma anular e contata de forma deslizante os dois flanges de anel opostos 224 e duas vedações de anel opostas 226. Na modalidade mostrada na Figura 2, os flanges de anel 224 estão conectados às duas extremidades axiais e estão dispostos radialmente dentro do estator 214. Como mostrado, as roscas 228 engatam os flanges de anel 224 no estator 214, o que permite a remoção de cada flange de anel 224 para manutenção, mas outros arranjos de montagem também podem ser usados.

[0019] As vedações de anel 226 são colocadas em orientação oposta e fazem parte da montagem rotativa 102. Na modalidade mostrada na Figura 2, as vedações de anel 226 são dispostas de forma deslizante no rotor 202 e permitem deslizar na direção axial, ao longo do eixo longitudinal L. As molas 230 são dispostas entre o rotor 202 e as vedações de anel 226 e desviam as vedações de anel 226 para longe do rotor 202 e uma da outra, e em direção aos respectivos flanges de anel 224. As vedações radiais 232 estão dispostas entre o estator 214 e os flanges de anel 224 e também entre o rotor 202 e as vedações de anel 226 para completar a vedação da folga radial 218.

[0020] Na modalidade exemplar mostrada na Figura 2, e também com referência à Figura 5, que mostra um anel de vedação 226 removido da junta rotativa 100, cada anel de vedação 226 inclui uma face anular externa 234, se estendendo na direção radial. A face anular externa 234 inclui uma porção elevada 236 que se projeta na direção axial para longe da face anular 234. A porção elevada 236 contata e desliza contra uma face anular interna 238 do respectivo flange de anel 224, para formar a vedação de face mecânica deslizante 222, em ambos os lados da junta rotativa 100. A face anular externa 234 se estende de um corpo cilíndrico 240 de cada anel de vedação 226. O corpo cilíndrico 240 fornece as superfícies que se engatam de forma deslizante e vedada na parede radial 206, do rotor 202, através da vedação radial 232.

[0021] Para montar a junta rotativa 100 entre um eixo (não mostrado) e um receptor estático (também não mostrado), o rotor 202 pode ser instalado em torno de uma seção do eixo, seguido pelas vedações de anel 226 em cada lado do rotor 202. O estator 214 pode então ser colocado em torno das vedações de anel 226 e os flanges de anel 224 instalados em ambos os lados. Para instalar os flanges de anel, as aberturas 242 podem ser formadas externamente para permitir o engate com uma ferramenta (não mostrada). Chanfros 244 podem ser formados nas bordas interna, principal e de acoplamento do rotor 202, para facilitar a instalação em um eixo.

[0022] Conforme discutido acima, as vedações de anel 226 são engatadas rotativamente para girar (ou não girar) com o rotor 202 e fazer parte da montagem rotativa 102. O engate rotativo entre as vedações de anel 226 e o rotor 202 pode ser realizado de várias maneiras, como chavetas, estrias e semelhantes. Na modalidade ilustrada, e como mostrado nas Figuras 3 e 4, uma interface octogonal é usada entre o rotor 202 e cada anel de vedação 226. Como mostrado na Figura 3, que é uma montagem rotativa parcialmente desmontada 102, na qual uma vedação de anel 226 foi removida, o rotor 202 forma uma seção octogonal macho 302 que inclui faces inclinadas simetricamente dispostas 304 e ressaltos 306. As faces inclinadas 304 são geralmente orientadas para coincidir com as molas 230, que também são espaçadas simetricamente. A seção octogonal macho 302 engata de forma coincidente com uma seção octogonal fêmea 402 formada internamente na vedação de anel 226, como mostrado na Figura 5. A seção octogonal fêmea 402 inclui porções inclinadas 404 que combinam com as faces inclinadas 304 e porções de canto 406 que acomodam os ombros 306. Como pode ser visto a partir desta vista, as indentações 408 formadas em uma superfície interna 410 da seção octogonal fêmea 402, acomodam e retêm as extremidades das molas 230.

