CS197622B1 - Piston packing of the pressure device - Google Patents

Description

Vynález se týká těsnění pístu tlakových zařízení, například čerpadel, dávkovačů nebo · kompresorů, a skládá se jednak z těsnicí hlavice vyrobené z plastů, například z fluoroplastů, polyamidů nebo polypropylenu, a jednak z konstrukční úpravy horní části pístů.

K těsnění pístu ve válci se dosud užívá · nejčastěji pístních kroužků z pružného materiálu, umístěných na obvodu pístu. Tyto jsou však vystaveny korozi a jejich těsnicí účinek je omezen pružnosti materiálu, z kterého jsou vyrobeny, a kromě' toho není jejich · těsnicí účinek proměnný podle tlaku ve · válci. .

Dalším, * v široké · míře používaným řešením je manžetové těsnění z pružného materiálu, případně z nepružného · · materiálu, jako například z kůže, s velkou houževnatostí. Často bývá nutné · podpořit jejich těsnicí účinek doplňujícími pružnými prvky, jako přítlačnými péry nebo stahovacími šrouby. Manžetové · těsnění může být v náročném provozu nedostatečné, protože při zahájení · tlakového zdvihu těsní jen pružností manžet a případných doplňujících pružných prvků · přiléhajících ke stěně válce. Při zvyšujícím se tlaku se těsnicí účinek manžet zvyšuje jen neúměrně málo, protože přenášejí jen tlak kapaliny působící · na stěnu válce.

Pokud se v korozivním · prostředí těsnicí prvky zhotovují z fluoroplastu, polyamidu a podobných materiálů, je na závadu nízká · pružnost těchto materiálů. Konstrukční řešení používající doplňujících pružných prvků, jsou komplikována · nízkou mezí tečení uvedených plastů, což způsobuje krátkou životnost těsnění.

Úkolem vynálezu je odstranit uvedené nedostatky vytvořením korozivzdorného · těsnění s vyšší životností a s· proměnnou těsnicí účinností v závislosti na tlaku ve válci.

Vytčeného úkolu bylo · dosaženo novou konstrukcí těsnicí hlavice a pístu podle tohoto vynálezu. Podstata spočívá v · tom, že těsnicí hlavice pokrývá čelo· a horní část boční stěny pístu, přičemž · v beztlakovém stavu je mezi celým čelem pístu a čelní · částí těsnicí hlavice dutina ve tvaru ploskoyypouklé čočky a vnější obvod této čelní části je alespoň tak velký · jako vnitřní obvod válce. Současně má horní část pístu výřezy pro uchycení těsnicí hlavice. Je výhodné, · aby vnější obvod čelní části těsnicí hlavice byl · o 0,1 až 5 % větší než obvod válce. Dutina· mezi čelem pístu a těsnicí hlavicí může být vyplněna pružnou organickou hmotou. Celní část těsnicí · hlavice bývá ve středu zesílena. Uchycení těsnicí hlavice je provedeno například vybráním v horní části . boční stěny · pístu a nákružkem na příslušné protilehlé části boční stěny těsnicí hlavice, K upevnění těsnicí hlavice se může použít také závitů, vytvořených na zmenšeném obvodu horní části pístu a · na vnitřní boční stěny těsnicí hlavice. Další variantou · upevnění je vybrání v čelní ploše pístu, jehož horní průměr je větší než dolní průměr. Uvni-tř tohoto vybírání je hlava šroubu,· jejíž tvar a · rozměry jsou shodné s vnitřní boční stěnou těsnicí hlavice.

