HU201389B - Device for sealed leading axles of large deflection through the connecting branch of closed vessel - Google Patents

Description

A találmány tárgya szerkezet nagy kitérésű tengelyeknek zárt edény csatlakozócsonkján való tömített átvezetésére, amelynek a tengelyt körülvevő tömszelencéje, valamint csőrugós kompenzátora van, amelynek egyik vége a tömszelencéhez, másik vége pedig az edényhez van csatlakoztatva.

A vegyiparban használatos számos gépnél, pl. autoklávoknál, keverőgépeknél, centrifugáknál komoly nehézséget okoz a nagy terhelésű forgó tengelyeknek a berendezés csatlakozócsonkján való tömített átvezetésének megoldása, mivel üzem közben a gépek tengelyének nagy a radiális kitérése, ezért a hagyományos tömszelencékben alkalmazott tömítőelemek a radiális ütés okozta igénybevételtől rendkívül gyorsan tönkremennek vagy elmozdulnak. Ennek következtében az edény a tengely átvezetésének helyén tömítetlenné válik, a benne levő anyag az edényből kijuthat, ami egyrészt anyagveszteséget jelent, másrészt környezetszennyezést okozhat, tehát mindenképpen hátrányos és kiküszöbölendő.

A probléma megoldására javasoltak már olyan, akár több mm-es radiális kitérés felvételére is alkalmas tömszelencét, amelynél a tengely átvezetésénél az edény csatlakozócsonkja és a tömszelenceház közé csőrugós kompenzátor van beépítve. Ez - rugalmassága folytán - jól követi a tengely kitéréseit, és ezáltal meggátolja, hogy a tömítőelemeket károsító igénybevétel lépjen fel. Ilyen megoldást ismertet a DE-OS 2 208 407 sz. közzétételi publikáció. Ennél a konstrukciónál a tömszelence karima révén, több csavar segítségével van az edény falához, illetve a csatlakozócsonkhoz erősítve, amely tömszelence két vége az edény falához, illetve a karimához képest kissé kitérhet, továbbá a tömszelence tengelyhez történő központosítására a karimán rögzített görgőtartó bakokkal megtartott, a tengelyen futó görgők szolgálnak. Ez a megoldás cukoripari diffúziós toronyhoz készült, ahol a nagy átmérőjű tengely a készülék alján van átvezetve, ezért a fellépő forgatónyomaték és a tömszelence saját súlyából adódó komponensek ellensúlyozásáról kellett gondoskodni.

A fenti ismert megoldás a görgők és görgőtartó bakok alkalmazása miatt, amelyeket külön-külön, de összehangoltan kell beállítani, nehézkes. További hibaforrást jelent, hogy mind a csőrugós kompenzátor, mind pedig a tömszelencét rögzítő csavarok az edényen vannak rögzítve, amelyhez külön-külön kapcsolódnak. A számos (pl. 10—12 db.) csavar pontos elhelyezése a tömszelence felfekvőfelülete körül rendkívül pontos munkát igényel, és már kis pontatlanság esetén is az egytengelyúség hiányát okozhatja. A fenti nehézségek miatt ez a tömszelence megoldás csak akkor alkalmazható, ha a készülék tervezésekor már eleve a tömszelencét is hozzá tervezik, már meglevő készüléken a korábbi hagyományos tömszelence helyett nem építhető be.

A találmány célja olyan, csőrugós kompenzátorral kialakított tömszelence létrehozása nagy kitérésű tengelyek tömítéséhez, amely a tömítendő készülék falán, illetve csatlakozócsonkján átvezetett tengely tömítésére alkalmas, egyszerű és olcsó megoldással lehetővé teszi a tömszelencének a tengelyhez történő központosítását. és amely bármilyen készüléken alkalmazható akkor is. ha eredetileg más típusú tömszelence helyett utólag kerül beépítésre.

A megoldás olyan szerkezet nagy kitérésű tengelyeknek zárt edény csatlakozócsonkján való tömített átvezetésére, amelynek a tengelyt körülvevő tömszelencéje, valamint csőrugós kompenzátora van, amelynek egyik vége a tömszelencéhez, másik vége pedig az edényhez van csatlakoztatva, és amelynél a találmány értelmében a kompenzátor két vége egy-egy különálló, gyűrű alakú karimával van megtámasztva, amelyek ezen karimák furatain átvezetett, külső végeiken rögzített ütközőkkel - előnyösen menetes anyákkal - ellátott csavarok révén össze vannak kapcsolva egymással, és a karimák között előfeszített rugóelem - célszerűen spirálrugó vagy csőrugó van elrendezve.

A találmányt az alábbiakban két konkrét kiviteli példa kapcsán, a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti tengelytömítést hosszmetszetben tünteti fel;

a 2. ábra az 1. ábra szerinti tengelytömítés egy fokozott nyomásvédelemmel ellátott kiviteli változatát ábrázolja.

Az 1. ábrán a vegyipari berendezés, pl. autokláv, keverőgép, vagy centrifuga csatlakozócsonkját 1, tengelyét pedig 2 hivatkozási számmal jelöltük. Az 1 csatlakozócsonkhoz van rögzítve bármilyen, erre alkalmas oldható kötéssel az általánosságban 4 hivatkozási számmal jelölt csőrugós kompenzátor egyik vége, míg a 4 kompenzátor másik vége ugyancsak oldható kötéssel van az általánosságban 7 hivatkozási számmal jelölt tömszelencéhez kapcsolva. A 7 tömszelence a 2 tengelyen rögzített, azzal együttforgó 17 koptatóhüvelyen van szerelve, amely egyrészt a 2 tengely felületének védelmére szolgál, másrészt a 2 tengely esetleges felületi hibáit van hivatva kiküszöbölni.

