FI67437B - Taetningsbox foer en pump ventil och liknande - Google Patents

Description

67437

Tiivistepoksi pumppua, venttiiliä ja sentapaista varten Tämän keksinnön kohteena on tiivistepoksi akselin ja 5 sitä ympäröivän rungon välisen raon tiivistämistä varten, johon tiivistepoksiin kuuluu - tiivisteholkki, joka sijaitsee säteettäisellä välyksellä rungon suhteen, - tiivisteholkkiin sovitettu ensimmäinen rengasmai-10 nen tiiviste, joka painautuu tiivisteholkkia ja akselia vasten, - paininholkki, joka kiristää tiivistettä tiivis-teholkissa, - kiinnitysvälineet, jotka tukevat tiivisteholkkia 15 joustavasti runkoon ja - toinen rengasmainen, säteettäisesti joustava tiiviste, joka on sovitettu mainittuun välykseen painautumaan tiivisteholkkia ja runkoa vasten.

Tämäntapaisia tiivistepokseja käytetään yleisesti pum-20 puissa, venttiileissä ja sentapaisissa tiivistyskohteissa, joissa akseli ja runko suorittavat pyörivää tai aksiaalista liikettä toistensa suhteen. Tiivistepesä on tällöin yleensä ollut muodostettu kiinteästi suoraan runkoon sopivankokoi-seksi tilaksi tiivisterenkaita varten. Tämä tila on tois-25 puolisesti paininholkin sulkema, joka on ollut yhdistetty jäykästi mutta aksiaalisesti aseteltavasti runkoon esim. kierteillä tai kiristyspulteilla. Tällainen tiivistepoksi sijaitsee siten liikkumattomasti rungon suhteen.

Grafiitilla on hyvät fysikaaliset, kemialliset ja me-30 kaaniset ominaisuudet. Grafiitilla on lisäksi alhainen kitkakerroin, hyvä lämmönjohtokyky ja erittäin korkea lämpötilan kesto, mikä on tärkeätä dynaamiselle tiivisteelle. Gra-fiittitiivisteitä onkin yleisesti käytetty suoraviivaisen liikkeen tiivisteinä esim. venttiilikaroissa.

35 Pyörivissä tiivistyskohteissa, esim. keskipakopump pujen akseleissa grafiittitiivisteiden käyttö on kuitenkin 2 67437 vähäisempää. Tärkeimpänä syynä käytön vähäisyyteen on se, että hauraana aineena grafiitti vaatii, että tiivistepesäl-lä on suuri mittatarkkuus ja että pumpun rungon ja akselin välinen epäkeskeisyys on pieni, eikä akselin säteettäinen 5 heitto ole suuri.

Tiivistyskohteissa, joissa esiintyy akselin liian suurta heittoa rungon ja siten myös tiivistepoksin suhteen, on tämän takia ollut pakko käyttää tiivisteitä, jotka pystyvät säilyttämään tiivistävän tehtävänsä joustamalla riit-10 tävästi heiton vaikutuksesta. Tällainen jousto on yleensä aikaansaatu sopivalla materiaalivalinnalla, esim. valitsemalla pehmeämpi tiivisteaine, tai joustavalla rakenteella, esim. muodostamalla tiivistepunokseen kumisydän, joka kompensoi akselin säteettäisen heiton. Tällaisilla tiivisteil-15 lä ei kuitenkaan ole kaikkia grafiittitiivisteen edullisia ominaisuuksia. Usein voi lisäksi tiivistettävän väliaineen korkea paine estää käyttämästä riittävän pehmeätä ja joustavaa tiivisteainetta dynaamisessa tiivisteessä.

