CZ20013246A3 - Těsnicí uspořádání - Google Patents

Description

Těsnicí uspořádáni

Oblast techniky

Vynález se týká těsnícího uspořádání pro ve skříni rotující a/nebo translačně se pohybující hřídele.

Dosavadní stav techniky

Těsnící uspořádání tohoto druhu se mohou například používat na utěsnění otáčejících se nebo translačně se pohybuj ících hřídelí, jak se například používají v přístrojích a strojích pro míšení, hnětení, plastifikování a homogenizaci v chemickém, umělohmotném, potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu.

Základní problematikou při utěsňování otáčejících se hřídelí je, že hřídele vykazují vždy určité házení, kývavý pohyb a dynamickou nevyváženost, což se negativně projevuje na zde popisovaném těsnícím uspořádání, protože ve vztahu k hřídeli dochází k radiálnímu relativnímu pohybu mezi hřídelí a těsnícími elementy těsnícího uspořádání, takže těsnící elementy jsou silně namáhané. Zejména kývavé pohyby hřídele působí velmi negativně na těsnost a životnost těsnících uspořádání.

Tato popisovaná problematika, se přídavně akcentuje zejména u velkých, těžkých, silně zatížených a případně ještě translačně se pohybujících hřídelí.

• · · · · · · • · · · · · ·· · ····· · již na jej ichž hřídeli některých těsnicími upravené

Aby se těmto problémům čelilo, byla místech použita plovoucí těsnění hřídelí, elementy opatřené uložení těsnění bylo na jako plovoucí uložení. Problematikou u takových plovoucích těsnění hřídelí je jejich podchycení s odpovídajícím vysokým stupněm volnosti pro kývání a házení hřídelí. Pro tento účel se dosud používaly všeobecně pružné podpěrné elementy, které mohou zachytit případně vyrovnat jak radiální vychýlení tak také kyvné pohyby aktivních dílů. Ukázalo se ovšem, že životnost takových podpěrných dílů je velmi omezená, zejména jsou-li také zatěžovány vysokou teplotou. Navíc mohou zachytit srovnatelně pouze malé točivé momenty a navíc vykazují relativně vysoké vratné síly, což rovněž není pro životnost těsnění přínosem.

Z DE 1 214 199 je známé zařízení na upevnění vertikálně rotujících hřídelí. Toto zařízení má pružně na hřídeli uložený těsnící ucpávkový materiál, který spolu s pohyblivým vlnovcem a tělesem ucpávky a ucpávkou utěsňuje hřídel vůči skříni těsnícího uspořádání.

Z FR 2 450 393 je známo těsnící uspořádání na utěsnění hřídelí procházejících stěnou skříně. Těsnění obsahuje plovoucí ucpávku uspořádanou mezi skříní a hřídelí. Jako pojistka proti natáčení ucpávky se předvídá ve skříní fixovaný a do ucpávky zabírající šroub. Pro vodotěsné utěsnění mezi stěnou skříně a ucpávkou se předvídá měchovité těsnění určené pro zachycení relativních pohybů mezi hřídelí a na této uloženou plovoucí ucpávkou.

Z GB 684 373 je známá reakční nádoba s otočně v této uspořádanou hřídelí na míšení a míchání. Pro utěsnění ze skříně vystupující hřídele jsou na obou stranách reakční nádoby uspořádaná těsnění ve tvaru ucpávek. Část povrchu • · · · · ·· · · ♦ ♦ · • · ······· • · ·· ······ · · • · · · ·· ·· ···· ♦·· ·· ·· ·· ··· kterým se opírá o nádobou a vykazující příslušné ucpávky na které je sešroubované skříně ucpávky má sférický povrch, prstencový element svařený s reakční rovněž sférický povrch. Pro fixováni místě se uvažuje s přidržovacím víkem, se skříní reakční nádoby. Přidržovací víko má na horním konci sférickou vnitřní plochu, o kterou se opírá skříň ucpávky druhou, rovněž sféricky tvarovanou částí povrchu. Toto uspořádání dovoluje zachycení kyvných pohybů hřídele v relaci ke skříni reakční nádoby. Pro naplnění mezery mezi skříní ucpávky a přidržovacím víkem se předvídají vedení procházející přidržovacím víkem.

