FI79174B - Mekanisk taetning foer slampumpar. - Google Patents

Description

79174

Lietepumpuissa käytettävä mekaaninen tiiviste

Tavanomainen, moottorin ja pumpun välissä käytettävä mekaaninen tiiviste käsittää kiinteän tiivistysren-5 kaan, joka on yhdistetty moottorin koteloon, ja moottorin akseliin kiinnitetyn pyörivän tiivistysrenkaan. Kummassakin tiivistysrenkaassa on limittyvä tiivistyspinta toisen renkaan tiivistyspintaa vastapäätä. Jousto-osat, esim. kierrejouset ja/tai palkeet tiivistävät tiivistysrengas-10 pinnat toisiinsa.

Tällaisten tiivisteiden kiinnittämisen ja irrottamisen helpottamiseksi tiiviste pannaan tavallisesti "patruunaan", esim. kiinnittämällä valmiiksi koottu tiiviste lieriöholkkiin, joka työnnetään moottorin akselin päälle 15 ja kiinnitetään siihen yhdellä tai useammalla asetusruu-villa.

Useimmissa edellä kuvatun kaltaisissa mekaanisissa tiivisteissä on paljon metalliosia, esim. palkeita ja jousia, jotka puristavat tiivistysrenkaat tiivistysasentoon 20 ja joihin käsiteltävä neste pääsee koskettamaan. Sellaisissa sovellutuksissa, joissa neste ei ole kuluttavaa eikä syövyttävää, tästä ei aiheudukaan vaikeuksia, mutta sen sijaan lietepumpuilla siirrettävän nesteen kuluttava vaikutus kohdistuu metalliosiin ja lyhentää tuntuvasti niiden 25 käyttöikää.

Tyypillinen mekaaninen tiiviste on kompakti ja siinä on tiiviisti toisiinsa sovittuvat tarkkuusosat. Sen sijaan lietepumpun tiivisteiden osat voivat olla suhteellisen karkeita, joten ne voidaan valmistaa suurilla mit-30 tatoleransseilla ja sen vuoksi myös huokealla, koska ne kuluvat kuitenkin nopeasti, vaikka niiden käyttöikää yri-tetäänkin pidentää. Tämä koskee myös sitä tapaa, jolla ne asennetaan pumppuun. Esimerkiksi, kuten jo mainittiin, useimmat patruunatiivisteet on kiinnitetty useimmilla ase-35 tusruuveilla, jotka juuttuvat usein kiinni ja joiden ir- 79174 2 rottaminen vaatii paljon aikaa. Kun on kysymys lietepumpun tiivisteistä, jotka säädetään ja vaihdetaan huomattavasti useammin, on tärkeää, että tiiviste pystytään irrottamaan moottorin akselista nopeasti ja helposti.

5 Lietepumppujen tiivisteiden suunnittelussa on li säksi huomioitava tiivistysrenkaiden kuormituspinta. Aikaisemmista tiivisteistä voidaan tällöin mainita esimerkkeinä tapauksia, joissa jouset on korvattu elastomeerima-teriaalilla, niin että on saatu tarvittava jousto pitämään 10 tiivistysrenkaat tiivistysasennossa.

Elastomeerejä voidaan kuormittaa vääntö-, puristus-, veto- ja leikkausrasituksilla. Viimeksi mainittu rasitus on näistä edullisin, koska kuormitukset jakautuvat - yleensä tasaisesti - koko elastomeerimassaan.

15 Vääntörasituksessa kuormitukset ovat lähinnä ulommaisissa kuiduissa sisäkuitujen ollessa yleensä kuormittamattomia ja juuri nämä kuidut vahingoittuvat ensin kulumisesta tai kemiallisesta vaikutuksesta johtuen. Lisäksi voidaan mainita, että vääntökuormitettu elastomeeri menettää hyvin 20 pian joustotoimintonsa. Vetorasituksessa elastomeerit venyvät ja jäävät tällöin venyneeseen muotoonsa, siis samalla tavalla kuin esim. venytetty kuminauha, joka jää jatkuvasti "pitkäksi". Elastomeeriosa on rajattuna kokoonpu-ristumaton ja taas rajaamattomana ja puristettuna se pul-25 listuu. Lisäksi sillä on suuri jousto lyhyellä välillä, joten se ei voi korvata jousta.