Výhodou tohoto těsnění s těsnicí hlavicí z plastu je skutečnost, že při ztlačování tekutiny ve válci se přenáší část celkové síly, působící na vypouklé čelo těsnicí hlavice, na boční těsnicí stěnu hlavice. Experimenty bylo prokázáno, že tlak ve válci, který také působí na čelo těsnicí hlavice, způsobuje dostatečné prohnutí tohoto čela, jehož obvod se v důsledku toho přitiskne ke stěně válce. Vzniklá těsnicí síla je dostatečně velká a je vždy úměrná к tlaku ve válci. Skutečnost, že těsnicí plochy těsnicí hlavice jsou přitlačovány ke stěnám válce silou proměnnou, avšak vždy úměrnou к tlaku ve válci, zvyšuje životnost těsnění oproti konstrukcím s doplňujícími pružnými prvky, protože se snižuje možnost zničení těsnění v důsledku tečeňí plastu za studená. Z téhož důvodu lze pro těsnicí hlavici podle tohoto vynálezu použít plastů s nízkou mezí tečení, kterých by při jiné konstrukci nebylo možno použít právě v důsledku jejich nízké meze tečení za studená. Další výhodou těsnění je možno utěsnit píst i v době, kdy nevyvozuje tlak, a to pouze silou nutnou к udržení těsnosti pístu. V důsledku toho se plast těsnicí hlavice zbytečně nenamáhá a správnou volbou poměru vnějšího obvodu těsnicí hlavice к vnitřnímu obvodu válce lze zabránit, aby se namáhání plastu blížilo к mezi tečení za studená.

Těsnění pístu podle tohoto vynálezu je znázorněno na dvou přiložených výkresech, ,na nichž obr. 1 znázorňuje upevnění těsnicí hlavice pomocí nákružku na boční stěně těsnicí hlavice a pomocí vybrání v pístu. Obr. 2. představuje upevnění těsnicí hlavice pomocí závitu na těsnicí hlavici a na pístu. Obr. 3 znázorňuje upevnění těsnicí hlavice pomocí hlavy šroubu uvnitř pístu.' V příkladném provedení podle obr. 1 byla těsnicí hlavice 1 zhotovena z polytetrafluoretylenu. Těsnicí hlavice 1 sé skládá z čelní části 2 a z boční stěny 3, takže těsnicí hlavici 1 lze navléknout na horní část pístu 4 zhotoveného z nerezové oceli. Celní část 2 těsnicí hlavice 1 je vypouklá. Mezi čelem 5 pístu 4 a čelní částí 2 těsnicí hlavice 1 je dutina 6 ve tvaru ploskovypuklé čočky, takže ve středu čela 5 pístu 4 má těsnicí hlavice 1 největší vzdálenost od pístu 4, která se směrem к obvodu pístu 4 zmenšuje v rozmezí úhlu « = 3+45°. Osvědčil se úhel 15°. Vypuklý tvar může být oblý nebo hranatý. Tloušťka vypuklé čelní části 2 může být rovnoměrná pro menší tlaky, nebo pro větší tlaky se může od obvodu směrem ke středu zesilovat. Toto zesílení může ve středu tvořit i rovnoměrně silnou plochu, jak je znázorněno na obrázku 1. Boční stěna 3 těsnicí hlavice 1 a pístu 4 může být válcová nebo kuželová. Na dolním konci této boční stěny 3 je vytvořen vyčnívající nákružek 7. V protilehlém místě je v pístu 4 vybrání 8, do kterého se při vsunutí pístu 4 do válce zamáčkne dolní okraj boční stěny 3. Těsnění bylo dlouhodobě vyzkoušeno v každodenním provozu při tlaku do 50 MPa.

Těsnicí hlavice znázorněná na obr. 2 byla vyrobena z polyamidu a je ve středu čelní části 2 zesílena ve tvaru, kužele. Vnější boční stěna 3 je kuželovitá a končí u dolního okraje válcovou částí, která dosedá do vybrání 9. Vnitřní boční stěna 3 je válcová s vyříznutým závitem 10. Horní část pístu 4 má zmenšený průměr opatřený rovněž závitem 10. Těsnění bylo použito až do tlaku 20 MPa.