[0023] Uma seção transversal ampliada de uma modalidade alternativa de uma junta rotativa 600 é mostrada na Figura

6. Também nesta ilustração, as pressões operacionais em certas seções das vedações de face mecânica 222 são mostradas para fins de discussão. Na modalidade mostrada na Figura 6, estruturas e recursos da junta rotativa 600, que são iguais ou semelhantes às estruturas e recursos correspondentes da junta rotativa 100, são indicados pelos mesmos números de referência usados anteriormente para simplicidade. Também nesta ilustração, as pressões operacionais em certas seções das vedações de face mecânica

222 são mostradas para fins de discussão.

[0024] Na modalidade mostrada na Figura 6, estruturas e recursos da junta rotativa 600 que são iguais ou semelhantes às estruturas e recursos correspondentes da junta rotativa 100 são indicados pelos mesmos números de referência usados anteriormente para simplicidade. Com referência à Figura 6, pode ser visto que o rotor 202 está disposto em um eixo 602. A mola 230, em vez de ser feita de duas seções de mola separadas dispostas em ambos os lados da parede radial 206 (Figura 2), é feita de uma única seção de mola que se estende através de um orifício 604 formado axialmente através da parede radial 206. Em sua posição instalada, a mola 230 pode ser colocada em compressão e, assim, aplicar uma força restauradora igualmente em ambas as vedações de anel 226, tendendo a separá-las e contra os flanges de anel 224. Com relação ao anel de vedação 226 mostrado no lado direito da Figura 6, várias forças que atuam na vedação de face mecânica deslizante 222 são ilustradas.

[0025] Se o atrito ou outras forças externas e acelerações que podem atuar na vedação de anel 226 em seu ambiente operacional forem desconsiderados, para fins de discussão, na presença de um fluido sob pressão dentro da lacuna radial 218, uma força de fechamento hidráulico 606 pode atuar sobre a vedação de anel 226, conforme as superfícies hidráulicas de fechamento da vedação são expostas à pressão do fluido. Note-se que, para a vedação à direita da Figura 6, uma força hidráulica de fechamento está na direção para a direita, isto é, uma força que tende a empurrar a vedação de anel 226 em direção e contra o flange de anel 224. Também atuando na direção de fechamento está uma força de mola 608, que resulta da força de restauração da mola comprimida 230 sobre a vedação de anel

226.

[0026] Na direção oposta da abertura, que para a vedação de anel 226 discutida no presente documento é para a esquerda ou para longe do flange de anel 224, uma força de abertura hidráulica 610 atua na vedação de anel 226 conforme as superfícies hidráulicas de abertura da vedação são expostas à pressão do fluido. Uma pressão de vedação 612, que tem um perfil linear para fluidos incompressíveis, ou um perfil curvo para fluidos compressíveis, atua ao longo da vedação de face mecânica 222. Se a força da mola 608 não for levada em consideração, a relação das forças hidráulicas de abertura sobre as forças hidráulicas de fechamento pode definir uma relação de equilíbrio B, para a vedação de anel 226, que pode ser selecionada para ser igual a um (B = 1) para uma vedação de transição, menos de um (B < 1) para uma vedação estável e mais de um (B > 1) para uma vedação instável. Na modalidade ilustrada, a razão de equilíbrio é inferior a 85%, mas outras razões podem ser usadas dependendo do tipo de fluido usado, das pressões de operação, de se uma abertura, fechamento ou nenhuma mola é usada, do tipo de mola e do valor da constante da mola e outros parâmetros. Por exemplo, uma área de contato maior entre as superfícies deslizantes na vedação de face mecânica 222 pode diminuir a razão de equilíbrio e, da mesma forma, uma área de contato menor pode aumentar a razão de equilíbrio.

[0027] Uma seção transversal de uma modalidade alternativa para uma junta rotativa 700 é mostrada na Figura 7. Nesta ilustração, estruturas e recursos que são iguais ou semelhantes às estruturas e recursos correspondentes já descritos para outras modalidades são indicados pelos mesmos números de referência usados anteriormente para simplificar. Com referência à Figura 7 são ilustradas estruturas alternativas para montar o rotor 202 no eixo 602, para vedar os flanges de anel 224 no estator 214 e para montar a mola 230 entre as duas vedações de anel opostas 226.

