CZ285733B6 - Zařízení pro utěsňování přívodního potrubí v otvoru pro zavádění přívodního potrubí do nádoby s přetlakem - Google Patents

Abstract

Zařízení pro utěsňování přívodního potrubí /12/ v otvoru pro zavádění přívodního potrubí /12/ do tlakové nádoby, zejména do šachtové pece, obsahující vnější pouzdro /2/ s koncovou stěnou na straně šachtové pece a na straně okolního prostředí, které jsou opatřeny v osovém směru otvorem pro přívodní potrubí /12/ a těsnicím prvkem /14/ uloženým ve vnějším pouzdru /2/ tím, že těsnicí prvek /14/ obsahuje dále vnitřní pouzdro /46/ s axiálními koncovými stěnami, opatřenými otvory pro přívodní potrubí /12/ a také nejméně jedním těsněním /50/ a nejméně jedním axiálně pohyblivým prstencovým pístem /52/, uloženým uvnitř vnitřního pouzdra /46/ souose se střední osou /24/, těsnění /50/ je umístěno mezi prstencovým pístem /52/ a jednou z koncových stěn vnitřního pouzdra /46/ ve směru působení prstencového pístu /52/, těsnění /50/ je stlačitelné v axiálním směru tlakem prstencového pístu /52/ proti jedné z koncových stěn vnitřního pouzdra /46/, přičemž těsnění /50/ se rozpíná v radiálním směru a tvoŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro utěsňování přívodního potrubí v otvoru pro zavádění přívodního potrubí do nádoby s vnitřním přetlakem, zejména do šachtové pece.

Dosavadní stav techniky

Pro měření koncentrací plynu v šachtové peci je známo zavádění přívodního potrubí s měřicí sondou bočním otvorem do šachtové pece. Protože uvnitř pece je převážně přetlak, otvor musí být utěsněn vůči přívodnímu potrubí, aby se zamezilo únikům plynů, obsahujících zdraví škodlivé látky.

Těsnicí zařízení, která umožňují zasouvání a vytahování potrubí nebo trubky a současně zamezují unikání plynů ze šachtové pece, musí být proto pro tento účel upravena.

Plasticky deformovatelná těsnění, která jsou umístěna v těsném pouzdru a dosedají těsně na zaváděné přívodní potrubí tak, zeje dosaženo utěsnění vůči pouzdru, jsou nejjednodušší formou těsnicího zařízení. Avšak průřez trubky nebo potrubí je vjednotlivých případech vystaven poměrně značnému kolísání jeho rozměrů. Tyto změny průřezu přívodního potrubí mohou být způsobeny na jedné straně usazování materiálu na povrchu trubky nebo odíráním povrchu, což se projeví zvětšováním nebo zmenšováním průměru, zatímco na druhé straně kolísání provozních teplot a s tím spojené tepelné roztahování nebo smršťování materiálu způsobuje změny průřezu přívodní trubky nebo potrubí. Účinek těchto změn je však takový, že plastické těsnění již nemůže dostatečně rychle reagovat na zmenšení průměru trubky a dosednout na její povrch dostatečně těsně, takže těsnicí vlastnosti se ztrácejí a těsnění neplní dostatečně svoji funkci.

DE-A-29 50 672 popisuje těsnicí zařízení, mající pružné trubkové těsnění, které se může stlačit, spojit se základním těsněním a dosedá na přívodní trubku. Toto pružné těsnění je při zasouvání trubky vystaveno tlaku, takže dosedá stále těsněji na obvodovou plochu trubky a tím se zvětšuje těsnost styku. Protože trubkové těsnění dosedá na přívodní trubku plynule, je stlačování materiálu třením při zasouvání a vysouvání trubky značné, což vede k rychlému opotřebení a zničení trubkového těsnění a k následné ztrátě těsnicí funkce.

Protože u těsnění musí být zajištěna jeho pružnost, není možno zamezit jeho opotřebení ani vyztužením nebo povlečením třecí plochy ochranným povlakem. Jinými slovy, není možno zvětšit podle potřeby tloušťku stěny, jak je to obvyklé u pružných těsnění, nebo opatřit třecí plochu povlakem z materiálu odolného proti oděru, protože takto upravené materiály nemají vysokou pružnost.

Pro odstranění nevýhod připojeného pružného těsnění bylo navrženo těsnicí zařízení, popsané v DE-A-44 15 219 a DE-A-44 15 221, obsahující pružné nafukovací těsnění, ve kterém se vytváří tlak, takže nafouknuté těsnění dosedá těsně na přívodní trubku při jejím zavádění, ale po vypuštění vnitřního přetlaku se jeho průřez může v průběhu zasouvání nebo vytahování přívodní trubky natolik zmenšit, že nedosedá na přívodní trubku. Pro zajištění těsného dosednutí na trubku po dobu jejího zasouvání nebo vytahování je nutno použít několika prstencových ucpávek, například pružných ucpávek nebo těsnění, která dosedají plynule na přívodní trubku. I když je tímto provedením odstraněna nevýhoda rychlého oděru pružného materiálu, vzniká druhý problém. Nedosedá-li již nafukovací pružná ucpávka na přívodní trubku v průběhu jejího

-1 CZ 285733 B6 pohybu, není možno dále v této fázi kompenzovat radiální vůli přívodního potrubí, vznikající v důsledku změn průřezu přívodního potrubí.