Z WO 94 21944 je konečně známé samo se vyrovnávající a ucpávkou opatřené uložení hřídele. Uložení hřídele má skříň ložiska, která ve svém nitru definuje komoru ložiska. Skříň ložiska se skládá z v podstatě trubkovitého základního dílu a s tímto sešroubovaného uzavíracího elementu. Komora ložiska se nalézá mezi nejzazším koncem základního dílu a vnitřkem uzavíracího elementu. Uložení hřídele má dále vodící uspořádání opatřené vnitřním elementem, kterým prochází hřídel.Tento trubkovitý vnitřní element je opatřen dvěma v radiálním směru uspořádanými přírubami, které se opírají o vždy jeden ložiskový element uspořádaný v příslušné ložiskové komoře. Toto uspořádaní hřídele může kontrolovat případně zachytit jak točivé tak také posuvně vratné pohyby.

Podstata vynálezu

Vycházi-li se z tohoto známého stavu techniky je úkolem předloženého vynálezu vytvořit v předvýznakové části nároku 1 uvedené uspořádání těsnění spolu se zařízením kulového kloubu tak, aby bylo jednoduše uspořádané a cenově výhodně vyrobitelné a aby se optimalizovala jeho životnost • · · · · · • · · · · ♦ • · · · · · ·· · · · · · · · z hlediska spolehlivého a dlouhodobého stabilního utěsněni hřídele.

Tento úkol je řešen nároku 1.

znaky uvedenými ve význakové části

Navrženým těsnícím uvarovat jak translačním uspořádáním a hřídelí, mezi těsnícím uspořádáním s popsaným kulovým kloubem pohyby hřídele, případně na těsnění, jsou zachycovány převáděny na boční pohyby, navíc jednoduché, může se vysokou životnost a je p srovnatelně malé vratné síly.

uspořádáním se lze dalekosáhle relativním pohybům mezi těsnícím tak také relativním kyvným pohybům a hřídelí. Mimoto je zařízení dalekosáhle bezúdržbové a kyvné této uspořádané plovoucí uložení

zařízením	s	kulovým	kloubem	a
Zařízení	s	kulovým	kloubem	j e
realizovat	s	malými	náklady,	má
rakticky bezúdržbové	Navíc	má

Upřednostněné způsoby provedení jsou popsané v nárocích 2 až 12.

závislých

Přehled obrázků na výkrese

V následném bude upřednostněný příklad provedení vynálezu pomocí výkresu blíže vysvětlen. Na výkresu ukazuje :

Obr. 1 podélný řez těsnícím uspořádáním a zařízením s kulovým kloubem a

Obr. 2 příčný řez zařízením s kulovým kloubem.

Příklady provedení vynálezu

Pomocí obrázku 1 bude blíže vysvětlena konstrukce a funkce těsnícího uspořádání.

Jako celek vztahovou značkou _1 označené těsnící uspořádáni je uspořádané mezi skříni 2_ stroje a v této otočně a/nebo translačně uloženou hřídelí 3. Těsnící uspořádání jL je opatřené uložením 6> těsnění, provedeném podle principu ucpávky, které slouží pro upevnění těsnění 9. Uložení 6 těsnění má dutě válcovitě provedené pouzdro ]__r které obepíná hřídel 3. Pouzdro Ί_ je v jedné koncové oblasti opatřené radiálně dovnitř vyčnívajícím dorazovým nákružkem _8 a v druhé koncové oblasti vnitřním závitem (neznázorněno). Pro fixování těsnění 9_ se předvídá vnějším závitem (neznázorněno) opatřené upínací pouzdro 10, které se zašroubuje do pouzdra 2· Μθζί čelní stranou 11 upínacího pouzdra 10 a dorazovým nákružkem 2 pouzdra 2 jsou upnutá čtyři těsnění 9 a prstencový element 12 a další těsnění a/nebo ložiskový kroužek 18. Upínací pouzdro 10 má jako kruh otvorů 19 uspořádané vývrty, kterými jsou (neznázorněné) svorníky se závitem zašroubované do upínacímu pouzdru 10 protilehlé koncové oblasti pouzdra 2 ^a kterými je těsnění 9 fixovatelné nebo stlačitelné.

Pro těsnící uspořádání 1, odolné proti otáčení, se předvídá zařízení 2 ^s kulovým kloubem. Toto tvoří centrálním vývrtem 21 opatřená koule 20, která je uložená v uložení 23 koule upevněném v pouzdru J_. Koule 20 je uspořádaná tak, že osa vývrtu 24 probíhá v podstatě kolmo k podélné středové ose hřídele 3. Pro translační vedení koule 20 podél její osy vývrtu 24 se předvídá do vývrtu 21 v kouli zasahující vodící element 25. Válcovitým předním dílem 26 opatřený a jako šroub tvarovaný vodící element 25 je zašroubovaný do opěrného

04-2½½ ·· · ·· ·♦ ·· · ···· · · · · ···· ·· ···♦··· • · ·· ······ · · • · · · ···· ···· ··· ·· ♦♦ ·· ··♦ elementu 30, přičemž přední díl 26 vodícího elementu 25 vyčnívá z opěrného elementu 30. Opěrný element 30 je tvarován prstencovitě a uspořádán na skříni 2.

