FI74122C - Unifunktionell glidringstaetning. - Google Patents

Description

1 74122

Yksitoiminen liukurengastiiviste

Keksinnön kohteena on yksitoiminen liukurengastiiviste, joka käsittää pyörivään koneenosaan kiinnitetyn 5 vastarenkaan jossa on ensimmäinen rengasmainen liukupinta ja liikkumattomaan koneenosaan tuetun pyörimättömän tii-visterenkaan, jossa on toinen rengasmainen liukupinta, joka on käytössä sovitettu painautumaan vastarenkaassa olevaa ensimmäistä liukupintaa vasten sekä tiivistettävän nesteen 10 paineen että puristusjousien vaikutuksen avulla ja jossa liukurengastiivisteessä liikkumattomaan koneenosaan on sovitettu anturi, joka on yhdistetty hälytysyksikköön ja ' liukurengastiivisteen rakenteeseen on aksiaalisen väli- : : matkan päähän anturista kiinnitetty magneetti, joka väli- 15 matka on valittu niin, että magneetti on vasta- ja tiiviste-renkaan ennaltamäärätyn suuruisten kulumisen johdosta syntyvän rakenteen aksiaalisuuntaisen liikkumisen seurauksena sovitettu siirtymään anturin kohdalle ja näin aiheuttamaan sähköisen signaalin hälytysyksikölle.

20 Liukurengastiivisteitä käytetään esim. vaihdelaati- koissa, pumpuissa ja muissa vastaavissa laitteissa estämään nesteen vuotaminen pyörivän koneenosan ja liikkuvan koneenosan välisistä yhtymäkohdista. Aksiaalisesta tiivistäviä liukurengastiivisteitä on kahdenlaisia.. Yksitoimisissa tii-25 vieteissä on kaksi toistensa suhteen pyörivää rengasta, joista toinen kiinnitetään ja tiivistetään pyörivään koneenosaan ja toinen kiinnitetään ja tiivistetään liikkumat-: tomaan koneenosaan. Renkaat painautuvat tiivistävästi toi- siaan vasten niihin muodostetuilla liukupinnoilla. Kaksi-30 toimiset tiivisteet muodostuvat yksinkertaisimmillaan kahdesta yksitoimisesta tiivisteestä, joiden väliseen tilaan johdetaan erillinen tiivisteneste, jolla pääasiallisesti voidellaan toistensa suhteen pyörivien renkaiden liukupinnat .

35 Yksitoimisessa liukurengastiivisteessä tapahtuu 2 74122 voitelu sen sijaan yksinomaan pumpattavan nesteen toimesta, minkä johdosta yksitoimisten tiivisteiden käyttöalueen ulkopuolelle ovat jääneet mm. nesteet, jotka sisältävät runsaasti mekaanisesti kuluttavia partikkeleita, kuten mas-5 sat ja lietteet sekä erilaiset kiteytyvät liuokset. Yksi- toimisen tiivisteen käyttöä onkin rajoittanut se tiivisteen ominaisuus, että tiiviste alkaa liukupintojen kulumisen johdosta vuotaa ilman ennakkovaroitusta ehkä runsaastikin. Runsas vuoto aiheuttaa pakollisen prosessiseisokin, jonka 10 aiheuttamia kustannuksia välttääkseen käyttäjät ovat useasti valinneet prosessin kannalta tärkeisiin kohteisiin kak-sitoimiset liukurengastiivisteet, joilla useimmiten on mahdollista ajaa seuraavaan suunniteltuun prosessiseisokkiin.

Yksitoimista liukurengastiivistettä on pyritty pa-15 rantamaan lisäämällä tiivisteen ilmakehän puolelle painee-ton nestehuuhtelu, joka tiivisteään säteittäisesti akselille joustavan sekundääritiivisteen avulla. Sekundääri-tiivisteellä voidaan myös pitkittää vuotavien tiivisteren-kaiden käyttöikää, mutta järjestelmä vaatii erillisen 20 huuhtelujärjestelmän, joka on rakenteeltaan ja hinnaltaan lähes kaksitoimisen liukurengastiivisteen luokkaa.

