ES2233881T3 - Elemento de hermetizacion secundario para una disposicion de hermetizacion con anillo deslizante. - Google Patents

Abstract

Elemento de hermetización secundario para una disposición de hermetización con anillo deslizante, en especial para aplicaciones técnicas esterilizadas, que posee una sección transversal limitada por un par de superficies (20, 21) finales exteriores e interiores distanciadas radialmente y por un par de superficie (22, 23) finales distanciadas axialmente, caracterizado porque una de las superficies finales es una superficie (23) inclinada con relación a un plano radial un ángulo, que se abre de la superficie de contorno exterior hacia la interior, mientras que las superficies (20 a 22) de contorno y finales adyacentes forman entre sí, cuando no son adyacentes a la superficie inclinada, un ángulo recto y porque la relación k entre las dimensiones radiales y axiales de la sección transversal del elemento de hermetización secundario se halla en el margen de 0, 7 a 1, 2 siendo k = (D-d)/B en la que D = diámetro de la superficie (21) de contorno exterior, d = diámetro de la superficie (20) de contorno interior, B = ancho del elemento de hermetización secundario en la superficie (21) de contorno exterior.

Description

Elemento de hermetización secundario para una disposición de hermetización con anillo deslizante.

El invento de refiere a un elemento de hermetización secundario para una disposición de hermetización con anillo deslizante, en especial para aplicación técnicas esterilizadas. En especial se refiere a un elemento de hermetización secundario para la hermetización de un anillo deslizante estacionario de una disposición de hermetización con anillo deslizante.

En las aplicaciones técnicas esterilizadas de una disposición de hermetización con anillo deslizante, por ejemplo para la hermetización de una bomba para la impulsión de alimentos líquidos o de sustancias farmacéuticas, es preciso evitar los espacios muertos y análogos en los que se puedan acumular las sustancias y ser retenidas durante periodos de tiempo grandes. Además, es preciso, que la disposición de hermetización con anillo deslizante pueda ser limpiada con facilidad y que posea superficies lisas resistentes a desgaste. En el caso de las aplicaciones técnicas esterilizadas se reúnen los requerimientos fundamentales en los estándares del European Highgenic Engineering Design Group (EHEDG) y tienen que ser satisfechos en una disposición de hermetización con anillo deslizante para que esta reciba el certificado de homologación para la utilización en aplicaciones técnicas esterilizadas. Entre otros es crítica la hermetización secundaria para la hermetización de un anillo deslizante estacionario de una disposición de hermetización con anillo deslizante con relación al elemento que la sujeta, por ejemplo la carcasa de un aparato. Los anillos tóricos, que se ofrecen para ello poseen inconvenientes en las aplicaciones técnicas esterilizadas, ya que debido a la configuración de su sección transversal y a la disposición en ranuras o acanaladuras de montaje son propensas a la formación de espacios muertos. A través del documento US-A-4 175 753 se conoce un elemento de hermetización secundario, que en el estado sin carga posee una sección transversal romboidea con superficies laterales que forman entre sí un ángulo agudo y que en el estado sometido a un esfuerzo se puede transformar elásticamente en una forma paralelepipédica. Sin embargo, con ello se forman, con una reducción mayor o menor de la carga, espacios muertos a ambos lados del elemento de hermetización secundario, en los que se puede depositar el medio que se quiere hermetizar.

El invento se basa en el problema de crear un elemento de hermetización secundario de la clase mencionada más arriba, que haga posible una hermetización fiable en las aplicaciones técnicas esterilizadas y que satisfaga los correspondientes requerimientos del estándar.

Este problema se soluciona con las características de la reivindicación 1. La configuración de la sección transversal del elemento de hermetización secundario, descrita con más detalle en la reivindicación 1, genera, en las zonas críticas de las esquinas expuestas al medio que se quiere hermetizar, entre el anillo deslizante y la carcasa fuerzas de hermetización máximas en el elemento de hermetización secundario, que lo presionan con una hermetización fija contra las superficies adyacentes de los componentes. Sólo una de las superficies que forman la sección transversal del elemento de hermetización secundario es una superficie axial inclinada. El elemento de hermetización secundario puede ser montado y desmontado sin problemas como los anillos tóricos utilizados hasta ahora, de manera, que se satisface una de las premisas para una aplicación técnica esterilizada. Por otro lado, la formación de espacios muertos es evitada de manera eficaz, cuando se respeta un factor k en el dimensionado del elemento de hermetización secundario. Solo es preciso, que una de las superficies axiales finales, configurada como superficie inclinada, sea llevada al asiento con una superficie de hermetización correspondiente en el componente que se quiere hermetizar para cerrar un espacio muerto en este punto, mientras que en la superficie final axial opuesta tampoco se forman espacios muertos, incluso en el estado sin carga. En relación a los perfeccionamientos del invento se remite a las reivindicaciones subordinadas.

El invento se describe con detalle en lo que sigue por medio de una forma de ejecución y del dibujo. En él muestran:

La figura 1, en una vista parcial en sección longitudinal, una disposición con anillo deslizante con un elemento de hermetización secundario según el invento, representada en combinación con la hermetización de un orificio de paso de un árbol en una carcasa.