Znázorněné zařízení 5 s kulovým kloubem může zachytit jak kyvné pohyby tak také příčně k podélné ose,případně k ose otáčeni hřídele 3 směřující, translační pohyby. Zatímco kyvné pohyby hřídele 3^ se zachytí natočením koule 20 v uložení 23 koule, způsobují radiální výchylky hřídele 3, vyvolané zejména házením a dynamickými nevyváženostmi, translační relativní posuv koule 20 vůči vodícímu elementu 25 podél podélné středové osy 24 vývrtu 21 v kouli, případně vodícího elementu 25. Takové zařízení 5 s kulovým kloubem představuje zásadně tuhý element pro neotočnou podpěru těsnícího uspořádání 1, přičemž toto může míti na hřídeli plovoucí uložení. Tím se opotřebení těsnícího uspořádání jL a zejména také těsnění ý značně sníží, protože mezi těsněním 9 a hřídelí 3 dochází již jen k rotačním, případně axiálním pohybům. Odpor kluzného tření válcovitého předního dílu 26 v centrálním vývrtu 21 je zanedbatelně malý, což eliminuje nepřípustné deformační síly působící na těsnění 9. Samo zařízení 5 s kulovým kloubem se vyznačuje tím, že na rozdíl od známých flexibilních podpěrných uspořádání, téměř nevyžaduje údržbu a je odolné proti opotřebení. Samozřejmě že z kinematického hlediska by bylo možné opačné uspořádání mezi zařízením 5 s kulovým kloubem a vodícím elementem 25, kdyby bylo zařízení 5 s kulovým kloubem přímo nebo nepřímo uspořádané na skříni 2 a vodící element 25 na těsnícím uspořádání 1.

Aby se dala vůči pracovnímu prostoru 35 utěsnit prstencová spára 31 probíhající mezi pouzdrem 1_ a opěrným elementem 30, předvídá se membrána 32, která je upevněná na čelní straně opěrného elementu 30 a pouzdra 7. Prstencová

• ·	•	9 9	9 9	99
	• ·	• ·	9 9	9 9	9 9 9
	•	•	9 9	• ·	9 9
7	9 •	• •	9 9 9 9 9	99 9 9	9 9 9 9 ·
	• ·· ·	• · ·	9 9	99	• 9 9

spára 31 se může navíc nebo alternativně k této membráně 32 vypěnit.

Prstencový element 12 je na k hřídeli 3 směřující vnitřní straně jakož ke skříni 2 směřující vnější straně opatřen vybráním 13, 14, přičemž je minimálně jeden vývrt 15, spojující obě vybrání 13, 14, zapuštěn do prstencového elementu 12. Vybrání 13, 14 v prstencovém elementu 12 jsou spojená s trubkou 16 probíhající radiálně skříní 2. Touto trubkou 16 se mohou vybráni 13, 14 prstencového elementu 12 zaplavovat kapalným nebo plynným mediem, čímž se eliminuje nebezpečí, že může například vzdušný kyslík vnikat přes těsnění 9 do pracovního prostoru 35.

Mezi prstencový element 12 a upínací pouzdro 10 vložený ložiskový kroužek 18 působí jako kluzné ložisko příznivě ovlivňující působení těsnícího uspořádání 1_ na hřídeli 3. Ložiskový kroužek 18 je výhodně zhotoven z umělé hmoty vyznačující se dobrými samomaznými vlastnostmi. Na místo nebo navíc k ložiskovému kroužku 18 se muže vložit i několik těsnících kroužků, které utěsní pro zaplavování použité medium i směrem ven.

Aby se zvýšila odolnost hřídele 3 proti otěru v oblasti uložení 6 těsnění nebo těsnění 9, je hřídel 3 opatřen v podstatě dutě válcovitým pláštěm 34, jehož povrch je sladěn se specifickými požadavky.

Na obrázku 2, který znázorňuje zařízení 5 s kulovým kloubem v příčném řezu, jsou patrné zejména centrálním vývrtem 21 opatřená koule 20, uložení 23 koule a vodící element 25 zasahující do vývrtu 21 v kouli.

·· ·· • ♦· · • ·· • · · ··· · ·· • · · ·· • · · · · · ·

Popisovaným vynálezem se dá docílit celá řada výhod :

Zařízení s kulovým kloubem může zachytit jak radiální vychýlení, tak také kyvné pohyby hřídele.

Zařízení s kulovým kloubem není citlivé na teplotu.

Zařízení s kulovým kloubem má srovnatelně malé vratné síly.