Yksitoimisen liukurengastiivisteen yhteyteen on myös kehitetty erilaisia ilmaisinjärjestelmiä, jotka itse-toimisesti ilmaisevat kyllin ajoissa, että tiiviste on ku-25 lunut ja että tiiviste todennäköisesti alkaa vuotaa lähiaikoina. Hälytyksen saaminen on erityisen tärkeätä silloin, kun tiiviste toimii poikkeuksellisen raskaissa olosuhteissa tai silloin, kun äkillinen tiivisteen hajoaminen aiheuttaa suurta harmia, eikä tiivisteen käyttöikää pystytä arvioi-30 maan etukäteen. Esimerkkinä tällaisista ratkaisuista voidaan mainita FI-patenttijulkaisussa 64 448 esitetty rakenne. Tämän tunnetun rakenteen huonona puolena on se, että tiivisterenkaaseen täytyy muodostaa heikennyskohta. Em. heikennyskohta on tehtävä tarkasti, joten kustannukset 35 nousevat tältä osin.

3 74122

Toisena esimerkkinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita US-patenttijulkaisussa 4 497 493 esitetty ratkaisu. Tämän tunnetun ratkaisun huonona puolena on se, että sitä ei voida käyttää kaikissa olosuhteissa, sillä mm. optinen 5 suoritusmuoto ei toimi nesteissä.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada liukurengas-tiiviste, jolla ei ole aiemmin tunnetun tekniikan epäkohtia. Tähän on päästy keksinnön mukaisen ratkaisun avulla, joka on tunnettu siitä, että magneetti on sovitettu liik-10 kumattomaan koneenosaan tuettuun pyörimättömän tiiviste- renkaan rakenteeseen ja että anturi on sovitettu tiivistettävän nesteen painetilan ulkopuolelle.

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on ennen kaikkea sen yksinkertaisuus, josta on seurauksena alhaiset valmis-15 tus- ja käyttökustannukset. Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan myös käyttää hyvin erilaisissa käyttökohteissa, sillä se toimii jopa nesteissä, esim. öljyssä. Keksinnön mukainen järjestely voidaan asentaa helposti jo olemassaoleviin tiivisteisiin jälkiasennuksena, jolloin käyttöön-20 ottokustannukset jäävät alhaisiksi.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan lähemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen edullisten suoritusmuotojen avulla, jolloin kuvio 1 esittää sivulta nähtynä periaatekuvantona 25 keksinnön erästä sovellutusmuotoa tilanteessa, jossa tii- visterenkaat ovat uusia ja kuvio 2 esittää sivulta nähtynä periaatekuvantona kuvion 1 sovellutusmuotoa tilanteessa, jossa tiivisteren-kaat ovat kuluneet niin paljon, että hälytys on tapahtu-30 nut.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty viitenumeron 1 avulla nestepumpun liikkumaton koneenosa, joka tässä sovellutus-muodossa on liikkumaton kotelo. Vastaavasti on viitenumeron 2 avulla esitetty pyörivä koneenosa, joka tässä sovel-35 lutusmuodossa on nestepumpun pyörivä akseli. Em. pyörivä akseli 2 on laakeroitu koteloon 1 laakereilla, joita ei ole 4 74122 esitetty kuvioissa. Viitenumeron 3 avulla on kuvattu nesteen täyttämää pumppukammiota. Viitenumerolla 4 on puolestaan esitetty pumpun ulkopuolista tilaa. Koteloon 1 muodostettu tiivistyspesä on suljettu ulkotilasta yksitoimisen 5 aksiaaliliukurengastiivisteen 7 avulla. Liukurengastiiviste 7 käsittää vastarenkaan 8 ja tiivisterenkaan 9. Vastarengas 8 on asennettu kannatinholkkiin 10, joka on kiinnitetty akselille 2 ja sovitettu pyörimään sen mukana. Tiivisteren-gas 9 on puolestaan asennettu tukiholkkiin 11, joka on 10 tuettu pyörimättömästi koteloon 1. Vastarenkaassa 8 ja tiivisterenkaassa on liukupinnat 8a ja 9a, jotka painautuvat toisiaan vasten kannatinholkissa 11 olevien puristus-jousten 12 vaikutuksesta.

Em. rakenne ja sen toiminta on alan ammattimiehelle 15 tunnettua tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei tässä yhteydessä selvitetä tarkemmin.

Keksinnön mukaisesti koteloon 1 on sovitettu rele 14, joka on yhdistetty sähköisesti häkytysyksikköön 15. Tiivisterengasrakenteeseen, tässä tapauksessa tukiholkkiin 20 11 on puolestaan aksiaalisen välimatkan päähän releen 14 kärjistä 16 kiinnitetty magneetti 13. Releen 14 kärkien 16 ja magneetin 13 aksiaalinen välimatka on valittu seu-raavin perustein. Vastarenkaan 8 ja tiivisterenkaan 9 kuluessa toisiaan vasten olevien liukupintojen 8a, 9a kohdal-25 ta tiivisterengasrakenne eli tukiholkki 11 ja tiivisteren-gas 9 liikkuvat vähitellen aksiaalisesti vastarengasta 8 kohti. Em. välimatka on valittu niin, että tietynsuuruisen kulumisen seurauksena magneetti 13 siirtyy releen kärkien 16 kohdalle ja aikaansaa kärkien sulkeutumisen. Kärkien 30 sulkeutumisen seurauksena sähköiselle hälytysyksikölle 15 välittyy signaali. Tällainen tilanne on esitetty kuviossa 2.