Dále jsou známa různá těsnicí zařízení, která mohou být používána pro těsnění hřídelů nebo otočných čepů ve skříních. FR-A-1 600 190 například popisuje těsnicí zařízení pro otočný čep s nafukovací ucpávkou, která po svém nafouknutí dosedá těsně na čep. Nafukovací ucpávka je uložena v prstenci v radiální komoře skříně, přičemž prstenec je pohyblivý ve skříni v radiálním směru takovým způsobem, že radiální posuvy mezi otočným čepem a skříní mohou být vzájemně vyrovnávány. Toto řešení však má značnou nevýhodu, spočívající v rychlém opotřebení ucpávky kruhového průřezu, jak již bylo uvedeno v předchozí části.

DE-A-14 25 523 popisuje těsnicí zařízení pro otáčející se hřídele, u kterého jsou dvě prstencové ucpávky uspořádány kolem hřídele uvnitř skříně, přičemž tyto ucpávky jsou udržovány ve své axiální poloze otevřenou klečovou konstrukcí s předepínací pružinou nebo skořepinou, vytvořenou ze snadno deformovatelného materiálu. Ohebné ucpávky jsou tlačeny v radiálním směru proti těsnicí ploše hřídele přívodem tlakové tekutiny do skříně, takže se zvyšuje dotykový tlak v místě styku obou těchto částí. US-A-2 273 129 popisuje těsnění pro valivá ložiska, u kterého dva těsnicí kroužky profilu U dosedají na hřídel ve skříni, která je souosá se střední osou skříně, přičemž ramena profilu U tvoří těsnicí břity. Obě těsnění jsou od sebe axiálně vzdálena tak, že vybrání v jejich profilech tvaru U jsou umístěna proti sobě, přičemž vybrání jsou ukončena v tlakovém prostoru, vymezeném mezi oběma těsněními. Přívodem tlakové tekutiny do tlakového prostoru jsou oba těsnicí břity každého těsnění odtlačovány od sebe, takže těsnicí břit, dosedající na hřídel, je přitlačován na jeho obvodovou plochu větší silou a dosedá na ni těsněji. US-A3 434 728 popisuje zařízení pro těsnění vložky pro hřídel vůči tlakovému prostoru, kteiý je součástí skříně, přičemž skříň probíhá souose s hřídelem na vnější stranu tlakového prostoru. Těsnění, která jsou přitlačována pístem objímkového typu proti příslušné koncové ploše skříně, jsou uspořádána kolem hřídele na každé koncové ploše skříně na její vnitřní straně. Tato zařízení však nejsou vhodná pro vyrovnávání radiálních posuvů mezi přívodní trubkou a osou vložky.

Proto je úkolem vynálezu odstranit nedostatky dosud známých provedení a vyřešit konstrukci zařízení pro těsnění přívodní trubky nebo přívodního potrubí na vstupu do nádoby s vnitřním přetlakem, schopná vyrovnávat jak radiální vůli, která může být důsledkem změn příčného průřezu přívodního potrubí, tak také vyrovnávat posuvy osy přívodního potrubí vzhledem k ose vložky bez ohrožení těsnosti zařízení v důsledku příliš rychlého opotřebení.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen zařízením podle vynálezu, určeným pro těsnění přívodní trubky nebo potrubí v otvoru pro přívod trubky do nádoby s vnitřním přetlakem, zejména do šachtové pece, a obsahujícím vnější pouzdro s koncovou stěnou na straně šachtové pece a na straně okolního prostředí, které jsou opatřeny v osovém směru otvorem pro přívodní potrubí, a těsnicím prvkem, uloženým ve vnějším pouzdru. Podstata vynálezu spočívá vtom, že těsnicí prvek obsahuje vnitřní pouzdro s axiálními koncovými stěnami, opatřenými otvoiy pro přívodní potrubí, a také nejméně jedním těsněním a nejméně jedním axiálně pohyblivým prstencovým pístem, uloženým uvnitř vnitřního pouzdra souose se střední osou, s tím, že těsnění je umístěno mezi prstencovým pístem a jednou z koncových stěn vnitřního pouzdra ve směru působení prstencového pístu, že těsnění je stlačitelné v axiálním směru tlakem prstencového pístu proti jedné z koncových stěn vnitřního pouzdra, a že těsnění se rozpíná v radiálním směru a tvoří utěsnění spáry kolem přívodního potrubí, vedeného tímto těsněním, přičemž vnitřní pouzdro je pohyblivé v radiálním směru ve vnějším pouzdru tak, že vnitřní pouzdro společně s těsněním a prstencovým pístem na přívodním potrubí tvoří samostředicí konstrukční skupinu.

