FI66472C - Taetningsanordning foer axlar - Google Patents

Description

Κ5£>«1 ΓβΙ ««KUULUTUSjULKAISU s s A rj η

JjSff m 0 ) UTLÄGGN1NCSSKIUPT 664 /2

^ ^ (51) Kv.lk?/bud.3 F 16 J 15AO

SUOMI—FIN LAND (*) 781316 (22) 27.0^.78 (23) AMw^M—CtWfkMdat 27-0^.78 (41) TaNMHUMlnl —BMtoSMdli 03.11.78

Patentti· ja rekisteri halita·· rt|) HBitirtlalproim |» |ρ«|>||ηΐ·η ^____

Patent- och reglsterstyrelsen ' * AimOkm m^l ocfc wUMte nWtwi 29.06.81* (32)(33)(31) rrv***r «κΛ-β-ΒκΐΗ **»*« 02.05.77

Ruotsi-Sverige(SE) 7705092-0 (71) Defibrator AB, Sandhamnsgatan 81, S-115 28 Stockholm, Ruotsi-

Sverige(SE) (72) Johan Gunnar Inge Johansson, Täby, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Tiivistyslaite akseleita varten - Tätningsanordning for axlar

Esillä olevan keksinnön kohteena on tiivistyslaite akseleita varten, jotka kulkevat sellaisen kone-elementin seinän tai rungon läpi, jossa vallitsee ympäristöstä poikkeava neste- tai kaasu-(höyry-) mäisen väliaineen paine. Tavallinen tiivistyslaitetyyppi on tiivistysholkit, jotka muodostavat akselin ympäröivän rengaskam-mion, jossa akselin ympärille sijoitetaan tiivistysnauhoja esim. punoksia. Nämä nauhat puristetaan akselia vasten kammion sivulta sulkevalla ruuvirenkaalla. Puristuspaine jakautuu hyvin epätasaisesti, koska se keskittyy ruuvirengasta lähinnä sijaitsevaan tii-vistysnauhojen osaan, kun taas niiden muu osa sijaitsee löysästi akselin ympärillä. Tiivistysnauhojen voimakkaasti kiristetty kapea osa kuluu suhteellisen nopeasti, josta on seurauksena, että väliaineen vuoto tiivistysholkin läpi lisääntyy voimakkaasti, mikä vuorostaan vaatii ruuvirenkaan jatkuvaa jälkisäätöä. Käytännössä on vaikeaa säätää holkkeja tällä tavoin riittävän lyhyin välein. Keksinnön tarkoituksena on näiden epäkohtien poistaminen. Tähän päästään oleellisesti siten, että hoikin säteittäisesti ulompaan sivuun vaikuttaa neste paineella, joka siirtyy säteittäisesti sisäänpäin hoikin tai renkaan kautta kerrokseen ja puristaa sitä koko sen aksiaa- 66472 lisella ulottuvuudella akselia vasten ja että samasta painelähteestä johdetaan painenestettä johtojen kautta myös kerroksen ja akselin välisille tiivisteiden ulkopinnan kohdalla oleville kosketuspinnoille paineella, joka tasapainottaa rungossa vallitsevan ylipaineen, jolloin samanaikaisesti hoikin tai renkaan ulkopintaan vaikuttavasta painenesteestä johtuva voima on suurempi kuin kosketuspintojen välissä säteittäisesti ulospäin vaikuttavasta nestepaineesta johtuva voima.

Keksinnön mukaisesti saavutetaan automaattisesti tiivistys-aineeseen tasaisesti jakautunut paine akselia kohti kammion koko pituudelta. Tämä paine voidaan sovittaa niin, että vuoto akselia pitkin estetään tai rajoitetaan mahdollisimman vähän.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisessa piirustuksessa pituusleikkauksena ja esimerkkinä esitettyyn keksinnön suoritusmuotoon. Piirustuksessa on viitenumerolla 10 merkitty ligno-selluloosapitoisen kuituaineen jauhinlaitteen runkoa tai seinää. Jauhinlaitteessa vallitsee höyrykehä, jonka paine on kohotettu, ja vastaava lämpötila. Tällainen laite on sinänsä tunnettu, ja se on ainoastaan eräs esimerkki keksinnön edullisesta sovellutuskohteesta. Pyörivä akseli 12, joka kannattaa esittämättä jätettyä jauhinkiek-koa rungossa 10, kulkee rungon seinän aukon 14 läpi, jolloin keksinnön mukainen tiivistyslaite on sijoitettu akselin ja rungon väliin. Tiivistyslaitteeseen kuuluu tiivistysholkki, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 16 ja joka muodostaa akselin ympärille rengasmaisen kammion, jota rajoittavat kaksi levyä 18, 20 ja näitä yhdistävä holkkiosa 22. Kammioon on sijoitettu tiivistysnauhoja, jotka ovat esim. sinänsä tunnettuja punoksia 24, jotka sijoitetaan renkaiksi akselin ympärille yhdeksi tai useaksi kerrokseksi. Näiden ulkopuolelle on sovitettu holkki tai rengas 26, joka on kumia tai muuta joustavaa, edullisesti kimmoisaa ainetta. Tämä holkki täyttää kammion sen aksiaalisessa suunnassa ja rajoittuu tiivis-tävästi seinien 18, 20 tasaisiin sivupintoihin. Renkaassa voi tällöin olla syvennyksiä, jotka muodostavat rengasmaisia liuskoja 28, jotka on tarkoitettu painettaviksi sivuseiniä vasten, niin että holkki kokonaan tiivistää rengasmaisen tilan 30 renkaan ulkopuolella tiivistysaineesta 24.