La figura 2, en una representación a mayor escala, el detalle X de la figura 1 del elemento de hermetización secundario en el estado montado.

La figura 3, en una vista parcial en sección, el elemento de hermetización secundario de las figuras 1 y 2 en el estado inicial antes del montaje.

Si bien el campo de aplicación principal del invento es la hermetización de un árbol, por ejemplo el árbol del rodete de una bomba para la impulsión de líquidos, para los que se establecen requerimientos especiales referentes al mantenimiento del estado esterilizado, el invento no está limitado a este campo de aplicación. Por el contrario, se puede utilizar ventajosamente siempre que surja el problema de prever la hermetización de una disposición de hermetización con anillo deslizante en la que sea preciso evitar espacios muertos en los que se pueda acumular el medio que se quiere hermetizar y permanecer en ellos durante periodos de funcionamiento grandes.

En la figura 1 se representan parcialmente la carcasa 1 de una bomba y un árbol 2, que se extiende hacia el exterior a través de un taladro de paso del árbol de la carcasa 1 hasta una fuente (no representada) de accionamiento. Sobre el árbol 2 está dispuesto un casquillo 3. El casquillo 3 está fijado con medios conocidos por los técnicos axialmente desde el punto de vista de la posición sobre el árbol 2 para la rotación conjunta con este. En el contorno 14 exterior del casquillo 3 está dispuesta una carcasa 4 de arrastre, que se puede construir con la forma de un elemento tubular. De un punto intermedio en el sentido axial de la carcasa 4 de arrastre sobresale radialmente hacia el interior una espiga 5 de arrastre, que penetra en una escotadura o ranura 6 longitudinal configurada en una zona final adyacente del casquillo 3. Por ello, el movimiento de rotación del casquillo 3 es transmitido por la espiga 5 de arrastre a la carcasa 4 de arrastre, al mismo tiempo, que la unión entre la espiga 5 de arrastre y la escotadura o ranura 6 alargada se encarga de que la carcasa 4 de arrastre sea desplazable axialmente con relación al casquillo 3.

En la carcasa 4 de arrastre se sujeta en la proximidad de un extremo axial (el extremo axial del lado derecho en la figura) un anillo 7 deslizante, que coopera con un anillo 8 deslizante situado frente a él dispuesto de manera estacionaria en la carcasa 1 y que se hermetiza con un elemento 13 de hermetización secundario estacionario, que se describirá con detalle en lo que sigue, con relación a la carcasa 1. Los anillo 7, 8 deslizantes poseen superficies de hermetización radiales que cooperan entre sí entre las que se forma durante el funcionamiento una ranura de hermetización para hermetizar un espacio en la superficie exterior de los anillo 7, 8 deslizantes con relación a un espacio en la superficie interior de los anillos 7, 8 deslizantes. Si se desea, se pueden prever cavidades, que favorezcan la impulsión, en al menos una de las superficies deslizantes, que cooperan entre sí, para bombear el medio que se quiere hermetizar hacia la zona entre las superficies deslizantes y favorecer así la formación de la ranura de hermetización.

El anillo 7 deslizante se mantiene con preferencia con un asiento suelto para su rotación conjunta con la carcasa 4 de arrastre. En su contorno exterior se hermetiza el anillo 7 deslizante con relación a la carcasa 4 de arrastre por medio de un elemento 11 de hermetización secundario. En una zona 9 de la carcasa 4 de arrastre, que penetra radialmente hacia el interior en la proximidad del anillo 7 deslizante se dispone una junta 10 con la forma de un disco anular de un material elástico, por ejemplo politetrafluoretileno (PTFE), que establece una relación de hermetización con la superficie exterior del árbol 2, para hermetizar un espacio R elástico limitado entre la carcasa 4 de arrastre y la superficie del árbol 2. En el espacio elástico R está dispuesto un resorte 15 de pretensado, que puede ser un resorte de platillo. El resorte 15 de pretensado apoya con un extremo axial en la zona 9 de la carcasa 4 de arrastre y con el otro extremo axial en el casquillo 3.

El espacio R elástico está hermetizado con relación al entorno exterior, de manera, que el medio que se quiere hermetizar no puede entrar en contacto con el resorte 15 de pretensado, la cavidad 6 y la espiga 5 de arrastre, es decir con piezas en las que se pueda acumular el medio que se quiere hermetizar.

Para la hermetización de la carcasa 4 de arrastre con relación al casquillo 3 se prevé un elemento 12 de hermetización secundario dinámico. Los elementos 11, 12 de hermetización secundarios se pueden construir de forma análoga. Cada elemento 11, 12 de hermetización secundario crea una superficie de hermetización con una dimensión axial definida, a lo largo de la que tiene lugar una hermetización en superficie libre de espacios muertos con relación a la correspondiente superficie del casquillo 3, respectivamente el anillo 7 deslizante.

