CZ278856B6 - Sliding ring-shaped packing - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kluzného prstencového těsnění mezi dvěma součástmi, zejména těsnění na vstupní části bubnového filtru obsahujícího pevný těsnicí prstenec upevněný na jedné ze součástí, k němuž je přitlačován pohyblivý prstenec spřažený s druhou součástí, na které je upevněn nosný prstenec.

Dosavadní stav techniky

Kluzná prstencová těsnění rotujících ploch velkého průměru se používají například u bubnových filtrů sloužících k čištění znečištěné odpadní vody. Znečistěná odpadní voda je u známých bubnových filtrů přiváděna do vnitřního prostoru otočného bubnového filtru, jehož dolní část se nachází v přefiltrované vodě, přičemž hladina znečištěné odpadní vody uvnitř bubnu bubnového filtru je vyšší než hladina přefiltrované vody vně bubnu bubnového filtru. Kluzné prstencové těsnění na vstupní části bubnového filtru slouží k zabránění pronikání nefiltrované vody vně bubnu bubnového filtru mezi pevnou a otočnou částí bubnového filtru v důsledku hydrostatického tlaku vyvolaného rozdílem hladin uvnitř a vně bubnu bubnového filtru. Charakteristickým znakem těchto kluzných prstencových těsnění je velký průměr těsněné plochy a možnost nahodilých radiálních i axiálních pohybů otočné části bubnového filtru vyvolaných nepřesným uložením.

Dosud známé těsnění bubnového filtru je tvořeno hadicí naplněnou vodou pod regulovatelným tlakem a uloženou mezi pevnou a otočnou částí bubnového filtru. Roztažením hadice dochází k odstranění mezery mezi nepohyblivými a otočnými částmi bubnového filtru. I když lze pryžovou hadici nahradit hadicí z jiného pružného materiálu, má toto těsnění nízkou životnost, nespolehlivou funkci, zvýšené nároky na kontrolu činnosti a na údržbu bubnového filtru. Tento typ těsnění má zároveň vysoký odpor proti otáčení bubnového filtru.

Dále je známo kluzné prstencové těsnění podle US patentu 4 854 598 užívané do čerpadel na kapaliny. Těsnění obsahuje prstenec z tvrdého materiálu upevněný v oběžném kole čerpadla. K tomuto prstenci z tvrdého materiálu je přitlačován kluzný prstenec z pryskyřice sycené grafitem pomocí pružiny, jejíž síla působí osově. Těsnění je určeno pro těsnění malého průměru a velké rychlosti rotace.

Použití této konstrukce pro těsnění bubnového filtru je vyloučeno, protože by ve velmi krátké době došlo k opotřebování kluzného prstence a těsnění by přestalo plnit svoji funkci. Nejmenší přítlačná síla pružiny musí být totiž dimenzována na nejmenší nutnou přítlačnou sílu při maximálním opotřebení kluzného prstence. Proto je u neopotřebovaného kluzného prstence přítlačná síla zbytečně velká.

-1CZ 278856 B6

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody stavu techniky jsou odstraněny kluzným prstencovým těsněním podle vynálezu obsahujícím pevný prstenec upevněný na jedné ze součástí, k němuž je přitlačován pohyblivý prstenec, spřažený s druhou součástí, na které je upevněn nosný prstenec. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na pohyblivém prstenci je upevněn jeden konec pružné prstencové membrány, jejíž druhý konec je fixován mezi nosným prstencem a vodicím prstencem, mezi nimiž je s přesahem uloženo pružné těsnění, zajištující přítlak vodícího prstence na nosný prstenec.

Pro zlepšení upevnění pružné prstencové membrány mezi nosným a vodicím prstencem a pro zlepšení těsnosti kluzného prstencového těsnění je výhodné, je-li druhý konec pružné prstencové membrány navlečen na vodicí prstenec, jímž je pružná prstencová membrána fixována na nosném prstenci, přičemž zmíněný konec pružné prstencové membrány je přitlačován pružným těsněním k vodícímu prstenci .

Na nosném prstenci může být uložena zkrutná pružina, jejíž volný konec je opřen o pohyblivý prstenec.

Přehled obrázků na výkrese

Příkladné provedení kluzného prstencového těsnění podle vynálezu je zobrazeno na připojeném výkrese.

Příklady provedení vynálezu

Kluzné prstencové těsnění rotujících součástí velkého průměru bude popsáno na příkladu provedení kluzného prstencového těsnění vstupní části bubnového filtru.