-2CZ 285733 B6

Negativní účinky oděru na těsnicí zařízení mohou být výrazně omezeny použitím těsnění, to znamená pružné ucpávky, jako těsnicího prvku. Ve skutečnosti není problém s udržováním pružnosti těsnění v rozporu s použitím plastové ucpávky. Proto může být u tohoto těsnění tloušťka těsnicího materiálu zvětšována a třecí plocha může být opatřena povlakem z materiálu odolného proti oděru bez nepříznivého vlivu na těsnicí vlastnosti.

Je třeba připomenout, že pojem těsnění je používán jako druhový pojem. Odborníkům v tomto oboru je zřejmé, že těsnění podle vynálezu, popisované v další části, může být tvořeno několika ucpávkovými kroužky, umístěnými v axiálním směru za sebou. V tomto případě jsou jednotlivé ucpávkové nebo těsnicí kroužky přitlačovány proti sobě účinkem pístu, přičemž první těsnicí kroužek je opřen o jednu z koncových stěn, zatímco druhý těsnicí kroužek dosedá přímo na píst a přenáší tlak pístu na mezilehlý těsnicí kroužek.

Protože těsnění může být stlačováno pístem, je jednou ze základních výhod těsnicího zařízení podle vynálezu to, že se těsnění může přizpůsobovat změnám průřezu přívodního potrubí. Kromě toho je možno působení tlaku na píst přerušit, aby se umožnil pohyb přívodního potrubí.

V důsledku toho může být uvolněno těsné dosednutí těsnění kolem na potrubí, a to se pak může pohybovat s menším třecím odporem.

Kromě toho je možno podle velikosti vnitřního tlaku v nádobě přizpůsobit těsnost celého zařízení podmínkám, panujícím v nádobě tím, že se na píst působí silnějším nebo slabším tlakem. Jinými slovy, větší těsnost těsnicího zařízení podle vynálezu například při vzestupu vnitřního tlaku v nádobě je možno zajistit větším silovým působením na píst.

Možnost radiálního přemístění vnitřního pouzdra ve vnějším pouzdru umožňuje přizpůsobení těsnicího zařízení šikmé nebo radiálně posunuté poloze přívodního potrubí. Z toho důvodu je vnitřní pouzdro volně uloženo na přívodním potrubí, jestliže je potrubí zasouváno do těsnicího zařízení v úhlu nebo s axiálním posunutím.

Ve výhodném provedení vynálezu obsahuje těsnicí prvek dva písty a dvě těsnění, umístěná souose s osou vnitřního pouzdra s tím, že oba písty jsou umístěny axiálně mezi dvěma těsněními a působí při své činnosti ve vzájemně opačných směrech, přičemž každé z těsnění je stlačitelné pístem proti jedné z koncových stěn vnitřního pouzdra.

Tlak na jediné těsnění je možno redukovat použitím několika těsnění. Kromě toho je možno u takového provedení dosáhnout příslušného těsnicího účinku slabším působením na písty.

Pro usnadnění zavádění a vytahování přívodního potrubí a pro snížení oděru těsnění je výhodné podle dalšího provedení uložit do každého těsnění souose se střední osou zařízení pružný prvek, obklopený materiálem těsnění pro alespoň částečně vracení axiální deformace těsnění do původního stavu po vyřazení pístu z činnosti.

Po zmenšení tlaku pístu, působícího na těsnění, umožňuje pružný prvek zaujmutí původního tvaru. Jestliže dále na píst nepůsobí tlak, uvolní se potenciální energie, nahromaděná v pružném prvku v průběhu stlačování, a těsnění se rozepne v axiálním směru. To je spojeno s radiálním smršťováním, jehož výsledkem je uvolnění těsného dosednutí těsnění kolem přívodního potrubí.

Pro zajištění těsnosti celého zařízení je vnitřní pouzdro výhodně utěsněno vůči koncovým stěnám vnějšího pouzdra pružnými prstencovými těsněními, která jsou upevněna ke koncovým stěnách vnitřního pouzdra.

V konkrétním provedení zařízení se dvěma písty je zvláště výhodné takové uspořádání, při kterém je mezi oběma písty vytvořena prstencová tlaková komora. Jestliže je každý z pístů utěsněn vnitřním prstencovým těsněním radiálně směrem dovnitř vůči vodicí objímce, která je

-3 CZ 285733 B6 uložena souose se střední osou, a je utěsněn radiálně směrem ven vnějším prstencovým těsněním vůči vnitřní straně vnitřního pouzdra, je prstencová tlaková komora utěsněna axiálně a oba písty se mohou ovládat současně přívodem tlakové tekutiny do tlakové komory.

Tím se ušetří samostatná napájecí potrubí pro tlakovou tekutinu a také nákladná kontrola a regulace tlaku.

V jiném výhodném provedení vynálezu je v tlakové komoře uloženo pružné těsnění pro utěsnění tlakové komory z vnější strany.

V tomto provedení je možno se obejít bez prstencových těsnění, kterými je každý píst utěsněn radiálně směrem dovnitř vůči vodicí objímce a radiálně směrem ven vůči vnitřní ploše vnitřního pouzdra.