GB-hakemusjulkaisussa 2 051 974 on esitetty tiiviste-20 poksi, jossa tiiviste tiivisteholkkeineen on asennettu akselin varaan seuraamaan akselin mahdollista kallistusta rungon suhteen. Tiivisteholkki on asennettu säteettäisellä välyksellä rungon suhteen ja tiivistää rungon kannattamaa letkutiivistettä vasten. Tiivistepesä on kiinnitetty jous-25 tavasti runkoon pulteilla. Tiivisteholkki painautuu lisäksi sisäpäällään aksiaalisesti runkoon kiinteiden väliosien välityksellä. Tästä on seurauksena, että kun tiivisteholkki kallistuu akselin mukana rungon suhteen, tulee tiivisteholkki kallistumaan kiinteän kiertopisteen ympäri. Tämä 30 kiertoliike nostaa vipumaisesti tiivisteholkin diametraali-sesti vastakkaisen päätereunan irti kosketuksesta mainitun väliosan kanssa tai ainakin löysää kosketusta, jonka seurauksena tiivisteiden kosketus asennusrenkaan kanssa heik-kenee ja tiivisteiden löystymisestä johtuen on olemassa 35 vaara, että tiiviste menettää tiukkuutensa ja alkaa vuotaa. Tiivisteholkin sisäpää ei lainkaan tue ja rajoita tii- 67437 visterenkaita aksiaalisuunnassa, vaan tämän tehtävän hoitaa erillinen asennusrengas, joka on asetettu tiivistehol-kin päätereunan ja rungon väliin. Asennusrengas on säteet-täisesti ja aksiaalisesti liikkumaton rungon suhteen.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tiivis- tepoksi, joka välttää edellä mainitun epäkohdan ja mahdollistaa grafiittitiivisteiden ja sentapaisten kovien tiivisteiden käyttämisen myös edellä selitetyissä vaikeissa dynaamisissa tiivistyskohteissa. Tämä tarkoitus saavutetaan 10 keksinnön mukaisella tiivistepoksilla, jolle on tunnusomaista se, - että tiivisteholkki koskettaa runkoa vain mainitun säteettäisesti joustavan tiivisteen välityksellä, - että tiivisteholkki painautuu akselin tiivistettä 15 vasten päätyolakkeella paininholkkiin nähden vastakkaiselta puolelta, ja - että kiinnitysvälineet yhdistävät paininholkin joustavasti runkoon.

Keksinnön mukaisessa tiivistepoksissa tiivisteholkki 20 ei tukeudu sisäpäällään runkoon muuta kuin säteettäisessä suunnassa mainitun joustavan tiivisteen välityksellä. Kun tiivistepoksi kallistuu, ei tämän takia synny mitään vipu-vaikutusta, eikä tapahdu tiivisteen höltymistä. Tiiviste-hoikin sisäpäähän muodostettu pääteolake on tiivisteholk-25 kiin kuuluva ja sen mukana liikkuva osa, joka puristaa tii-visterenkaita tasaisesti hoikin liikkeistä huolimatta. Tällä rakenteella saavutetaan huomattava etu tiivistepoksin tiivistyskyvyn kannalta.

Sen ansiosta, että tiivisteholkki ei tukeudu lain-30 kaan aksiaalisesti runkoon vaan ainoastaan tiivistää runkoa vasten säteettäisessä suunnassa, saavutetaan tiivis-tyskohdan aksiaalinen aseteltavuus. Tämä on tärkeätä, koska näin voidaan tiivistys siirtää eri paikkaan akselin pinnan kuluessa.

67437

Tiivisterenkaita kiristettäessä kiristyselimillä paininholkki pysyy akselin suhteen liikkumattomana, mutta tiivisteholkki liikkuu akselin suhteen painaen päätyolak-keellaan tiivisterenkaita paininholkkia kohti. Seurauksena 5 tällaisesta kiristystavasta on se, että paine jakautuu poksissa tasaisemmin ja pintapaineen maksimiarvo on tuotteen puolella, kun tuotteen paine on suurempi kuin ulkoinen paine. Tiivistyksen kannalta on edullista, että pintapaineen maksimiarvo on tuotteen puolella, koska silloin tuote pys-10 tyy voitelemaan ja jäähdyttämään primäärisen tiivistyskoh-dan paremmin.

Sen ansiosta, että kiinnitysvälineet tiivistepoksin kiinnittämistä varten on kytketty rungon ja paininholkin välille, eikä rungon ja tiivisteholkin välille, voi tuot-15 teen paine kiristää tiivisterenkaita.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää perspektiivisesti aksiaalileikkaukse-na keksinnön mukaisen tiivistepoksin erästä edullista to-20 teutusmuotoa pyörivän akselin tiivistämistä varten, kuvio 2 esittää aksiaalileikkauksena tiivistepoksin toista toteutusmuotoa tiivistenesterenkaalla varustettuna, kuvio 3 esittää aksiaalileikkauksena tiivistepoksin kolmatta toteutusmuotoa rasvatäytöllä varustettuna, ja 25 kuvio 4 esittää aksiaalileikkauksena tiivistepoksin neljättä toteutusmuotoa kuumakohdesovellutuksena.

Piirustusten kuviossa 1 on esitetty pumpun akselin tiivistyskohta. Viitenumero 1 tarkoittaa pumpun takaseinää, jota seuraavassa kutsutaan rungoksi, ja viitenumero 2 30 tarkoittaa rungon lieriömäisen aukon 3 läpi ulottuvaa pyörivää akselia. Rungon ja akselin välisen raon tiivistävä tiivistepoksi on kokonaisuutena merkitty viitenumerolla 4.