Zařízení s kulovým kloubem může zachytit vysoké kroutící momenty.

Zařízení s kulovým kloubem má vysokou životnost a je prakticky bezúdržbové.

Zařízení s kulovým kloubem má jednoduchou konstrukci a může se cenově výhodně realizovat.

Zařízení s kulovým kloubem se může použít pro horizontálně, vertikálně nebo v libovolném prostorovém úhlu uspořádanou hřídel.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Těsnicí uspořádáni (1) pro ve skříni (2) rotující a/nebo translačně se pohybující hřídele (3), kteréžto na hřídeli (3) plovoucí těsnící uspořádání (1) se prostřednictvím zařízení (5) s kulovým kloubem neotočně a/nebo v axiálním směru opírá o skříň (2), vyznačující se tím, že zařízení (5) s kulovým kloubem je vybavené centrálním vývrtem (21) opatřenou koulí (20), která je uložená otočně v uložení (23) koule, a že do vývrtu (21) v kouli zasahující vodící element (25) se předvídá pro translační vedení koule (20) podél osy (24) vývrtu, přičemž osa (24) vývrtu koule (20) probíhá v podstatě kolmo k podélné středové ose hřídele (3).
2. 2. Těsnící uspořádání (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že koule (20) spolu s uložením (23) koule je uspořádaná na těsněním (9) opatřeném uložení (6) těsnění a vodící element (25) je uspořádán přímo nebo nepřímo na skříni (2).
3. 3. Těsnící uspořádání (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že koule (20) spolu s uložením (23) koule je uspořádaná přímo nebo nepřímo na skříni (2) a vodící element (25) je uspořádán na těsněním (9) opatřeném uložení (6) těsnění.
4. 4. Těsnící uspořádání (1) podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že koule (20) je vůči vodícímu elementu (25) nebo vodící element (25) je vůči kouli (20) translačně posuvný v radiálním směru k hřídeli (3).
5. 5. Těsnící uspořádání (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že uložení (6) těsnění je obklopeno prstencovou spárou (31), která je utěsněná membránou (32) a/nebo vypěněná.
6. 6. Těsnící uspořádání (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že se předvídá opěrný element (30) spojený nebo jednodílně vytvořený se skříní (2), na kterém je fixován vodící element (25) zasahující do vývrtu (21) koule.
7. 7. Těsnící uspořádání (1) podle nároku 6, vyznačující se tím, že vodící element (25) je tvarován jako šroub, který je zašroubován do opěrného elementu (30) a který je na přední části opatřen válcovitým předním dílem (26) vyčnívajícím z opěrného elementu (30) a působícím jako vedení koule (20).
8. 8. Těsnící uspořádání (1) podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že uložení (6) těsnění má v podstatě dutě válcovité, hřídel (3) obepínající pouzdro (7) na jehož vnitřní straně je uspořádané těsnění (9) doléhající na hřídel (3).
9. 9| Těsnící uspořádání (1) podle nároku 8, vyznačující se tím, že pouzdro (7) je v jedné koncové oblasti opatřené radiálně dovnitř vyčnívajícím dorazovým nákružkem (8) a v druhé koncové oblasti vnitřním závitem, a že vnějším závitem opatřené upínací pouzdro (10) se předvídá pro zašroubování do vnitřního závitu pouzdra (7), takže je těsnění (9) pomocí upínacího pouzdra (10) fixovatelné nebo stlačitelné mezi • · dorazovým nákružkem (8) pouzdra (7) a čelní stranou (11) upínacího pouzdra (10).
10. 10. (Těsnící uspořádání (1) podle nároku 9, vyznačující se tím, že upínací pouzdro (10) má na kruhu (19) otvorů uspořádané vývrty, skrze které jsou do k upínacímu pouzdru (10) protilehlé koncové oblasti pouzdra (7) zašroubované svorníky se závitem, pomocí kterých je těsnění (9) fixovatelné nebo stlačitelné.
11. 11.(Těsnící uspořádání (1) podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že mezi čelní stranu (11) upínacího pouzdra (10) a těsnění (9) je vložen minimálně jednou dutinou opatřený prstencový element (12), který má na k hřídeli (3) směřující vnitřní straně jakož na ke skříni (2) směřující vnější straně vždy jedno vybrání (13, 14), kterážto vybrání (13, 14) jsou spojená s přívodní trubkou (16), kterou se přivádí podle potřeby kapalné nebo plynné medium.
12. 12. Těsnící uspořádání (1) podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že mezi dorazovým nákružkem (8) pouzdra (7) a čelní stranou (11) upínacího pouzdra (10) se předvídá minimálně jedno další těsnění a/nebo ložiskový kroužek (18).