Pro zajištění určitého trvalého předepnutí těsnění a tím také určité těsnosti mohou být mezi písty v tlakové komoře uloženy pružné prvky, které mohou působit na písty. Tyto pružné prvky mohou obsahovat například šroubovitou pružinu. Tato pružina přitlačuje písty proti těsněním určitou silou i v případě, že uvnitř tlakové komory není udržován přetlak. Je třeba připomenout, že pružinová síla pružiny by měla být menší než je pružinová síla pružných prvků, které jsou 20 součástmi těsnění, protože jinak by nemohlo dojít ani k částečnému zpětnému vrácení deformovaných částí těsnění do původního stavu.

V další variantě vynálezu jsou mezi písty pro jejich ovládání umístěny radiálně pohyblivé ovládací klínovité prvky. Tyto klínovité prvky jsou pohyblivé v radiálním směru dovnitř přívo- dem tlakové látky do komory mezi vnitřním pouzdrem a vnějším pouzdrem.

Kolem klínovitých prvků je výhodně umístěn pružný prvek, například předepnutý kroužek, vytvořený ze šroubovité pružiny, nebo předepnutý kroužek, vyrobený z pružného plastu, pro vyvozování síly, působící na klínovité prvky radiálně směrem dovnitř.

Mezi vodicí objímkou a klínovitými prvky jsou výhodně umístěny pružné prvky, podepřené radiálně z vnitřní strany na vodicí objímce a tlačené radiálně směrem ven proti klínovitým prvkům, které jsou vratnými prostředky pro klínovité prvky.

Pro všechna tato konkrétní provedení zařízení podle vynálezu je výhodné opatřit opěrné plochy, kterými spočívá vnitřní pouzdro na přívodním potrubí, materiálem, snižujícím třecí odpor opěrných ploch na přívodním potrubí.

V důsledku toho je oděr těchto částí omezen a tím se výrazně prodlužuje životnost těsnicího 40 zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení, zobrazených na výkresech, kde znázorňují:

obr. 1 osový řez prvním příkladným provedením zařízení pro utěsňování přívodní trubky nebo potrubí, obr. 2 osový řez střední částí těsnicího zařízení z obr. 1 ve zvětšeném měřítku, obr. 3 až 7 osové řezy středními částmi různých provedení těsnicího zařízení, a

-4CZ 285733 B6 obr. 8 příčný řez těsnicím zařízením z obr. 1, vedený rovinou A-A', kolmou na osu zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje osový řez příkladným provedením těsnicího zařízení, obsahujícího vnější pouzdro 2, které je ve svém vnitřku rozděleno příčnými žebry 10 v axiálním směru na několik komor 4, 6, 8, ve kterých jsou uloženy jednotlivé těsnicí prvky. Vnější pouzdro 2 a příčná žebra 10 jsou opatřena ve svém středu a v axiálním směru vždy otvorem pro přívodní potrubí 12, přičemž průměr tohoto otvoru je dimenzován tak, že přívodní potrubí 12 má v otvoru poměrně velkou radiální vůli.

Těsnicí zařízení podle obr. 1 dále obsahuje dva vnější těsnicí prvky 16, 18 ve dvou krajních komorách 4, 8, které jsou přídavnými prostředky ke střednímu těsnicímu prvku 14, umístěnému ve střední komoře 6. Tento střední těsnicí prvek 14 může být typu popsaného v DE-A-44 15 219 a DE-A-44 15 221. Vnější těsnicí prvky 16, 18 obsahují kroužky 20, 22, jejichž vnitřní průřez je přizpůsoben průřezu přívodního potrubí 12. Každý z těchto kroužků 20, 22 je vždy osazen ve své příslušné krajní komoře 4, 8 takovým způsobem, že se může pohybovat kolmo na střední osu 24 těsnicího zařízení. Tato možnost pohybu kroužků 20, 22 v jejich příslušných krajních komorách 4, 8 vnějšího pouzdra 2 dovoluje přizpůsobení polohy kroužků 20, 22 skloněné nebo axiálně posunuté poloze přívodního potrubí 12 v těsnicím zařízení. Proto se mohou kroužky 20, 22 s těsnicími prvky volně vystřeďovat na přívodním potrubí 12, jestliže je toto přívodní potrubí 12 zaváděno například do pece v úhlu nebo axiálně posunuté.