Bubnový filtr obsahuje nepohyblivou konstrukci £, v níž je vytvořen otvor, kterým ve směru šipky vstupuje znečištěná voda nebo jiná filtrovaná kapalina do vnitřního prostoru bubnového filtru. Kolem zmíněného otvoru je na nepohyblivé konstrukci £ pevně uložen pevný těsnicí prstenec £. Pevného těsnicího prstence 2 se dotýká pohyblivý prstenec 1, jehož vnitřní průměr je u znázorněného provedení větší než průměr otvoru pevného těsnicího prstence £. Za nejmenší vhodný vnitřní průměr pohyblivého prstence 1 lze považovat průměr otvoru pevného těsnicího prstence £. Pohyblivý prstenec 1 je spřažen s čelem £ bubnu 5, tvořeným prstencovým kotoučem, který je součástí nosné konstrukce bubnu £, na níž jsou upevněny známé filtrační plachetky, přes které se známým způsobem filtruje znečištěná kapalina procházející při filtraci do prostoru vně bubnu 5 bubnového filtru, v němž se shromažďuje a je známým neznázorněným způsobem odváděna. Otvor v čele 7 bubnu 5 má stejný nebo větší průměr, než je vnitřní průměr pohyblivého prstence 1. Rozdíl hladiny znečištěné kapaliny uvnitř bubnu 5 bubnového filtrů a hladiny přefiltrované kapaliny vně bubnu 5 bubnového filtru vytváří přitom hydrostatický tlak, který je nezbytný pro funkci bubnového filtru. Zároveň je však třeba zabránit pronikání znečištěné kapaliny do prostoru vně bubnu 5 bubnového filtru mimo filtrační plachetky, k němuž může docházet mezi čelem 7 bubnu 5 a pohyblivým prstencem 1 a také mezi pohyblivým prstencem 1 a pevným těsnicím prstencem £.

-2CZ 278856 B6

Na čele 7 bubnu £ je pevně uložen tvarovaný nosný prstenec 6, opatřený na okraji výztužnými ohyby, mezi nimiž je u znázorněného příkladu provedení vytvořena válcová část, jejíž vnější plocha může sloužit k opásávání známým neznázorněným nosným a hnacím prostředkem, například řemenem. Uvnitř nosného prstence je upevněna zarážka 10, která může být tvořena prstencovým tělesem připevněným na nosném prstenci 6, například svařením nebo může být vytvořena s nosným prstencem £ z jednoho kusu.

Na vnějším obvodu pohyblivého prstence 1 je na straně u čela bubnu £ upevněna pružná prstencová membrána 4., jejíž volný konec je navlečen na vnitřním konci vodícího prstence 8, který je vložen do prostoru uvnitř nosného prstence £. Vnitřní průměr vnitřního konce vodícího prstence 8 je větší než vnější průměr pohyblivého prstence 1 více než o čtyřnásobek tloušťky pružné prstencové membrány 4.

Minimální délka navlečení pružné prstencové membrány 4 na vodicí prstenec 8. je rovna velikosti dosedací plochy vodícího prstence 8 na zarážku 10 nosného prstence 6. Mezi částí vnější plochy vodícího prstence 8 a částí vnitřní plochy nosného prstence 6 je vloženo s přesahem pružné těsnění 9, které utěsňuje prostor mezi vodicím prstencem 8 a nosným prstencem £. Vložením pružného těsnění 9 se zároveň upevní pružná prstencová membrána 4 na vodicím prstenci 8., přičemž vodicí prstenec 8 je i s pružnou prstencovou membránou 4 přitlačen k zarážce 10 nosného prstence £.

Působením hydrostatického tlaku zevnitř na pružnou prstencovou membránu 4 je v důsledku pevného spojení membrány 4 s pohyblivým prstencem 1 přitlačován pohyblivý prstenec 1 k povrchu pevného těsnicího prstence 2 vyrobeného z otěruvzdorného materiálu. Vzhledem ke shora uvedenému se při dostatečné délce pružné membrány 4 může pohyblivý prstenec 1, vyrobený ze známého materiálu obsahujícího grafit, při provozu opotřebovat až o tři čtvrtiny své délky bez snížení těsnicího účinku, přičemž přítlačná síla působící na pohyblivý prstenec 1 se v důsledku opotřebování nemění, a proto může být po celou dobu minimální. Přítlačná síla působí na pohyblivý prstenec 1 i pokud se buben 5 neotáčí.

