DK156593B - Radialtaetning med koeling - Google Patents

Description

DK 156593 B

«

Opfindelsen angâr en radialtætning af den i krav l's indledning angivne art.

En sâdan radialtætning med positiv frigang frembringer 5 en betydelig visk0s forskydningseffekt imellem dens to modstâende tætningsflader, og som f0lge af de snævre ar-bejdsfrigange er fluidumstr0mningen, som styrer frigan-gen imellem tætningsfladerne, ofte af utilstrækkelig termisk kapacitet til at virke som et dræn for dette ef-10 fekttab uden at overstige en temperatur, som permanent forandrer styrefluidets egenskaber ugunstigt.

Opfindelsen har til formai at tilvejebringe forbedrede midler til at afk0le en tætningsflade i en radialtætning 15 af den omhandlede art, hvilke midler overvinder eller undgâr problemet med at afk0le en tætningsflade med et begrænset overfladeareal, hvilket kræver en meget h0j varmeoverf0ringskoefficient ved overfladen. Dette formâl opnàs if0lge opfindelsen ved, at den indledningsvis an-20 givne radialtætning er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

Fortrinsvis er den por0se masse klæbet sammen og til den bageste overflade af tætningsdelens væg, passende ved at 25 sintre massens partikler eller komponenter sammen og til nævnte bageste overflade.

K0lemidlerne if01ge opfindelsen er et kompakt og ud-strakt omrâde for varmeoverf0rsel. Den por0se masse kan 30 være et h0jt ledende materiale, f.eks. kobber.

Opfindelsen skal i det f0lgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, som viser et halvt tværsnit af en radialtætning if0lge opfindelsen.

35 2

DK 156593 B

Pâ tegningen ses et hus 11, som har en âbning, hvorigennem en roterbar aksel 12 er fort, idet en tætning er tilveje-10 bragt for at forhindre eller begrænse fluidumlækage imel-lem en région -13 for et fluidum ved et ho jt tryk og en région 14 for et fluidum ved lavt tryk. Denne tætning indeholder en stotteplade 20, som ved hjælp en monterings-part 20A er monteret i huset med en frigang omkring ak-15 sien 12, og er i tætningsforbindelse med huset 11 ved hjælp af ringformede tætningsringe 23 og er forhindret i at rotere med en tap 26.

Den venstre del af stottepladen (se tegningen) udgor et arbejdselement 38, som danner én af to relativt roterbare 20 tætningsflader 25 af den radiale tætning med positiv frigang. Tætningspladen 25 er udformet pâ et ringformet tryk-bojeligt element. bestâende af stive radiait indre og ydre ringe 25B, 25C, som understotter en mellemliggen-de elastisk del 25D. Den ydre ring 25C ligger an mod den 25 venstre ende af stottepladen 20 , men den indre ring 25B har aksial afstand fra stottepladen 20, og dette rum bag den indre ring 25B og den elastiske del 25D er forbundet med regionen 15 ved det lave tryk med et hul 39. En del af den indre ring 25B er aksialt bevægelig i hul1et i stot-30 tepladen 20, hvortil den er tætnet med en ringformet tæt-ningsring 40. Den indre ringformede del af ringen 25B strækker sig inden for monteringsdelen 20A i stottepladen, til hvilken del den er fastgjort med en fleksibel mem-bran 29. Sidstnævnte er sâledes indrettet, at den, selv om den er meget stiv ved modvirkning af en relativt radial eller rundtgâende bevægelse af ringen 25B i forhold til delen 20A, er relativt fleksibel i aksialretningen.

En krave. 16 er monteret til dre jning med akslen 12 ved » 3

DK 156593 B

hjælp af en monteringspart 16A pâ kraven,· og monterings-parten 16A er lâst til akslen med skrue-gevindbolte 18 eller andre egnede midler, f. eks. tappe. Monteringspar-ten 16A omfatter to dele, som er boltet saramen, og rundt-gâende tætningsringe 19 og 19A forhindrer udsivning imel-10 lem kravemonteringsparten 16A og akslen 12 og de respek-tive.monteringspartdele. Kraven 16 er desuden fastgjort til sin monteringspart 16A med en fleksibel membran 30. Den hojre ende kraven 16 (se tegningen) udgor et andet ar-bejdselement 138, som danner den anden arbejdsflade 125 15 for tætningens indbyrdes to roterbare tsetningsflader.