Esimerkiksi US-patentissa 4 306 727/Deane et ai selostetaan kiinteän elastomeerirenkaan käyttöä. Renkaan päässä on metallinen tiivistysrengas poran terään liit-30 tyen. Tässä patentissa mainitaan myös, että elastomeeri-tiivisteitä käytetään pyörivien leikkuuterien ja tukilaa-kerien välissä estämään lian, hiekan, kivimurskeen, syövyttävien nesteiden ja muiden epäpuhtauksien pääsy laakeriin. Vaikka tämän patentin mukainen elastomeerirengas 35 onkin esimerkki elastomeerin käytöstä haluttaessa puristaa 3 79174 tiivistysrenkaat toisiinsa, se on kuitenkin konstruoitu niin, että jätettä pyrkii kasautumaan vuotopuolelle, mikä pystyy aiheuttamaan elastomeerin huonontumisen. Lisäksi tiiviste voidaan puhdistaa ainoastaan purkamalla koko tii-5 vistemekanismi.

US-patentissa 3 272 519/Voitek selostetaan puolestaan tiivisteitä, joita käytetään traktorin takapyörien ja rungon välissä. Jokaiseen tiivisteeseen kuuluu kaksi elastomeerista valmistettua, poikkileikkaukseltaan pyöris-10 tetyn neliön muotoista tiivistysosaa, jotka puristavat tiivistysrengasparin yhteen ja muuttuvat käytössä vinoneliön muotoisiksi. Tällöin jää rakoja niihin koveroihin uriin, joihin elastomeeriosat on sijoitettu, ja rakoihin kerääntyy taas erilaista jätettä.

15 Deanen ja Voitekin patentissa ei kuitenkaan tehdä ehdostusta elastomeerielementin leikkausrasituksesta.

Nyt selostettavan keksinnön mukainen mekaaninen tiiviste on suunniteltu nimenomaan kuluttavaa lietettä siirtäviin pumppuihin ja käsittää tavanomaiset kiinteät 20 ja pyörivät tiivisteet. Tiivisteissä on vastakkaiset tii-vistyspinnat, ja renkaat puristuvat joustavana toimintona ainakin yhteen elastomeeriyksikköön, joka kestää pumpulla siirrettävän aineen hiovan ja syövyttävän vaikutuksen.

Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on mekaani-25 nen tiiviste käytettäväksi erityisesti lietepumppujen yhteydessä, joissa pumpuissa on pumppupesä ja moottorikäyttöinen akseli, joka pyörittää pumpun juoksupyörää. Tiiviste käsittää pyörivän tiivistysrenkaan yhdistettäväksi akseliin ja pyöriväksi sen mukana ja kiinteän tiivistys-30 renkaan yhdistettäväksi pesään. Molemmat tiivistysrenkaat käsittävät pinnan, joka on toisen renkaan pintaa vastapäätä, ja tarkoitettu liittymään siihen tiivistävästi hidastamaan virtaavan väliaineen virtausta pitkin akselia korkean paineen alueelta matalan paineen alueelle. Tiiviste 35 käsittään lisäksi elastomeeriyksiköt, jotka tukevat molempia tiivistysrenkaita.

79174 4

Elastomeeriyksikkö (sylinteri) yhdistää pyörivän tiivistysrenkaan lietepumppua käyttävän moottorin akseliin, joten pyörivä tiivistysrengas pyörii akselin mukana. Yksikön elastomeeriosa muodostaa sulun, joka estää pumpun 5 siirtämän nesteen pääsyn akseliin ja suojaa yksikön monia metalliosia pumpattavan nesteen aiheuttamalta kulumiselta.