Johtuen akselin epäkeskeisestä sijainnista rungon lä-pivientiaukossa tai akselin pyöriessä esiintyvästä heitosta 67437 suorittaa akseli pientä säteettäistä liikettä läpivienti-aukossa. Tämä säteettäisliike on merkitty viitteellä S. Akseli voi eri syistä johtuen myös suorittaa pientä kallis-tusliikettä akselinsa suhteen, ja tämä kallistusliike on 5 merkitty viitteellä K.

Tiivistepoksiin kuuluu holkkimainen tiivistepesä 5, joka ympäröi akselia ja muodostaa sisäpuolisen tilan gra-fiittitiivisterenkaita 6 varten, jotka painautuvat akselia vasten. Tiivistepoksiin kuuluu edelleen paininholkki 7, 10 joka ulottuu tiivistepesän sisään ja painautuu tiivisteren-kaita vasten. Paininholkin ulkopäätä vasten painautuu erillisen osan muodostama kiinnityslaippa 8, joka on jousilla 9 varustettujen kiristysruuvien 10 välityksellä yhdistetty tiivistepesän ulkopäässä olevaan kiristyslaippaan 11. Pai-15 ninholkin kiinnityslaippa on yhdistetty myös runkoon jousilla 12 varustettujen kiinnitysruuvien 13 välityksellä.

Tiivistepesä sijaitsee säteettäisellä välyksellä rungon läpivientiaukossa 3 ja tiivistepesän ulkopinnassa on kehäura 14 tiivisterengasta 15 varten, joka painautuu 20 rungon aukon pintaa vasten. Tiivisterenkaana voi olla 0- rengas, urarengas tai jokin muu säteettäisesti joustava tiiviste.

Huomataan, että tiivistepoksi muodostaa rungosta erillisen osan, joka saa säteettäisen ohjauksensa akselista gra-25 fiittitiivisterenkaiden välityksellä, niin että tiivistepoksi kelluu akselin varassa ja suorittaa akselin mukana sen heitosta johtuvaa säteettäistä liikettä rungon suhteen. Tiivistepoksi on sensijaan säteettäisesti liikkumaton akselin suhteen ja tämä mahdollistaa grafiittitiivisterenkaiden käyt-30 tämisen dynaamisena tiivisteenä huolimatta akselin säteet-täisestä liikkeestä rungon suhteen. Akselin ja tiivistepesän säteettäiset liikkeet rungon suhteen tulevat kompensoiduiksi 0-renkaan avulla, joka toimii staattisena tiivisteenä ja pystyy joustamaan säteettäisesti.

35 Huomataan myös, että tiivistepoksi ei ole jäykästi vaan joustavasti kiinnitetty runkoon ja että jousitetut 6 67437 kiinnitysruuvit 12, 13 sallivat tiivistepoksin mainitunlaisen liikkumisen eli kellumisen akselin mukana rungon suhteen. Tiivistepoksia asennettaessa kiristetään kiinni-tysruuveja 13 siten, että jouset 12 painuvat kokoon määrät-5 tyyn mittaan.

Grafiittitiivisterenkaiden kiristys on säädettävissä kiristysruuveilla 10 jousien 9 välityksellä. Tiivistepoksia asennettaessa kiristetään kiristysruuveja siten, että jouset aikaansaavat tiivisterenkaiden halutun esikiristyk-10 sen. Koska kiinnityslaippa ja paininholkki painautuvat toisiaan vasten kartioliitoksella, sallivat ne hiukan epäta-saistakin kiristystä ilman vaaraa, että paininholkki juuttuu kiinni. Tiivisterenkaiden kuluessa painaa paininholkki renkaita itsetoimivasti kokoon kulumisen kompensoimiseksi.

15 Tiivistepoksin rakenne on lisäksi sellainen, että tiivistettävän väliaineen paine pyrkii kiristämään tiivisteren-kaita paineen painaessa tiivistepesää paininholkkia vasten.

Kuviossa 2 esitetty tiivistepoksin toteutusmuoto poikkeaa edellä esitetystä vain siinä, että tiivisterenkai-20 den 6 väliin on asennettu tiivistenesterengas 16 ja tiivis-tepesään on tehty tarvittavat liitännät 17. Tiivisteneste voitelee tiivisterenkaita ja jäähdyttää niitä tarvittaessa. Tiivistenesteen paine on tunnetulla tavalla edullisesti suurempi kuin tiivistettävän väliaineen paine.

25 Kuviossa 3 esitetty tiivistepoksin toteutusmuoto poikkeaa kuviossa 1 esitetystä vain siinä, että kiinnitys-laipan 3 sisäreunaan on asennettu säteisakselitiiviste 18, niin että paininholkin 7, akselitiivisteen 18, akselin 2 ja akseliholkin 19 väliin muodostuu rasvatila 20. Paininholkki 30 on varustettu tarvittavalla voitelunipalla 21. Voiteluaine voitelee tiivisterenkaat ja estää tiivistettävän väliaineen pääsyn ulos tiivistepoksista. Tämä toteutusmuoto on erikoisen sopiva sellaisissa tiivistyskohteissa, joissa akseli suorittaa aksiaalista liikettä rungon suhteen.