Tilaan 30 johdetaan kanavan 32 kautta nesteen, esillä olevassa tapauksessa veden muodossa olevaa paineväliainetta. Väliaineena voi kuitenkin myös olla kaasu, kuten ilma. Sovittamalla väliaineen paine sopivasti tilassa 30 holkki tai rengas 26 painuu tiivistysnauhoja 24 vasten, niin että nämä liittyvät akseliin 12 sopivasti sovitetulla paineella estääkseen vuodon tiivistysholkin ohi.

3 66472

Jauhinlaitteen sisäosassa vallitsee höyrykehä, jossa pyör-teilee jauhatuksen vapauttamia kuituja. Näiden kuitujen ei kuitenkaan haluta tunkeutuvan tiivistysholkkiin ulosvuotavan höyryn kanssa. Tätä tarkoitusta varten on tunnettua kehittää väliaineen, tavallisesti veden, sellainen paine, joka on suurempi kuin höyryn paine.

Tämä on suoritusesimerkissä saatu aikaan johtamalla vettä paineen alaisena ulommassa tiivistysholkkiseinässä 20 olevan johdon 34 kautta, joka päättyy rengasmaiseen kouruun 36 akselin 12 ympärillä. Tällä tavoin tiivistysholkkiin kehitetään vastapaine rungossa vallitsevalle työpaineelle, jolloin estetään kuituja sisältävän höyryn vuoto tiivistysholkkiin. Väliaine voi toimia jäähdytys- ja voiteluaineena, niin että se estää tiivistyselimien 24 ylikuumenemisen nopeasti pyörivään akseliin kohdistuvan kitkan vaikutuksesta. Rungosta tuleva lämmön siirto on lisäksi kuumentanut akselia. Voi-teluvaikutusta voidaan parantaa sekoittamalla tai emulgoimalla veteen parafiinia, , öljyä tai muuta voiteluainetta.

Suoritusesimerkissä tiivistysholkin 16 ulomman rajalevyn 20 ulkopuolelle on lisäksi sijoitettu lisätiivistysholkki 38, joka on edullisesti rakenteeltaan samanlainen, ts. lähinnä akselia on sijoitettu esim. punosten tms. muodostama tiivistyskerros ja sen ulkopuolella on kumia tai muuta kimmoisaa ainetta oleva holkki tai rengas 42. Tässä hoikissa on liuskat 44 tiivistävän paineen aikaansaamiseksi hoikin tasaisia sivuseiniä vastaan. Paineväliainetta kuten vettä johdetaan johdon 46 kautta säteittäisesti hoikin 42 ulkopuolella sijaitsevaan rengasmaiseen tilaan 48. Osa johdon 34 kautta johdetusta väliaineesta kulkee akselin ja tiivistyskerroksen 40 välissä ja toimii tällöin jäähdytys- ja voiteluaineena. Ulosvuotava väliaine kootaan tiivistysholkin 38 ulkopuolella olevaan rengas-kammioon, josta se poistuu, kuten nuoli 52 osoittaa.

Havaitaan, että tiivistysholkissa 16 ja vastaavasti 38 kehitetyn, sisäänpäin suunnatun paineen on voitettava tiivistyskerrok-sella 24 ja vastaavasti 38 vaikuttava vastakkaissuuntainen paine, jonka johdon 34 kautta syötetty väliaine kehittää. Tällöin on otettava huomioon, että kumirenkaan ulkopuolella olevalla lieriömäisellä pinnalla, johon paineväliaine vaikuttaa, on suurempi pinta-ala kuin lieriömäisellä pinnalla, jolla tiivistyskerros 24 rajoittuu akseliin 12. Näin on asianlaita siitäkin huolimatta, että molempien pintojen aksiaalinen pituus on sama. Molempien väliaineiden samalla paineella saadaan siis tiivistyskerroksille sisäänpäin vaikutta- 66472 va paineresultantti, joka on suurempi.