Keksinnön mukaiselle tiivisteelle on tunnusomaista, että kukin elastomeeriyksikkö käsittää elastista materiaalia olevan renkaan muotoisen osan ja parin niihin 10 kiinnitettyjä samankeskisiä nauhoja, jolloin kunkin yksikön nauhat ovat akselin ja säteen suunnalla tietyllä etäisyydellä toisistaan, niin että sovitettaessa seuraavaa yksikköä paikoilleen elsastomeeriyksikkö pakottaa tiivis-tysrenkaansa kohti mainittua toista tiivistysrengasta ja 15 nauhojen välisessä vyöhykkeessä siihen kohdistuu leikkaus-kuormitus. Edullisesti kunkin yksikön elastomeerimateriaa-li on kiinnitetty sen renkaiden pinnoista ainoastaan yhteen pintaan.

Kuvattu rakenne sopii nimenomaan standardirakentei-20 sen pumpun muuttamiseksi sellaiseksi, että se tulee varustetuksi keksinnön mukaisella tiivisteyksiköllä.

Keksinnön mukainen tiivisteyksikkö jättää osien väliin aukot, jotka ovat suuremmat kuin tavanomaisissa tiivisteyksiköissä, jolloin vuotojätteen poistaminen on 25 helpompaa. Tiivistysrenkaissa on elastomeerisuojukset, jotka suojaavat käyttötapeille tarkoitettuja käyttöuria, kuten myöhemmin selostetaan. Lisäksi nämä suojukset suojaavat tiivistysrenkaiden suhteellisen hauraita pintoja sekä renkaiden asentamisen että niiden käytön aikana.

30 Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti keksin nön erästä suoritusmuotoa viittaamalla oheistettuihin piirustuksiin, jotka havainnollistavat vain yhtä erikoisrakennetta .

Kuvio 1 on osittainen poikkileikkaus keksinnön mu-35 kaisesta mekaanisesta tiivisteestä, ja 5 79174 kuvio 2 on osittainen poikkileikkaus kuvion 1 elas-tomeeriyksiköstä ennen elastomeerin puristamista.