Kroužky 20, 22 tvoří držáky pro těsnění nebo těsnicí ucpávky, které dosedají na přívodní potrubí

12. Například první kroužek 20 je opatřen na své vnitřní ploše těsněním, tvořeným dvěma těsnicími kroužky 26, jejichž prostřednictvím dosedá na přívodní potrubí 12. Druhý kroužek 22 je opatřen nafukovacím těsněním 30, které je uloženo v prstencovém dutém prostoru 32 druhého kroužku 22. V nenafouknutém stavu je toto nafukovací těsnění 30 zataženo do dutého prostoru 32, což umožňuje posuv přívodního potrubí 12 bez poškození nebo opotřebení nafukovacího těsnění 30. V nafouknutém stavu však může nafukovací těsnění 30 vyrovnávat radiální vůli v podstatně větším rozsahu než dva těsnicí kroužky 26 vnitřního těsnicího prvku 16. Druhý kroužek 22 je dále výhodně uložen na přívodním potrubí 12 prostřednictvím dvou těsnění 28, která jsou umístěna po obou stranách dutého prostoru 32. Pro vyvození tlaku na nafukovací těsnění 30 je výhodné vytvářet tlak v druhé krajní komoře 8. Ten se vytváří například přívodem tlakové látky do druhé krajní komory 8 přívodním otvorem 34. Druhá krajní komora 8 je spojena otvorem 36 v druhém kroužku 22 s dutým prostorem 32, takže tlaková tekutina může pronikat do nafukovacího těsnění 30. Konečně je třeba poznamenat, že nafukovací těsnění 30 se může nafukovat tlakovou kapalinou nebo tlakovým plynem.

V jednom z příčných žeber 10 je za druhou krajní komorou 8 vytvořen z pohledu, vedeného ve směru zavádění přívodního potrubí 12, vstupní otvor 38. V důsledku toho vstupuje mazivo do prstencové mezery 40, která je omezena ze strany okolního prostředí druhým kroužkem 22 a ze strany šachtové pece středním těsnicím prvkem 14 a v radiální směruje uzavřena z vnitřní strany přívodním potrubím 12 a z vnější strany příčným žebrem 10. Mazivo slouží jak k mazání těsnicích prvků, aby se v průběhu jejich ohybů redukovalo opotřebení a otěr, tak také k povlečení povrchu přívodního potrubí 12 protikorozním filmem.

Druhý vstupní otvor 42 pro těsnicí plyn je vytvořen ve směru zavádění přívodního potrubí 12 před vnitřním těsnicím prvkem 16. Těsnicí vzduch může být vháněn pod vysokým tlakem druhým vstupním otvorem 42 do dutého prostoru 44. Jestliže je tlak v dutém prostoru 44 větší než je tlak pecních plynů v šachtové peci, pak je znemožněno unikání zdraví škodlivých pecních plynů, obsahujících zejména oxid uhelnatý, ze šachtové pece i v případě propouštění vnitřního těsnicího prvku 16.

-5 CŽ 285733 B6

Střední těsnicí prvek 14 je zobrazen ve zvětšeném měřítku na obr. 2. Tento střední těsnicí prvek 14 obsahuje vnitřní pouzdro 46 s jednou koncovou stěnou na straně šachtové pece as druhou koncovou stěnou také na straně obrácené k okolnímu prostředí, přičemž koncové stěny jsou opatřeny otvory pro přívodní potrubí 12. Toto vnitřní pouzdro 46 je osazeno ve střední komoře 6 vnějšího pouzdra 2 takovým způsobem, že se může pohybovat kolmo na střední osu 24 těsnicího zařízení. Tato možnost přemísťování vnitřního pouzdra 46 ve střední komoře 6 vnějšího pouzdra 2 umožňuje volné vystřeďování vnitřního pouzdra 46 na přívodním potrubí 12. podobně jako v případech kroužků 20, 22, jestliže se přívodní potrubí 12 zasouvá v úhlu nebo s axiálním posuvem těsnicím zařízením.

Koncové stěny vnitřního pouzdra 46 jsou axiálně utěsněny vůči příčným žebrům 10 vnějšího pouzdra 2 prstencovým těsněním 48, které je uloženo v prstencové drážce, vyříznuté do přední stěny a souosé se střední osou 24. Uvnitř vnitřního pouzdra 46 je uloženo těsnění 50, sestávající z dvojic těsnicích kroužků, souosých se střední osou 24 a umístěných jak na straně šachtové pece, tak na straně přivrácené k okolnímu prostředí. Tato těsnění 50 dosedají zejména na příslušnou koncovou stěnu vnitřního pouzdra 46 a jsou dimenzována tak, že dosedají na přívodní potrubí 12 při jeho zatlačování do těsnicího zařízení. Pro další zvýšení těsnosti v průběhu zatlačování přívodního potrubí 12 jsou ve vnitřním pouzdru 46 uloženy dva prstencové písty 52. Tyto prstencové písty 52 jsou vedeny na radiálně vnější straně vnitřní plochou stěny vnitřního pouzdra 46, zatímco na radiálně vnitřní straně jsou vedeny vodicí objímkou 54, která je umístěna souose se střední osou 24 a jejíž vnitřní průměr je dimenzován tak, že přívodní potrubí 12 je vedeno s určitou malou radiální vůlí v této vodicí objímce 54. Prstencové písty 52 jsou vždy utěsněny dvěma prstencovými těsněními 56, například O-kroužky nebo kroužky čtvercového průřezu, dosedajícími radiálně na vnitřní pouzdro 46 a vodicí objímku 54, takže mezi prstencovými písty 52 je v axiálním směru vytvořena utěsněná tlaková komora 58.