Kanavien 54, 56 kautta voidaan myös syöttää paineväliainetta kanavasta 34 tiivistysholkin 16 sisäseinään 18 tämän rengasmaisella kourulla 58 varustetulle sisäkehälle. Tällä tavoin saadaan paineväli-aineen, suoritusesimerkissä veden, sisäänpäin suunnattu virtaus, joka siis jo tiivistysholkin 16 sisäseinän kohdalla muodostaa esteen tiivistysholkista ulostunkeutuvalle höyrylle ja kuiduille. Tiivistysholkin 16 tehokkaan tiivistyskyvyn ansiosta tätä virtausta voidaan rajoittaa esim. sijoittamalla johtoon 54, 56 kuristus.

Kuten edellä olevasta käy ilmi, molemmat väliaineet, jotka toisaalta kehittävät sisäänpäin suunnatun paineen tiivistysholkissa ja toisaalta toimivat jäähdytys- ja voiteluaineena sekä estävät vuodon akselia pitkin rungon sisäosasta, voivat olla samanlaiset tai erilaiset. Jos ne ovat vettä, kumpaakin voidaan syöttää omalla pumpullaan tai yhteisellä pumpulla, jossa on mahdollisesti kuristus-venttiili, mikäli paineiden on oltava erisuuruiset.

Koska akselin kanssa yhdessä toimiva tiivistysaine 24 ja vastaavasti 40 koko aksiaaliselta pituudeltaan on saman sisäänpäin suunnatun paineen alaisena joustavan hoikin ja renkaan 26 ja vastaavasti 42 välityksellä, tiivistysaine voidaan aina pitää sellaisessa asennossa akselin suhteen, että tätä pitkin tapahtuva vuoto saadaan pienennetyksi muuttumattomaan pieneen arvoon. Näin on asianlaita tiivistysaineen väistämättömästä kulumisesta huolimatta, koska aine on itsesäätyvää ja välys akselia vastaan on hyvin pieni. Samalla kun väliaineen vuoto rungon sisäosasta ulospäin tehokkaasti estetään, tämän väliaineen virtaus rungon sisään ja ympäristöön pienenee jyrkästi käytettäessä jäähdytys- ja voiteluaineen sekundääristä painejärjestelmää. Tämä on tärkeää yllämainitunlai-sessa jauhinlaitteessa, koska veden vuoto kuitumassaan nostaa valmistuskustannuksia esim. ns. suljetussa kiertovesijärjestelmässä kuitumassaan jatkojalostuksessa kuitulevyiksi tms.

Keksintö ei tietysti rajoitu yllä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä voidaan vaihdella huomattavastikin sen perustana olevan ajatuksen puitteissa. Niinpä holkki tai rengas 26 ja 42 voi olla aksiaalisesti jaettu, niin että se voidaan asentaa sivulta tarvitsematta poistaa akselia. Koska kammio 20 on sivuille suljettu, 5 66472 kun tiivistyselimen 24 ja akselin yhteisten kosketuspintojen välillä on ylläpidettävä pienehköä väliainevir.tausta, väliainetta kuten vettä voidaan johtaa näihin kosketuspintoihin samasta painelähteestä kuin kammioon. Tällöin on huolehdittava siitä, että tiivistyseli-meen kohdistuu säteittäisesti sisäänpäin suunnattu tiivistyspaine.

Keksinnön mukaista tiivistysholkkia myös käyttää silloin, kun rungon sisäosassa vallitsee alipaine.

Claims (2)

6 Patenttivaatimukset: 66472

1. Tiivistyslaite akseleita varten, jotka kulkevat rungon seinäelementin läpi, jossa rungossa vallitsee ylipaine ympäristöön nähden, jolloin laite käsittää vähintään yhden akselia (12) ympäröivän, seinäelementtiin (10) yhdistetyn tiivistysholkin (16), jossa on rengasmainen kammio, johon on sijoitettu tiivistysainekerros (24), joka painetaan akselia vasten, jolloin tämän kerroksen ympärille on asennettu rengas tai holkki (26), joka on säteittäisesti joustava ja valmistettu kimmoisasta aineesta, tunnettu siitä, että hoikin (26) säteittäisesti ulompaan sivuun vaikuttaa neste paineella, joka siirtyy säteittäisesti sisäänpäin hoikin tai renkaan (26) kautta kerrokseen (24) ja puristaa sitä koko sen aksiaalisella ulottuvuudella akselia (12) vasten ja että samasta painelähteestä johdetaan painenestettä johtojen (34, 36) kautta myös kerroksen (24) ja akselin (12) välisille tiivisteiden ulkopinnan kohdalla oleville kosketuspinnoille paineella, joka tasapainottaa rungossa vallitsevan ylipaineen, jolloin samanaikaisesti hoikin tai renkaan (26) ulkopintaan vaikuttavasta painenesteestä johtuva voima on suurempi kuin kosketuspintojen välissä säteittäisesti ulospäin vaikuttavasta neste-paineesta johtuva voima.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että painenesteen johdot (34, 36; 56, 58) päättyvät akselin (12) viereen kammion molemmille puolille tämän sivuseiniin.