[0028] Mais especificamente, a conexão rosqueada 228 entre os flanges de anel 224 e o estator 214, ao contrário da modalidade mostrada na Figura 2, onde as roscas 228 se estendem axialmente por todo o comprimento dos flanges de anel 224, na modalidade mostrada na Figura 7, as roscas 228 se estendem das faces de extremidade axial 702 do estator 214, para dentro por um comprimento que é menor do que uma espessura de placa dos flanges de anel 224, na direção axial L, que deixa as vedações radiais 232 e a ranhura correspondente para acomodá-los que é formado no material do estator 214 para envolver as vedações radiais 232 de três lados, isto é, seu lado radial externo e também os lados axialmente internos e externos. As vedações radiais 232 estão, assim, em contato com uma borda radialmente externa e axialmente interna dos flanges de anel 224, o que melhora sua função de vedação, em que o diâmetro externo, em vez da localização axial final instalada dos flanges de anel 224, determina a compressão das vedações 232.

[0029] Com relação ao posicionamento da mola, como pode ser visto na Figura 7, a parede radial 206 do rotor 202 é consideravelmente mais curta do que a parede na modalidade da Figura 2, o que aumenta a distância radial da lacuna radial 218. Desta forma, a mola 230 (vide também Figura 6) é disposta entre as duas vedações de anel 226, sem ser acomodada dentro de uma abertura guia ou indentação 408, (vide Figura 4) ou dentro de um orifício 604 (vide Figura 6) da montagem rotativa 102. Isso simplifica a instalação dos componentes da montagem rotativa e reduz a complexidade no rotor 202.

[0030] Finalmente, para instalar o rotor 202 no eixo 602, o colar antirrotação 211 e os entalhes 212 (Figura 2) são substituídos por um fixador de pino com mola 704, que é instalado dentro de um orifício rosqueado 706 formado através do eixo 602. Com referência à modalidade mostrada na Figura 7, o orifício rosqueado 706 se estende diametralmente através de uma seção do eixo 602 e intercepta um canal de fluido 708 que se estende através do eixo 602. O orifício engata de forma rosqueada no fixador 704 que inclui uma seção rosqueada externa 710, que aceita de forma deslizante um pino 712. O pino 712 é desviado para fora por uma mola 714, de modo que uma ponta 716 se estenda radialmente para fora em relação a um diâmetro externo do eixo 602.

[0031] Quando o rotor 202 é instalado no eixo 602, individualmente ou com os componentes restantes da junta rotativa 700 montados no mesmo, o rotor 202 é deslizado ao longo do eixo 602 até que se sobreponha à ponta 716 do pino

712. Após o movimento contínuo do rotor 202, a ponta retrai comprimindo a mola até uma posição axial, na qual um entalhe em rampa 718 passa sobre a ponta 716, permitindo que a ponta 716 se estenda para o entalhe em rampa 718. O entalhe em rampa 718 tem geralmente uma forma de U com faces axiais inclinadas ou rampas 720 em qualquer extremidade axial que definem uma depressão côncava voltada para dentro. As rampas 720 permitem a desmontagem do rotor 202 quando movido axialmente ao longo do eixo 602, causando uma compressão da mola 714 e retração da ponta 716 quando a ponta 716 segue as rampas 720.

[0032] Embora a ponta 716 do pino 712 esteja disposta dentro do entalhe 718, as faces laterais 722 que são planas e se estendem paralelas ao eixo longitudinal L empurram para os lados (para dentro ou para fora da página na orientação mostrada na Figura 7) para engatar rotativamente o rotor 202, com o eixo 602, via interferência entre as faces laterais 722 com o pino 712. A profundidade radial d, do entalhe em rampa 718 e o ângulo a, das rampas em relação ao eixo longitudinal podem ser selecionados para transmitir, apropriadamente, um torque esperado para o rotor 202, sem cortar a ponta 716 durante a operação.

[0033] Com referência à Figura 6, pode ser visto que o rotor 202 está disposto em um eixo 602. A mola 230, em vez de ser feita de duas seções de mola separadas, dispostas em ambos os lados da parede radial 206 (Figura 2), é feita de uma única seção de mola que se estende através de um orifício 604 formado, axialmente, através da parede radial

206. Em sua posição instalada, a mola 230 pode ser colocada em compressão e, assim, aplicar uma força restauradora igualmente em ambas as vedações de anel 226, tendendo a separá-las e contra os flanges de anel 224. Com relação ao anel de vedação 226, mostrado no lado direito da Figura 6,

várias forças que atuam na vedação de face mecânica deslizante 222 são ilustradas.