Těsnění znázorněné na obr. 3 obsahuje těsnicí hlavici 1 vyrobenou z polypropylenu. Vypouklá část 2 je oblá. Její tloušťka je ve středu největší a směrem к obvodu se zmenšuje. Dutina 6 pod čelní částí 2 má typický tvar ploskovypuklé čočky. Celo 5 pístu 4 má vnitřní vybrání 14 ohraničené na obvodu boční stěnou pístu 4. Vnitřní stěna 13 tohoto vybrání 14 je zkosena tak, že má horní průměr větší než dolní průměr. Boční stěna 3 těsnicí hlavice 1 Je kuželovitá a má stejný sklon jako vnitrní stěna 13 vnitrního vybrání 14 čela 5 pístu 4. Střed pístu 4 je dutý s vnitřním závitem 11, do něhož se zašroubuje šroub 12. Jeho hlava dosedá na dno vnitřního vybrání 14. Boční stěna hlavy šroubu 12 je shodně kuželovitá s vnitřní boční stěnou 3 těsnicí hlavice 1. Tato konstrukce zaručuje dobré upevnění těsnicí hlavice 1, proti jejímu svlečení při zpětném pohybu pístu 4. Popsané těsnění bylo zkoušeno s dobrým výsledkem do tlaku 20 MPa.

Podstatnou částí popsaných těsnění je dutina 6, která umožňuje, aby se při tlačném pohybu čelní část 2 těsnění hlavice 1 prohnula směrem к pístu 4, a tím zvětšila přítlačnou sílu bočních stěn 3 к válci. Při zpětném pohybu pístu 4 se vypuklá čelní Část 2 opět vrátí do původního tvaru. Tím se zmenší přítlačná síla bočních stěn 3 a prodlouží se životnost těsnicí hlavice 1. Při vyšších tlacích může se dutina 6 vyplnit pružnou hmotou, která podporuje navrácení čelní části 2 do původního tvaru. Pružnou hmotou mohou být plyny, plasty, guma atd. Stejně důležitou částí je tvar a materiál těsnicí hlavice 1. Tvar byl již dostatečně popsán. Těsnicí hlavice musí být z pružného materiálu s nízkou mezí tečení. Používá se pružných polymerních organických materiálů. Nejvíce se osvědčily fluoroplasty, nylon a polypropylen, které mají vysokou chemickou odolnost a jsou vhodné .pro velmi agresivní prostředí a organická rozpouštědla. Pryže lze použít jen pro některé kapaliny.

Claims (8)

1. Předmět vynálezu i

   1. Těsnění pístu tlakového zařízení s rovným nebo vypuklým čelem pístu, vyznačené tím, že čelo (5) a horní část boční stěny pístu (4) jsou pokryty těsnicí hlavicí (1), přičemž v beztlakovém stavu je mezi celým čelem (5) pístu (4J a čelní částí (2) těsnicí hlavice (1) dutina (6) ve tvaru ploskovypuklé čočky a vnější obvod této čelní části (2) je alespoň tak velký jako vnitřní obvod válce, a současně je horní část pístu (4) opatřena výřezy pro uchycení těsnicí hlavice (1).
2. 2. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím, že vnější obvod čelní části (2) těsnicí hlavice (1) Je o 0,1 až 5 % větší než vnitřní obvod válce.
3. 3. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím, že dutiny (6) mezi čelem (5) pístu (4) a těsnicí hlavicí (1) je vyplněna plynnou nebo pevnou pružnou hmotou.
4. 4. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím_? že čelní část (2) těsnicí hlavice (i) je ve střední části zesílena.
5. 5. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím, že horní čášt boční stěny pístu (4) obsahuje vybrání (8) a příslušná protilehlá část boční stěny (3) těsnicí hlavice (TJ obsahuje riákružek (7).
6. 6. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím, že na zmenšeném obvodu horní části pístu (4) a na vnitřní boční stěně (3) těsnicí hlavice (1) jsou závity (10).
7. 7. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím, že Čelo (5) pístu (4) obsahuje vybrání, jehož horní průměr je větší než dolní, a uvnitř tohoto vybrání je hlava šroubu (12) mající tvar a- rozměry shodné s vnitřní boční stěnou (3) těsnicí hlavice (1).
8. 8. Těsnění pístu podle bodu 1, vyznačené tím, že těsnicí hlavice (1) je z pružné polymerní organické hmoty.