Při současném ovládání prstencových pístů 52 se v tlakové komoře 58 vytváří tlak. Zvyšování tlaku se uskutečňuje přívodem tlakové tekutiny přívodním otvorem 60 do střední komoiy 6, utěsněné prstencovým těsněním 48. Střední komora 6 je spojena s tlakovou komorou 58 otvorem 62 ve vnitřním pouzdru 46, což má za následek pronikání tlakové tekutiny do tlakové komory 58. Je třeba poznamenat, že vytvoření tlaku v tlakové komoře 58 je možno dosáhnout přívodem tlakové kapaliny nebo tlakového plynu.

Prstencové písty 52 jsou pohyblivé v axiálním směru, takže silovým působením na oba prstencové písty 52 je jeden z nich tlačen proti těsnění, umístěnému na koncové stěně na straně přivrácené k šachtové peci, zatímco druhý prstencový píst 52 je tlačen proti těsnění, umístěnému na koncové stěně na straně přivrácené k okolnímu prostředí. Výsledný axiální tlak přitlačuje silou těsnění 50 proti příslušné koncové stěně vnitřního pouzdra 46 a stlačuje jej axiálně, přičemž těsnění se roztahuje v radiálním směru. To způsobuje těsnější dotlačování těsnění na přívodní potrubí 12, takže těsnost celého zařízení se zvyšuje.

Při vytahování přívodního potrubí 12 pro šachtovou pec z těsnicího zařízení podle vynálezu se tlak ve střední komoře 6 a v tlakové komoře 58 nejprve sníží. Potom se přeruší působení tlaku, vyvozovaného prstencovým pístem 52 na těsnění 50 a těsnění 50 se tak může opět roztáhnout v axiálním směru s tím výsledkem, že radiální rozepnutí těsnění 50 se částečně zruší. Aby se zajistilo, že těsnění 50 zaujme svůj původní tvar, je každé z nich opatřeno ve svém vnitřku pružným prvkem 64, který probíhá soustředně se střední osou 24 zařízení a je obklopeno na celém svém obvodu těsněním 50. Tento pružný prvek 64, tvořený například pryžovým jádrem, zajišťuje alespoň částečné vrácení axiální deformace těsnění, jestliže píst není v činnosti. Těsnění 50 pak dosedá méně těsně na přívodní potrubí 12, takže jeho třecí odpor a tím také opotřebení je podstatně redukováno. Životnost tohoto těsnění 50 je tak prodloužena a těsnění nemusí být tak často nahrazováno novým.

-6CZ 285733 B6

Pro zajištění určitého předepnutí těsnění a tím dosažení určitého stupně těsnosti je možno v případě potřeby umístit do tlakové komory 58 mezi oba prstencové písty 52 pružný prvek, například šroubovitovou pružinu 66. Toto příkladné provedení je zobrazeno na obr. 3. Šroubovitá pružina 66 přitlačuje oba prstencové písty na těsnění určitou silou i v tom případě, kdy tlaková komora 58 není pod tlakem. Je třeba připomenout, že pružinová síla šroubovité pružiny 66 by měla být menší než pružná rozpínací síla pružných prvků 64 uvnitř těsnění 50, protože jinak by se deformace těsnění nemohla vrátit do původního stavu dokonce ani částečně.

Obr. 4 zobrazuje další příkladné provedení středního těsnicího prvku 14. V tomto příkladu není pro utěsnění tlakové komory 58 používáno žádných prstencových těsnění 56. Místo toho je celá tlaková komora 58 vyložena pružným těsněním 68, které je naklapnuto společně s vložkou 70 do vnitřního pouzdra 46. Toto pružné těsnění 68 je podobně vystaveno působení tlaku jako předchozí příkladná provedení. Protože pružné těsnění 68 je směrem ke střední ose 24 podepřeno na vodicí objímce 54, roztahuje se vnitřním tlakem axiálním směrem, takže oba prstencové písty 52 jsou opět zatěžovány současně.

Obr. 5 znázorňuje další příkladné provedení středního těsnicího prvku 14. V této variantě jsou oba prstencové písty 52 zatěžovány pouze pružným prvkem 72. Tento pružný prvek 72 je zejména tvořen šroubovitou pružinou, předepnutou takovým způsobem, že vyvozovaná síla pružiny je dostatečná pro stlačení těsnění 50 v axiálním směru pomocí prstencových pístů 52. Střední těsnicí prvek 14 se tak automaticky přizpůsobuje změnám průměru přívodního potrubí 12, například pro zavádění odebíracích sond do šachtové pece.

Další varianta příkladného provedení středního těsnicího prvku 14, ovladatelného z vnější strany, je zobrazena na obr. 6. V tomto příkladném provedení působí na oba prstencové písty 52 klínovité prvky 74, které jsou umístěny mezi oběma prstencovými písty 52 tak, že při svém pohybu v radiálním směru ke střední ose 24 roztlačují oba prstencové písty 52 v osovém směru od sebe. Ovládací klínovité prvky 74 mají část 76, směřující radiálně směrem ven a opatřenou dvěma vzájemně rovnoběžnými bočními stěnami. Klínovité prvky 74 jsou vedeny těmito bočními stěnami ve vodicím otvoru 78, vytvořeném ve vnitřním pouzdru 46, ajsou utěsněny vůči stěnám vodícího otvoru 78 pružným těsněním 80.