[0034] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patentes, documentação técnica e manuais do usuário, patentes e outros materiais citados neste documento são incorporados como referência, na mesma medida como se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada como referência e fosse estabelecida em sua totalidade neste documento.

[0035] O uso dos termos "um", "uma" e "o, a" e referências semelhantes no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das reivindicações que se seguem) devem ser interpretados para cobrir tanto o singular quanto o plural, a menos que indicado de outra forma aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos "compreendendo", "tendo", "incluindo" e "contendo" devem ser interpretados como termos abertos (ou seja, significando "incluindo, mas não se limitando a"), a menos que indicado de outra forma. A citação de intervalos de valores neste documento se destina a servir como um método abreviado de referência individual de cada valor separado estando dentro do intervalo, a menos que indicado de outra forma neste documento, e cada valor separado é incorporado no relatório descritivo como se fosse individualmente citado neste documento. Todos os métodos aqui descritos podem ser realizados em qualquer ordem adequada, a menos que indicado de outra forma aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto. O uso de todos e quaisquer exemplos, ou linguagem exemplar (por exemplo, "tal como") fornecido neste documento, destina-se meramente a esclarecer melhor a invenção e não representa uma limitação no escopo da invenção, a menos que reivindicado de outra forma. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

[0036] As modalidades preferidas desta invenção são descritas neste documento, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações dessas modalidades preferidas podem se tornar aparentes para aqueles versados na técnica após a leitura da descrição anterior. Os inventores esperam que os técnicos experientes empreguem tais variações conforme apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de outra forma que não conforme especificamente descrito neste documento. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes do assunto citado nas reivindicações anexas, conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos acima descritos em todas as variações possíveis dos mesmos é abrangida pela invenção, a menos que indicado de outra forma aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Junta rotativa, caracterizada pelo fato de que compreende: uma montagem rotativa adaptada para instalação em um eixo, a montagem rotativa incluindo uma abertura de fluido interna se estendendo em uma direção radial, através da montagem rotativa, a montagem rotativa incluindo duas vedações de anel dispostas em orientação oposta em um rotor, cada uma das duas vedações de anel sendo engatada de modo vedado ao rotor e deslizável, em relação ao rotor em uma direção axial, que é perpendicular à direção radial; uma montagem não rotativa disposta em torno da montagem rotativa, a montagem não rotativa formando uma abertura de fluido externa se estendendo na direção radial, através da montagem não rotativa, a montagem não rotativa incluindo dois flanges de anel dispostos em extremidades axialmente distais do mesmo; em que cada uma das duas vedações de anel contata de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel, para formar uma vedação de face deslizante mecânica; em que uma folga radial é definida entre as montagens rotativas e não rotativas; e em que a folga radial é vedada na direção axial, pelo menos em parte, pelas vedações de face deslizante mecânica entre as duas vedações de anel e os dois flanges de anel.

2. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o rotor inclui ainda uma parede radial, em que a abertura de fluido interna se estende através da parede radial e em que as duas vedações de anel são vedadas de forma deslizante, na direção axial em relação à parede radial.

3. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada um dos dois flanges de anel é fixado a um estator, o estator tendo uma forma cilíndrica geralmente oca.

4. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que compreende ainda roscas coincidentes nos dois flanges de anel e nas extremidades axialmente distais do estator, em que os dois flanges de anel são engatados de forma rosqueada no estator.

5. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma pluralidade de molas de compressão dispostas para impor uma força desviando as duas vedações de anel para longe uma da outra e em direção aos dois flanges de anel.

6. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o rotor inclui uma seção macho tendo superfícies inclinadas e ressaltos, em que cada uma das duas vedações de anel inclui uma seção fêmea tendo porções inclinadas e porções de canto, e em que a seção fêmea engata de forma combinada a seção macho, quando duas vedações de anel são dispostas no rotor, de modo que as duas vedações de anel sejam rotativamente engatadas para girar com o rotor.

7. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo antirrotação incorporado como um de um colar associado à montagem rotativa, o colar antirrotação incluindo um ou mais entalhes adaptados para engatar fendas correspondentes no eixo, de modo que a montagem rotativa gire com o eixo, ou como um pino com mola se estendendo para fora do eixo e engatando em um entalhe em rampa formado no rotor.

8. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, durante a operação, a montagem rotativa é configurada para girar em relação à montagem não rotativa, que é estacionária.

9. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, durante a operação, a montagem não rotativa é configurada para girar em relação à montagem rotativa, que é estacionária.

10. Junta rotativa, caracterizada pelo fato de que compreende: um rotor adaptado para montagem em um eixo, o rotor incluindo uma abertura de fluido interna que se estende em uma direção radial através do rotor; duas vedações de anel dispostas em orientação oposta no rotor, cada uma das duas vedações de anel sendo engatada de forma vedada no rotor e deslizável, em relação ao rotor em uma direção axial, que é perpendicular à direção radial; um estator disposto em torno do rotor e das duas vedações de anel, o estator formando uma abertura de fluido externa se estendendo na direção radial através do estator, o estator incluindo dois flanges de anel dispostos em extremidades axialmente distais do mesmo; em que cada uma das duas vedações de anel contata de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel, para formar uma vedação de face deslizante mecânica; em que uma folga radial é definida entre o rotor e o estator; e em que a folga radial é vedada na direção axial, pelo menos em parte, pelas vedações de face deslizante mecânica entre as duas vedações de anel e os dois flanges de anel.

11. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o rotor inclui ainda uma parede radial, em que a abertura de fluido interna se estende através da parede radial e, em que as duas vedações de anel são vedadas de forma deslizante, na direção axial em relação à parede radial.

12. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o estator tem uma forma cilíndrica geralmente oca.

13. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda roscas coincidentes nos dois flanges de anel e nas extremidades axialmente distais do estator, em que os dois flanges de anel são engatados de forma rosqueada no estator.

14. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma pluralidade de molas de compressão dispostas para impor uma força desviando as duas vedações de anel para longe uma da outra e em direção aos dois flanges de anel.

15. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o rotor inclui uma seção macho tendo superfícies inclinadas e ressaltos, em que cada um dos dois anéis de vedação inclui uma seção fêmea tendo porções inclinadas e porções de canto, e em que a seção fêmea engata de forma coincidente com a seção macho, quando os dois anéis de vedação são dispostos no rotor, de modo que os dois anéis de vedação sejam engatados de forma rotativa para girar com o eixo.

16. Junta rotativa, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma estrutura antirrotação, de modo que o rotor e as duas vedações de anel girem com o eixo.

17. Método para operar uma junta rotativa, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um rotor montado em um eixo, o rotor incluindo uma abertura de fluido interna, que se estende em uma direção radial através do rotor e se comunica fluidamente com uma passagem de fluido no eixo; fornecer duas vedações de anel dispostas em orientação oposta no rotor, cada uma das duas vedações de anel sendo engatada de forma vedada no rotor e deslizável em relação ao rotor, em uma direção axial, que é perpendicular à direção radial; fornecer um estator disposto em torno do rotor e as duas vedações de anel, o estator formando uma abertura de fluido externa se estendendo na direção radial através do estator, o estator incluindo dois flanges de anel dispostos em extremidades axialmente distais do mesmo; contatar de forma deslizante um dos respectivos dois flanges de anel com cada uma das duas vedações de anel para formar uma vedação de face deslizante mecânica; e inclinar os dois flanges do anel para longe um do outro e em direção aos dois flanges do anel.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer uma parede radial no rotor e vedar de forma deslizante as duas vedações de anel em relação à parede radial.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fixar de forma liberável cada um dos dois flanges de anel, em extremidades axialmente distais do estator.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer uma seção macho tendo superfícies inclinadas e ressaltos no rotor, fornecer uma seção fêmea tendo porções inclinadas e porções de canto nas duas vedações de anel e engatando de forma coincidente a seção fêmea em torno da seção macho, de modo que os dois anéis de vedação são engatados rotativamente para girar com o eixo.