En las figuras 2 y 3 se representa el elemento 13 de hermetización secundario estacionario con detalles adicionales. El elemento 13 de hermetización secundario posee una superficie 20 de contorno cilíndrica interior, una superficie 21 de contorno cilíndrica exterior así como superficies 22 y 23 finales distanciadas. La superficie 23 final enfrentada al anillo 8 deslizante estacionario está inclinada con relación a un plano radial el ángulo \alpha, que se abre en la dirección hacia la superficie 20 de contorno interior. Las pruebas demostraron, que el ángulo \alpha debe tener un valor entre aproximadamente 2 y 15º. La inclinación da lugar a que las dimensiones axiales del elemento 13 de hermetización secundario sean en la superficie 21 de contorno exterior mayores que en la superficie 20 de contorno interior.

Con excepción de la superficie 23 final o inclinada, las restantes superficies 20, 22, respectivamente 21, 22 adyacentes son esencialmente perpendiculares entre sí. La zona 24 de transición entre la superficie 23 final o inclinada y la superficie 20 de contorno interior se puede configurar, como se representa, redondeada.

La figura 2 representa el elemento 13 de hermetización secundario en el estado montado para crear una hermetización entre la carcasa 1 y el anillo 8 deslizante estacionario. Para el alojamiento del elemento de hermetización secundario se prevé, por un lado, una cavidad 16 en la carcasa 1 y, por otro, una cavidad 17 en el anillo 8 deslizante, que poseen ambas paredes perpendiculares entre sí y cuyas dimensiones radiales y axiales están adaptadas a las del elemento 13 de hermetización secundario. Las zonas de las esquinas entre paredes adyacentes de las cavidad 16, 17 se construyen con preferencia redondeadas.

En el estado montado, las cavidades 16, 17 pueden rodear el elemento 13 de hermetización secundario sin intersticios. Durante el montaje se aloja en primer lugar el elemento 13 de hermetización secundario en la cavidad 17 del lado del anillo deslizante y después se monta el anillo 8 deslizante junto con el elemento 13 de hermetización secundario alojado en él en la carcasa 1, asentando las superficies 21, 22 del elemento 13 de hermetización secundario en la cavidad 16 del lado de la carcasa. La apretura mutua axial de la carcasa 1 y del anillo 8 deslizante da lugar a que el elemento 13 de hermetización secundario sea comprimido axialmente, al mismo tiempo, que la superficie 23 asienta en el transcurso de esta compresión en la pared correspondiente de la cavidad 17 del lado del anillo deslizante y que el espacio limitado por las cavidades 16, 17 sea ocupado totalmente por el elemento 13 de hermetización secundario. A consecuencia de la superficie 23 inclinada se comprime el elemento 13 de hermetización secundario al máximo en su superficie 21 de contorno exterior. Con ello reinan en este punto las fuerzas de hermetización más grandes, con lo que se garantiza una hermetización sin intersticios con relación al medio que se quiere hermetizar entre el elemento 13 de hermetización secundario y las paredes adyacentes de las cavidades 16, 17 en la zona de la esquina próxima a la superficie 21 de contorno exterior.

Se comprobó, que los efectos descritos del elemento 13 de hermetización secundario son favorecidos, cuando las dimensiones radiales y axiales de la sección transversal se hallan en una relación k comprendida entre 0,7 y 1,2, siendo

k = (D-d)/B

En ella significan: D = diámetro de la superficie 21 de contorno exterior, d = diámetro de la superficie 20 de contorno interior, B = ancho del elemento 13 de hermetización secundario en la superficie 21 de contorno exterior.

El elemento 13 de hermetización secundario estacionario puede ser de un material cauchoelástico, como por ejemplo un material elastómero.

Claims (4)

1. Elemento de hermetización secundario para una disposición de hermetización con anillo deslizante, en especial para aplicaciones técnicas esterilizadas, que posee una sección transversal limitada por un par de superficies (20, 21) finales exteriores e interiores distanciadas radialmente y por un par de superficie (22, 23) finales distanciadas axialmente, caracterizado porque una de las superficies finales es una superficie (23) inclinada con relación a un plano radial un ángulo \alpha, que se abre de la superficie de contorno exterior hacia la interior, mientras que las superficies (20 a 22) de contorno y finales adyacentes forman entre sí, cuando no son adyacentes a la superficie inclinada, un ángulo recto y porque la relación k entre las dimensiones radiales y axiales de la sección transversal del elemento de hermetización secundario se halla en el margen de 0,7 a 1,2 siendo

k = (D-d)/B

en la que

D = diámetro de la superficie (21) de contorno exterior,

d = diámetro de la superficie (20) de contorno interior,

B = ancho del elemento de hermetización secundario en la superficie (21) de contorno exterior.

2. Elemento de hermetización secundario según la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo \alpha tiene un valor comprendido entre 2º y 15º.

3. Elemento de hermetización secundario según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la zona (24) de transición entre la superficie (23) inclinada y la superficie (20) de contorno interior está redondeada.

4. Elemento de hermetización secundario según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es de un material elastómero.