Fladerne 25, 125 er radialbearbejdet under frémstillin-gen. Pladetætningen virker pâ samme mâde som beskrevet i britisk patentpublikation nr. 2033 978. , hvortil der hen-vises.

20 Den ifolge opfindelsen viste fladetætning er af bufferty-pen, og fluidum ved et hojere tryk end regionen 13 ledes gennem et ror 15 ind i huset 11 til passageme 22 til 22A i henholdâvis . stottepladens monteringspart 20a og det bojelige éléments indre ring 25B og dernæst til en ring-25 formet fordybning 17 imellem den indre og den ydre peri-feri af fladerne 25, 125 og gennem huiler 27 i tætnings-fladen 125 til et rum 28 inden for kraven 16. Der vil derfor være en fluidumstromning fra regionen 17 radiait indad over de samvirkeride arealer B af fladerne 25, 125 30 til regionen 13 og desuden en fluidumstrom fra regionen 17 radiait udad over det samvirkende areal A af fladerne 25, 125 til regionen 14. Et udad strommende bufferflui-dum afgives til et dræn og giver recirkulation gennem et ror 15A i huset 11. > 4

DK 156593 B

Under tætningens fimktion vil det bejelige element 25A, som f0lge af trykgradienterae over tætningspladearealer-ne A og B, afbojes til opnâelse af en konvergerende passage mellem de samvirkende arealer A af fladerne 25, 5 125. Tætningen er sâledes dimensioneret, at den mindste frigang mellem fladerne 25, 125 ved funktion opstâr til den y dre periferi af arealerne A og er af storrelsesordenen 0,01 mm. Det bor bemærkes, at en svækkelse kan være til-vejebragt mellem den ydre periferi af tætningsfladerne 10 til optagelse af fastgorèlsesmiddel, f. eks. bolthuller, boltlioveder osv., og denne svækkelse er trukket tilbage fra tætningsfladen i en storre udstrækning end mellem-rummet og den svækkede del udgor derfor ikke nogen del af tætningsfladen.

15 Membranerne 29, 30 danner halv-statiske tætninger imellem trykregionerne og S0rger for selvindstilling af tætnings-delené, som bærer tætningsfladerne 125, 25. Den aksiale og vinkelmæssige (hældnings) stivhed af membranerne er valgt sâledes, at den er mindre end stivheden af fluidum-20 filmen imellem tætningsfladerne 125, 25. Det er klart, at trykkene, som virker pâ den venstre og hojre ende hen-holdsvis kraven 16 og stottepladen 20,er i balance.

Str0mmen af tætningsfluidum imellem pladerne 25, 125,hvor-af den ene roterer med h0j hastighed i forhold til den 25 anden, frembringer en stor varmemængde, hovedsagelig som felge af forskydning af fluidumfilmen.

For at sprede denne varme er den anordning, som nu skal beskrives, indrettet i arbejdselementet 138.

Arbejdselementet 138 er ved bagkanten af tætningsfladen 125 30 udformet med et ringformet hulrum eller en passage 31, son er fyldt med en masse 32 af et porost sintret materiale med for-bindende porer, og som er sammenhængende med væggen 139, hvorpâ tætningsfladen 125 er dannet. Væggens 139 materiale 5

DK 156593 B

og den sintrede masse har hsj termisk ledningsevne, og bestâr f. eks. af kobber eller kobberlegering. Yed den radiait indre periferi har den ringformede passage 31 en aksiàlt forl0bende del 33, som stâr i forbindelse med 5 den radiait forl0bende ringformede passage 34, som forer fra rummet 28 inden i kraven 16. Ved dens radiait ydre periferi er passagen 31 dækket af en ring 35 med et antal i randen delte radiale huiler 36, som er pâ linie med passagen 31, og hvoraf udvalgte huiler er lukket af 10 propper 37 til et formai, som skal beskrives.