Klínovité prvky 74 jsou ovládány přívodem tlaku do střední komory 6 přívodním otvorem 60. Přetlak, vytvářený ve střední komoře 6, působí na vnější boční plochy klínovitých prvků 74 a vyvozuje na nich sílu, směřující radiálně dovnitř. Po vypuštění přetlaku ze střední komory 6 jsou klínovité prvky 74 opět vytlačovány radiálně směrem ven pružnými prvky 82. Tyto pružné prvky 82 výhodně obsahují šroubovité pružiny, které jsou opřeny radiálně směrem dovnitř na vodicí objímce 54 a tlačí silou radiálně směrem ven proti vnitřní ploše ovládacího klínovitého prvku 74. Aby se zamezilo vytlačování ovládacího klínovitého prvku 74 radiálně směrem ven z vodícího otvoru 78 pružným prvkem 82, tvořeným pružinou, jestliže je střední komora 6 bez vnitřního tlaku, jsou na vnější straně vodicích otvorů 78 vytvořeny zarážky 84.

Další varianta příkladného provedení těsnicího zařízení, která se může automaticky přizpůsobovat změnám průřezu, vychází z příkladného provedení podle obr. 6 a je zobrazena na obr. 7. V tomto příkladném provedení již na klínovitý prvek 74 nepůsobí tlak přiváděný do střední komory 6, ale pružný prvek 86, který je uložen kolem ovládacího klínovitého prvku 74. Tento pružný prvek 86 může být tvořen například kroužkem, tvořeným šroubovitou pružinou nebo pružinou, vyrobenou z pružného plastu, která je uložena v předepnutém stavu v prstencové drážce 88, vyříznuté souose se střední osou 24 v části 76 ovládacích klínovitých prvků 74 z jejich obvodové vnější plochy směrem dovnitř. V této souvislosti by bylo vhodné uvést, že v tomto příkladném provedení není nutné vytvoření pružného těsnění 80 a také přívodního otvoru 60.

-7CZ 285733 B6

Obr. 8 zobrazuje příčný řez těsnicím zařízením podle vynálezu, vedený rovinou A-A' z obr. 1, která je kolmá na středovou osu 24 těsnicího zařízení, při zasouvání přívodního potrubí 12 pro přívod sond nebo ústrojí pro odběr vzorků do šachtové pece. Z tohoto příkladného provedení je patrno, že přívodní potrubí 12 a tím také otvor pro jeho zasouvání nemá v tomto příkladném provedení kruhový průřez, ale má v podstatě oválný průřez. Toto příkladné provedení je však pouze jedním z možných příkladných provedení, protože příčný řez přívodním ústrojím může mít v jiném příkladu také pochopitelně kruhový průřez.

Přívodní potrubí 12, které je zasouváno do otvoru 90 ve vnitřním pouzdru 46 takovým způsobem, že se zachovává určitá vůle mezi přívodním potrubím 12 a vnitřním pouzdrem 46, je zobrazeno ve střední části této soustavy, zobrazené na obr. 8. Střední komora 6, která je na své vnitřní straně omezena vnitřním pouzdrem 46 a na vnější straně vnějším pouzdrem 2, je také dostatečně názorně zobrazena ve vnější oblasti obr. 8.

Vnitřní stěna otvoru 90 je povlečena ve své horní části povlakovým materiálem 92, který má zejména dobré kluzné vlastnosti. Tento povlakový materiál 92, kterým jsou povlečeny také horní dílčí oblasti vnitřních ploch kroužků 20, 22, zmenšuje tření kroužků 20, 22 nebo středního těsnicího prvku 14 ve styku s přívodním potrubím 12 a tím zamezuje rychlému opotřebení oblastí, které v průběhu vystřeďování kroužků 20, 22 nebo středního těsnicího prvku 14 na přívodním potrubí 12 dosedají a posouvají se po přívodním potrubí 12 ve dvou vzájemně opačných směrech.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (16)

1. Vnitřní stěna otvoru 90 je povlečena ve své horní části povlakovým materiálem 92, který má zejména dobré kluzné vlastnosti. Tento povlakový materiál 92, kterým jsou povlečeny také horní dílčí oblasti vnitřních ploch kroužků 20, 22, zmenšuje tření kroužků 20, 22 nebo středního těsnicího prvku 14 ve styku s přívodním potrubím 12 a tím zamezuje rychlému opotřebení oblastí, které v průběhu vystřeďování kroužků 20, 22 nebo středního těsnicího prvku 14 na přívodním potrubí 12 dosedají a posouvají se po přívodním potrubí 12 ve dvou vzájemně opačných směrech.

   PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro utěsňování přívodního potrubí (12) v otvoru pro zavádění přívodního potrubí (12) do tlakové nádoby, zejména do šachtové pece, obsahující vnější pouzdro (2) s koncovou stěnou na straně šachtové pece a na straně okolního prostředí, které jsou opatřeny v osovém směru otvorem pro přívodní potrubí (12) a těsnicím prvkem (14), uloženým ve vnějším pouzdru (2), vyznačující se tím, že těsnicí prvek (14) obsahuje vnitřní pouzdro (46) s axiálními koncovými stěnami, opatřenými otvory pro přívodní potrubí (12), a také nejméně jedním těsněním (50) a nejméně jedním axiálně pohyblivým prstencovým pístem (52), uloženým uvnitř vnitřního pouzdra (46) souose se střední osou (24) s tím, že těsnění (50) je umístěno mezi prstencovým pístem (52) a jednou z koncových stěn vnitřního pouzdra (46) ve směru působení prstencového pístu (52), že těsnění (50) je stlačitelné v axiálním směru tlakem prstencového pístu (52) proti jedné z koncových stěn vnitřního pouzdra (46), a že těsnění (50) se rozpíná v radiálním směru a tvoří utěsnění spáry kolem přívodního potrubí (12), vedeného tímto těsněním (50), přičemž vnitřní pouzdro (46) je pohyblivé v radiálním směru ve vnějším pouzdru (2) tak, že vnitřní pouzdra (46) společně s těsněním (50) a prstencovým pístem (52) na přívodním potrubí (12) tvoří samostředicí konstrukční skupinu.
2. 2. Těsnicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí prvek (14) obsahuje dva písty (52) a dvě těsnění (50), umístěná souose s osou (24) vnitřního pouzdra (46) s tím, že oba písty (52) jsou umístěny axiálně mezi dvěma těsněními (50) a působí při své činnosti ve vzájemně opačných směrech, přičemž každé z těsnění (50) je stlačitelné pístem (52) proti jedné z koncových stěn vnitřního pouzdra (46).
3. 3. Těsnicí zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvnitř každého těsnění (50) je uložen souose se střední osou (24) zařízení pružný prvek (64), obklopený

   -8CZ 285733 B6 materiálem těsnění (50) pro alespoň částečně vracení axiální deformace těsnění (50) do původního stavu po vyřazení pístu (52) z činnosti.
4. 4. Těsnicí zařízení podle nároků laž3, vyznačující se tím, že na vnitřních stěnách vnitřního pouzdra (46) jsou umístěna pružná prstencová těsnění (48) pro utěsnění vnitřního pouzdra (46) vůči koncovým stěnám vnějšího pouzdra (2).
5. 5. Těsnicí zařízení podle nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že mezi dvěma písty (52) je vytvořena prstencová tlaková komora (58).
6. 6. Těsnicí zařízení podle nároků 2až5, vyznačující se tím, že každý píst (52) je utěsněn vnitřním prstencovým těsněním (56) radiálně směrem dovnitř vůči vodicí objímce (54), uložené souose se střední osou (24), a je utěsněn radiálně směrem ven vnějším prstencovým těsněním (56) vůči vnitřní straně vnitřního pouzdra (46).
7. 7. Těsnicí zařízení podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se tím, že v tlakové komoře (58) je uloženo pružné těsnění (68) pro utěsnění tlakové komory (58) z vnější strany.
8. 8. Těsnicí zařízení podle nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že písty (52) jsou ovládány přívodem tlakové tekutiny do tlakové komory (58).
9. 9. Těsnicí zařízení podle nároků 2 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že mezi písty (52) jsou pro jejich ovládání umístěny pružné prvky (66, 72).
10. 10. Těsnicí zařízení podle nároků 2 až 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že mezi písty (52) jsou pro jejich ovládání umístěny radiálně pohyblivé ovládací klínovité prvky (74).
11. 11. Těsnicí zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že klínovité prvky (74) jsou pohyblivé v radiálním směru dovnitř přívodem tlakové látky do komory (6) mezi vnitřním pouzdrem (46) a vnějším pouzdrem (2).
12. 12. Těsnicí zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že kolem klínovitých prvků (74) jsou umístěny pružné prvky (86) pro vyvozování síly, působící radiálně směrem dovnitř na klínovité prvky (74).
13. 13. Těsnicí zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že pružný prvek (86) obsahuje předepnutý kroužek ze šroubovité pružiny.
14. 14. Těsnicí zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že pružný prvek (86) obsahuje předepnutý kroužek, vyrobený z pružného plastu.
15. 15. Těsnicí zařízení podle nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že mezi vodicí objímkou (54) aklínovitými prvky (74) jsou umístěny pružné prvky (82), podepřené radiálně z vnitřní strany na vodicí objímce (54) a tlačené radiálně směrem ven proti klínovitým prvkům (74).
16. 16. Těsnicí zařízení podle nároků lažl5, vyznačující se tím, že opěrné plochy, kterými je vnitřní pouzdro (46) uloženo na přívodním potrubí (12), jsou povlečeny povlakovým materiálem (92), snižujícím třecí odpor opěrných ploch na přívodním potrubí (12).