35 Kuviossa 4 esitetty tiivistepoksin toteutusmuoto poikkeaa kuviossa 1 esitetystä vain siinä, että tiivistepe- 67437 sän ja rungon välinen tiivistys tapahtuu tasotiivistyksenä grafiittitiivisterenkaan 22 avulla, joka on asennettu runkoon 1 kiinnitettyyn tukiholkkiin 23 tehtyyn rengasuraan 24. Paininholkin kiristyslaippa 11 on kiinnitetty hoikkiin 5 kierteillä 25, joiden varassa laippa on aseteltavissa ak-siaalisesti hoikin suhteen tiivisterenkaiden kulumisen kompensoimista varten. Tällainen tiivistepoksi sopii erikoisesti kuumakohdesovellutuksia varten. Tiivistepoksi kiristys-ja kiinnityselimineen asennetaan yhtenä pakettina runkoon.

10 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on vain tar koitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen tiivistepoksi vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka edellä onkin puhuttu pyörivästä akselista, voidaan keksin-15 töä soveltaa myös vain aksiaalisesti liikkuvaan akseliin. Samoin on mahdollista, että liikkuvana osana on runko akselin asemesta. Tiivistepoksi voi olla kiinnitetty runkoon paininholkin kiinnityslaipan 8 asemesta tiivistepesän ki-ristyslaipasta, jolloin kuitenkin menetetään se etu, että 20 tiivistettävän väliaineen paine pyrkii kiristämään tiivis-terenkaita 6.

Claims (7)

67437

1. Tiivistepoksi akselin (2) ja sitä ympäröivän rungon (1) välisen raon tiivistämistä varten, johon tii- 5 vistepoksiin (4) kuuluu - tiivisteholkki (5), joka sijaitsee säteettäisellä välyksellä rungon suhteen, - tiivisteholkkiin sovitettu ensimmäinen rengasmainen tiiviste (6), joka painautuu tiivisteholkkia ja akselia (2) 10 vasten, - paininholkki (7), joka kiristää tiivistettä tiivis-teholkissa, - kiinnitysvälineet (13) , jotka tukevat tiivisteholkkia joustavasti (12) runkoon (1) ja 15. toinen rengasmainen, säteettäisesti joustava tii viste (15), joka on sovitettu mainittuun välykseen painautumaan tiivisteholkkia (5) ja runkoa (1) vasten, tunnettu siitä, - että tiivisteholkki (5) koskettaa runkoa (1) vain 20 mainitun säteettäisesti joustavan tiivisteen (15) välityksellä, - että tiivisteholkki (5) painautuu akselin tiivistettä (6) vasten päätyolakkeella paininholkkiin (7) nähden vastakkaiselta puolelta, ja 25. että kiinnitysvälineet (13) yhdistävät paininholkin (7) joustavasti runkoon (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistepoksi, jossa paininholkissa (7) on tiivistepesän sisään aksiaalisesti sopiva lieriömäinen pääteosa, tunnettu siitä, että 30 tiivisteholkki (5) ja sen pääteolake, paininholkin (7) pääteosa ja akseli (1) rajoittavat väliinsä tilan ensimmäistä tiivistettä (6) varten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tiivistepoksi, jossa tiivisteholkin (5) toisessa päässä on kiristyslaippa 35 (11) ja että paininholkin toisessa päässä on kiinnityslaip- 67437 pa (8), tunnettu siitä, että laipat on yhdistetty toisiinsa aksiaalisesti joustavilla kiristyselimillä (9, 10) .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tiivistepoksi, 5 tunnettu siitä, että paininholkin (7) kiinnitys-laippa (8) on varustettu aksiaalisesti joustavilla kiinni-tyselimillä (12, 13) laipan yhdistämiseksi runkoon (1) siten, että laippa voi liikkua säteettäisesti rungon suhteen.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen tiivistepok-10 si, tunnettu siitä, että paininholkin (7) kiinni- tyslaippa (8) on erillisen osan muodostama, joka painautuu aksiaalisesti paininholkin päätepintaa vasten.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tiivistepoksi, tunnettu siitä, että tiivisteholkkiin 15 (5) tai runkoon (1) on muodostettu kehäura (14 vast. 24) mainittua toista tiivistettä (15 vast. 22) varten.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tiivistepoksi, tunnettu siitä, että mainittuna ensimmäisenä tiivisteenä (6) on yksi tai useampi grafiittitiivis- 20 terengas. 10 67437