Det ringformede hulrum kan være fyldt med den porose masse ved at fortinne ringformede kobberdele, presse dem sammen med kobberpulver imellem sig og dernæst sintre dem. For at lette dette er kraven 16 fremstillet af to ring-15 dele 140 og 141, hvoraf ringdelen 140 med den mindste diameter har en radiait udadgâende flange ved den ene ende, som udgor væggen 139, som danner tætningsfladen 125, og ringdelen 141 med dens storre diameter, som har en radiait indadgâende f lange, udg.or vægdelen 142 i hulrummet 20 31, og hvoraf den indre periferi har afstand fra ringde len 140 til opnâelse af passagedelen 33, som stâr i forbindelse med rummet 28 bag væggen 142. De separate dele i kraven kan være fastgjort til hinanden med skruer eller pâ anden passende mâde, med den sintrede masse indklemt 25 imellem væggene 139 og 142.

Ved funktion af den herover beskrevne pladetætning er der en strom af kolende bufferfluidum, som tages fra den ringformede région 17 gennem aksiale huiler 27, som kan være beklædt, hvor de er fort gennem det sintrede materiale 30 32 til rummet 28, hvorfra bufferfluidet strommer radiait indad gennem passagen 34, aksialt gennem indlobspassage-delen 33 og dernæst radiait udad gennem de forbindende porer i den ringformede masse af sintret materiale 32 i passagen 31 og ud gennem de utilstoppede huiler 36 i rin-35 gen 35, som ligger over det rundtgâende mellemrum mellem væggen 139 og væggen 142 til lavtryksregionen 14. Der er 6

DK 156593 B

sâledes en str0m af k0lefluidum over bagsiden af i det væ-sentlige hele arbejdsfladen 125 i arbejdselementet 138 ved den sintrede ringformede masse 32 virkende som en varmeveksler med en meget stor varmeoverforingsoverflade.

5 Delen af den sintrede masse 32 i den aksiale passage 33 sikrer, at det radiait inderste h j orne af kraven 16 er pas-sende afk0let. Det er klart, at strommen gennem den sintrede masse bestemmes af antallet af radiale huiler 36, som er lukket af propperne 37. Bufferfluidet kan være en 10 gas eller, hvis det foretrækkes, en væske, og kan i sig saLv afkoles ved en kilde.

Opfindelsen kan ogsâ antage andre udforelsesformer. F. eks. kan kolemidlet i stedet være anbragt bag ved tætnings-fladen 25 foruden i kraven 16.

15 Desuden beh0ver massen af det porose materiale ikke at være sintret; de vigtigste betingelser er, at den har forbindende porer, gennem hvilke kolefluidet kan strom-me, og at materialet er i tæt termisk kontakt med mate-rialet i arbej ds elementet bag dets arbejdsflade. Sâledes 20 kan massen omfatte smâ kugler, f. eks. 1,65 mm i diameter, eller partikler, som er dækket af loddemetal og, som efter ind-foring i passageh er opvarmet for at smelte belægningen^ og sâledes forbinde kuglerne eller partiklerne sammen og til arbejdselementets materialee En let kugleformet 25 eller andre partikler af et godt termisk ledende materiale kan simpelt hen presses sammen imellem de modstâende vægge i kolepassagen til opnâelse af tæt termisk kontakt imellem partiklerne og med bagsiden af væggen, hvorpâ arbejdsfladen er dannet.

30 En tætning ifolge opfindelsen kan ogsâ benyttes med et trykleje eller et leje eller andet arbejdselement med arbejdsflade, ved hvilken der frembringes varme under drift.