Kuviot 1 ja 2 havainnollistavat keksinnön erästä suositeltavaa rakennetta, joka on liitetty lietepumppuun, 5 jossa on pumppupesä 126 ja juoksupyörä 124 (esitelty kaaviona) moottorin 122 akselin 120 käyttämänä. Rakenne kiinnitetään akselin hoikkiin paikan päällä, joten se ei ole siis patruunatiiviste. Tämä rakenne sopii nimenomaan stan-dardirakenteisen pumpun muuttamiseen siten, että pumppu 10 varustetaan keksinnön mukaisella tiivisteyksiköllä tavanomaisen tiivistysholkin asemesta. Mekaaninen tiivisteyk-sikkö 90 käsittää pyörivän tiivistysrenkaan 92 ja kiinteän tiivistysrenkaan 94, joissa on vastaavat tiivistyspinnat 96 ja 98 toisiaan vastapäätä ja joustavasti toisiinsa pu-15 ristuen. Renkaat 92 ja 94 puristuvat toisiinsa elastomee-riyksiköiden 97 ja 99 avulla. Renkaiden 92 ja 94 tiivistyspinnat on merkitty viitenumeroilla 98 ja 96. Kummankin yksikön sydämen 100 ja 102 elastomeeri on mieluimmin kumia, jonka shorekovuus on 50-60. Sydämet 100 ja 102 on 20 kiinnitetty vastaavasti ulkopuoliseen metallinauhaan 104 ja 106 ja kupinmuotoiseen rengasosaan 108 ja 110. Nauhat 104 ja 106 ja osat 108 ja 110 ovat mieluimmin ruostumatonta terästä. Yhden elastomeeriyksikön muoto nähdään kuvassa 8. Tässä yhteydessä voidaan mainita, että sydämet 100 ja 25 102 ovat suunnilleen samanlaiset. Kun renkaita 104 ja 108 siirretään aksiaalisesti toisiaan päin tiivistettä asennettaessa, elastomeerisydämiin 100 ja 102 tulee leikkaus-kuormitus, niin että jousivoima pakottaa renkaat 92 ja 94 vastakkain. Nauha 104 on renkaan 92 päällä ja nauha 106 30 renkaan 94 päällä. Osissa 108 ja 110 on niiden kehällä tietyllä etäisyydellä toisistaan reikiä 112 käyttötappia 113 varten, joka on tuettu toisesta päästään kohdistusren-kaalla 114 ja toisesta päästään liitinholkilla 116. Tii-visteyksikkö on liitetty tiivistysholkkiin 118 ja renkaas-35 sa 114 on ympyrän muotoinen ura hoikkia 118 varten. Holkki 79174 6 118 pannaan akselin 120 päälle ja se yhdistää moottorin 122 ja pumpun juoksupyörän 124; juoksupyörä 124 on sijoitettu koteloon 126. Liitinholkki 116 on yhdistetty koteloon 126 ainakin yhdellä, mutta yleensä usealla, kehän 5 suunnassa toisistaan tietyllä etäisyydellä olevalla kone-pultilla 128, jotka on sijoitettu kotelon 126 laipan 132 kierrereikiin 130. Mutterit 134 ja 136 on tarkoitettu laipan 116 säätämiseksi. Lisäksi ne siirtävät nauhat 104 ja 106 osien 108 ja 110 aksiaalisesti suuntautuviin osiin 10 nähden ja leikkauskuormittavat sydämet 100 ja 102, niin että nämä puristavat renkaat 92 ja 94 toisiinsa.

Vaikka keksintöä onkin selostettu nyt vain yhden edullisen suoritusmuodon avulla, on luonnollista, että siitä voidaan sen ideasta poikkeamatta tehdä useita eri-15 laisia muunnelmia.

Claims (2)

79174 7

1. Mekaaninen tiiviste käytettäväksi erityisesti lietepumppujen yhteydessä, joissa pumpuissa on pumppupesä 5 (126) ja moottorikäyttöinen akseli (120) , joka pyörittää pumpun juoksupyörää (124), joka tiiviste käsittää pyörivän tiivistysrenkaan (92) yhdistettäväksi akseliin (120) ja pyöriväksi sen mukana, kiinteän tiivistysrenkaan (94) yhdistettäväksi pesään (126), molempien tiivistysrenkai-10 den käsittäessä tällöin pinnan (96,98), joka on toisen tiivistysrenkaan pintaa vastapäätä, ja tarkoitettu liittymään siihen tiivistävästi hidastamaan virtaavan väliaineen virtausta pitkin akselia korkean paineen alueelta matalan paineen alueelle ja elastomeeriyksiköt (99,97), jotka tu-15 kevät molempia tiivistysrenkaita (92,94), tunnettu siitä, että kukin elastomeeriyksikkö (99,97) käsittää elastista materiaalia olevan renkaan muotoisen osan (100, 102) ja parin niihin kiinnitettyjä samankeskisiä nauhoja (104,108;106,110), jolloin kunkin yksikön nauhat ovat ak-;··' 20 selin ja säteen suunnalla tietyllä etäisyydellä toisistaan, niin että sovitettaessa seuraavaa yksikköä paikoilleen elastomeeriyksikkö pakottaa tiivistysrenkaansa kohti mai-• nittua toista tiivistysrengasta ja nauhojen välisessä y vyöhykkeessä siihen kohdistuu leikkauskuormitus. ; 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiiviste, tun nettu siitä, että kunkin yksikön elastomeerimateriaa-li on kiinnitetty sen renkaiden pinnoista ainostaan yhteen pintaan.