Na nosném prstenci 6 může být, jako je tomu u znázorněného provedení, pevně uloženo vedení 12., na kterém je uložena zkrutná pružina 11, jejíž volný konec je opřen o vnitřní čelo pohyblivého prstence 1, a která slouží k vytváření přídavného přítlaku pohyblivého prsťence 1 na pevný těsnicí prstenec 2.. Zkrutná pružina 11 zabezpečuje přítlak pohyblivého prstence 1 při uvádění bubnového filtru do provozu, kdy se do bubnu £ napouští kapalina a pohyblivý prstenec 1 ještě není přitlačován k pevnému těsnicímu prstenci 2 hydrostatickým tlakem, protože hladina kapaliny v bubnu £ ještě nedosahuje k pružné prstencové membráně 4.

U jiného provedení, které není znázorněno·, může být pevný těsnicí prstenec 2 uložen na čele 7 bubnu £ a pbhyblivý prstenec £ spolu s nosným prstencem 6. a ostatními souvisejícími částmi kluzného prstencového těsnění mohou být uloženy na nepohyblivé konstrukci £.

Při provozu bubnového filtru je do bubnu 5 známým způsobem přiváděna znečištěná kapalina ve směru šipky otvorem v nepohybli

-3CZ 278856 B6 vé konstrukci 2 přes kluzné prstencové těsnění. Znečištěná kapalina se v důsledku hydrostatického tlaku vzniklého rozdílem hladiny uvnitř a vně bubnu 5 bubnového filtru známým způsobem filtruje přes plachétky bubnu 5. Zmíněný hydrostatický tlak působí na pružnou prstencovou membránu 4 a přes její volnou část mezi pohyblivým prstencem 1 a místem sevření mezi zarážkou 10 nosného prstence 6 a vodicím prstencem 8 vyvíjí přítlačnou sílu na pohyblivý prstenec 1. Pružná prstencová membrána 4 působí tedy zároveň jako těsnicí člen vnitřního prostoru bubnu 5 a hnací člen pohyblivého prstence 1.

V důsledku nerovnoměrného zanášení plachetek bubnu 5 může docházet při otáčení bubnu 5 k rázům, které se projevují radiálním nebo axiálním vykývnutím bubnu 5. Při radiálním výkyvu bubnu 5 dochází k radiálnímu posuvu pohyblivého prstence 1 tam a zpět po pevném těsnicím prstenci 2. Při axiálním výkyvu bubnu 5 dochází k axiálnímu výkyvu nosného prstence 6. upevněného na bubnu 5. Spolu s nosným prstencem 6 se pohybuje pružný těsnicí element 9, vodicí prstenec 8 a část pružné prstencové membrány 4 sevřená mezi vodicím prstencem 8 a zarážkou 10 nosného prstence 6. Pohyblivý prstenec 1 zůstává v obou případech přitlačován k pevnému těsnicímu prstenci 2 v důsledku hydrostatického tlaku na pružnou prstencovou membránu 4.

Průmyslová využitelnost

Kluzné prstencové těsnění podle vynálezu lze použít pro těsnění vstupní části bubnových filtrů odpadních vod nebo pro těsnění jiných rotujících součástí velkého průměru, které se otáčejí přerušovaně.

Kluzné prstencové těsnění dovoluje určitý vzájemný radiální a axiální pohyb těsněných součástí.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kluzné prstencové těsnění mezi dvěma součástmi, zejména těsnění na vstupní části bubnového filtru, obsahující pevný prstenec, upevněný na jedné ze součástí, k němuž je přitlačován pohyblivý prstenec spřažený s druhou součástí, na které je upevněn nosný prstenec, vyznačující se tím, že na pohyblivém prstenci (1) je upevněn jeden konec pružné prstencové membrány (4), jejíž druhý konec je fixován mezi vodicím prstencem (8) a nosným prstencem (6), mezi nimiž je s přesahem uloženo pružné těsnění (9) zajištující přítlak vodícího prstence (8) na nosný prstenec (6).
2. 2. Kluzné prstencové těsnění podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý konec pružné prstencové membrány (4) je navlečen na vodicí prstenec (8), jímž je pružná prstencová membrána (4) fixována na nosném prstenci (6), přičemž zmíněný konec pružné prstencové membrány (4) je přitlačován pružným těsněním (9) k vodícímu prstenci (8).
3. 3. Kluzné prstencové těsnění podle nároku 1, vyznačující se tím, že na nosném prstenci (6) je uložena zkrutná pružina (11), jejíž volný konec je opřen o pohyblivý prstenec (8).