Claims (6)

1. Radialtætning med positiv frigang omfattende to tæt- ningsdele (138, 38), som er monteret pâ hver sin af ind-byrdes drejelige dele, henholdsvis en aksel (12) og et hus (11), idet hver del har modstâende dele, som danner ringformede tætningsflader (25, 125) med en mellemlig-10 gende radial frigang, som danner en forbindelsesvej imellem regioner (13, 14) med h0je og lave tryk, k e n-detegnet ved, at mindst én-af tætningsdelene (138) bag sin tætningsflade (125) har et hulrum (31), som i det mindste delvis er afgrænset af hovedsagelig 15 hele den bageste overflade pâ den væg (139), hvis for-reste overflade udg0r tætningsdelens (138) ringformede tætningsflade (125), hvorhos en por0s, termisk ledende masse {32),, som har forbindende porer, udfylder hulrum-met (31) og er i intim termisk kontakt med nævnte vægs 20 (139) bageste overflade, hvilket hulrum (31) har et ind- l0bsorgan (33) og et udl0bsorgan (36) og midler (15, 22, 22a, 17, 27, 28) til tilf0rsel af et k0lefluidum under tryk til indl0bsorganet (33) igennem de forbindende porer i den por0se masse (32) i hulrummet (31) og ud gen-25 nem udl0bsorganet (36).

2. Tætning if0lge krav 1, kendetegnet ved, at partiklerne eller komponenterne i den por0se masse (32) er hæftet sammen og til den bageste overflade af tæt- 30 ningsdelens (138) væg (139).

3. Tætning if0lge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den por0se masse (32) bestâr af et sintret mate-riale. 35

4. Tætning if0lge krav 1, 2 eller 3, kendeteg- DK 156593 B net ved, at mindst én tætningsdel (138) omfatter en krave (16) bestâende af to ringdele (140, 141) med for-skellige diamètre, hvorhos ringdelen (140) med mindst diameter har en radiait ydre ringformet flange ved den 5 ene ende, som udg0r en f0rste vægdel (139), som afgræn-ser tætningsfladen (125), og ringdelen (141) med den st0rste diameter har en radiait indre ringformet flange, som udg0r en anden vægdel (142), som, nâr ringene (140, 141. er samlet til dannelse af kraven (16), er i afstand 10 fra bagsiden af den f0rste vægdel (139) til dannelse af hulrummet (31) bag den f0rste vægdel (139) og ligeledes er i afstand ved dens indre periferi fra ringdelen (140) med mindst diameter til tilvejebringelse af nævnte ind-l0bsorgan (33), som stâr i forbindelse med et rum (28) i 15 kraven (16) bag den anden vægdel (142), og ved, at den por0se masse (32) i hulrummet (31) omfatter sintret ma-teriale, og der er tilvejebragt midler til at tilf0re k0lefluidum til rummet (28) i kraven (16) bag den anden vægdel (142), sâ at fluidet str0mmer gennem indl0bsorga-20 net (33) og radiait udad gennem den por0se masse (32) til udl0bsorganet (36), som omfatter det ydre rundtgâ-ende mellemrum mellem den f0rste og den anden vægdel (139, 142). 25

5. Tætning if0lge krav 4, kendetegnet ved, at udl0bsorganet omfatter rundtgâende huiler (36) med af-stand i en ring (35), som ligger over det rundtgâende mellemrum, og organer (37) til at lukke udvalgte af nævnte huiler (36). 30

6. Tætning if0lge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at mindst én tætningsdel (138) er den roterbare tætningsdel i tætningen, og at k0lefluidet tilf0res til nævnte rum (28) i kraven bag den anden vægdel (142) ved 35 hjælp af huiler (27), som strækker sig fra den f0rste vægdels (139) tætningsflade (125) gennem den f0rste væg- DK 156593 E del (139)/ den porpse masse (32) og den anden vægdel (142), idet enderne af hullerne (27) i tætningsfladen (125) roterer modsat en fordybning i tætningsfladen (25) i den stationære tætningsdel (38), hvortil k0lefluidet 5 ledes gennem den stationære tætningsdel (38). 10 15 20 25 30 35