Keksinnön mukainen liukurengastiiviste toimii periaatteessa seuraavalla tavalla. Pumpun käydessä vastarengas 8 pyörii liukupinnallaan 8a tiivisterenkaan 9 liukupintaa 35 9a vasten. Pumpattavaa nestettä pääsee liukupintojen väliin li 5 74122 sen verran, että neste muodostaa voitelukalvon liukupintojen välille. Renkaiden liukupintojen kuluessa magneetti 13 siirtyy vähitellen kuivoiden 1 ja 2 tilanteessa oikealta vasemmalle. Magneetin 13 siirryttyä releen kärkien 16 koh-5 dalle, kuten kuviossa 2 on esitetty, releen kärjet sulkeutuvat ja sähköiselle hälytyslaitteelle 15 menee hälytys-signaali, joka saa hälytyslaitteen toimimaan. Näin käyttöhenkilökunta saa tiedon, että tiiviste on kulunut kriittiseen pisteeseen. Tällöin on syytä varautua tiivisteen 10 vaihtoon ensimmäisessä sopivassa tilaisuudessa.

Edellä esitettyjä suoritusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa' monin eri tavoin. Näin ollen on selvää, että tiivisteen 15 tai sen osien ei tarvitse olla juuri sellaisia mitä kuvi oissa on esitetty, vaan muunlaisia ratkaisuja voidaan myös käyttää. Rele voi olla mikä tahansa sopiva rele, esim. ns. reed-rele. Esimerkkinä sopivasta releestä voidaan mainita ITT Herkon H 15. Magneetin ja releen kärkien vä-20 linen aksiaalinen välimatka valitaan luonnollisesti tar peen mukaan, käytännössä ko. väli valitaan kokemusperäisen tiedon pohjalta. Tiivisteen renkaiden kuluminen on suuruusluokaltaan 1 - 3 mm, joten’laitteiston tarkkuuden tulee luonnollisesti olla em. rajoissa. Hälytyslaitteena 25 voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa laitetta, esimerkiksi ääni- ja/tai valosignaalin antavaa laitetta.

Claims (3)

1. 6 74122
2. 1. Yksitoiminen liukurengastiiviste, joka käsittää pyörivään koneenosaan (2) kiinnitetyn vastarenkaan (8), 5 jossa on ensimmäinen rengasmainen liukupinta (8a) ja liikkumattomaan koneenosaan (1) tuetun pyörimättömän tii-visterenkaan (9), jossa on toinen rengasmainen liukupinta (9a), joka on käytössä sovitettu painautumaan vastarenka-assa (8) olevaa ensimmäistä liukupintaa (8a) vasten sekä 10 tiivistettävän nesteen paineen että puristusjousien (12) vaikutuksen avulla ja jossa liukurengastiivisteessä liikkumattomaan koneenosaan (1) on sovitettu anturi, joka on yhdistetty hälytysyksikköön (15) ja liukurengastiivis-teen rakenteeseen on aksiaalisen välimatkan päähän 15 anturista kiinnitetty magneetti, joka välimatka on valittu niin, että magneetti on vasta- ja tiivisterenkaan (8, 9) ennaltamäärätyn suuruisen kulumisen johdosta syntyvän rakenteen aksiaalisuuntaisen liikkumisen seurauksena sovitettu siirtymään anturin kohdalle ja näin aiheuttamaan 20 sähköisen signaalin hälytysyksikölle (15), tunnettu siitä, että magneetti (13) on sovitettu liikkumattomaan koneenosaan (1) tuettuun pyörimättömän tiivisterenkaan (9) rakenteeseen ja että anturi (14) on sovitettu tiivistettävän nesteen painetilan (3) ulkopuolelle. - 25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liukurengas tiiviste, tunnettu siitä, että anturi (14) on rele, jonka kärjet on sovitettu sulkeutumaan magneetin siirryttyä ennaltamäärätyn välimatkan päähän releen kärjistä (16) .
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen liuku rengastiiviste, tunnettu siitä, että anturi (14) on reedrele. i;