A 7 tömszelence 8 tömszelenceházból és benne elhelyezett 9, 9a tömítőgyűrűkből áll. Ezek közül a 9 tömítőgyűrű belső túlnyomás elleni, a 9a tömítőgyűrű pedig külső nyomás elleni (pl. belső vákuum esetén) tömítésre szolgál. A 9, 9a tömítőgyűrűk felett mereven szerelt 10 vezetőgyűrű van elhelyezve, amely jó csúszási tulajdonságú csapágyanyagból, pl. szénnel töltött politetrafluoretilénből van elkészítve, és amelynek belső illeszkedő átmérője megegyezik a 9, 9a tömítőgyűrűk illeszkedő átmérőjével. Alkalmazhatunk egynél több, pl. két 10 vezetőgyűrűt, amely esetben a 9 és a 9a tömítőgyűrű között helyezhetjük el a második 10 vezetőgyűrűt, vagy a két 10 vezetőgyűrű közrefoghatja a 9, 9a tömítőgyűrűket, vagy akár kettőnél több 10 vezetőgyűrűt is, amely esetben váltakozva szerelhetjük a 10 vezetőgyűrűket és 9, 9a tömítőgyűrűket. A 10 vezetőgyűrű a 17 koptatóhüvelyen siklócsapágyként működik és a 7 tömszelencét a 17 koptatóhüvelyhez központozza. A 17 koptatóhüvely 19 rögzítőcsavarokkal a 2 tengelyhez van rögzítve és legalább egy 18 tömítőgyűrűvel van tömítve. A 8 tömszelenceház 11 fedéllel van lezárva, amely 12 csavarkötés révén van a 8 tömszelenceházhoz rögzítve. A 8 tömszelenceház és az 1 csatlakozócsonk 3 karimája között a csőrugós 4 kompenzátor a következő módon van szerelve: a 3 karimán 16 tömítés közbeiktatásával felfekvő, 14 csavarkötéssel rögzített 20 karima fogja be a 4 kompenzátor egyik végét, míg a másik vége a 8 tömszelenceházhoz

HU 201389 Β ugyancsak 16 tömítés közbeiktatásával, 15 csavarkötés révén rögzített 21 karimával van befogva. A 20 és 21 karimák kerületén 36 és 37 furatok vannak, amelyeken egy-egy 13 csavar van átvezetve. A 13 csavar végén, a 21 karimán kívül 34 menetes anya van rögzítve, és a csavarfej és a 20 karima, valamint a 34 menetes anya és a 21 karima között egy-egy 35 rugós alátét van elhelyezve. A 13 csavar a 20 és 21 karimák között 5 rugótányérokon felfekvő 6 spirálrugón van átvezetve, amely á20 és 21 karimákat egymástól szétfeszíti.

A 2. ábra szerinti kiviteli változatnál az azonos alkatrészeket az 1. ábra szerinti hivatkozási számokkal jelöltük. E kiviteli változat és az 1. ábra szerinti megoldás között a leglényegesebb eltérés, hogy itt a tömítendő vegyipari berendezésben uralkodó nyomás miatt a 4 kompenzátor esetleges hibája esetén fokozott biztonságot nyújtó elrendezést alkalmazunk. A csőrugós 4 kompenzátor itt egyrészt a 8 tömszelenceház és egy 22 karima között, másrészt az 1 csatlakozócsonkon lévő 3 karima és egy 23 karima között van befogva. A 22 és 23 karimák között egy előfeszített 26 csőrugó van elrendezve, amely 25 tömítőgyűrűk közbeiktatásával a 22 karimában kimunkált 31 mélyedésben, illetve a 23 karimában kimunkált 32 mélyedésben van megtámasztva. A 22 karimában 22a kiegyenlítő furat van, amelyhez 30 kiegyenlítő vezeték csatlakozik. E 30 kiegyenlítő vezetékbe 27 golyós szelepen és 28 impulzusvezetéken keresztül 29 nyomásmérő van beiktatva, végül a 27 golyós szelepből 27a kiegyenlítő csonk van kivezetve.

A 22 és 23 karimákat egymáshoz kapcsoló 13 csavarról itt elmaradhat az 1, ábrán feltüntetett 6 spirálrugó, mivel ennél a megoldásnál az előfeszített 26 csőrugó biztonsági szerepén kívül a kapcsolat szükséges rugalmasságát is biztosítja.

A találmány szerinti szerkezet a következőképpen működik:

A 2 tengely forgásakor a 19 rögzítőcsavarok útján vele mereven összekapcsolt 17 koptatóhüvely a tengellyel együtt forog és radiális kitérés esetén is együtt mozog. Ugyanakkor a 7 tömszelence a 15 csavarkötés, a 21 karima, a 20 karima és a 14 csavarkötés útján az 1 csatlakozócsonk 3 karimájához van rögzítve. A 4 kompenzátor két végének - vagyis az 1 csatlakozócsonknak és a 7 tömszelencének egymáshoz képest történő axiális és radiális elmozdulását a 6 spirálrugó ellenében a 20 és 21 karimát összekapcsoló 13 csavar teszi lehetővé, egyidejűleg megakadályozva a 7 tömszelence 1 csatlakozócsonkhoz képest történő nagymértékű elcsavarodását. A 2 tengely radiális kitérését és kismértékű axiális elmozdulását a 20 és 21 karima között a 13 csavar és a 6 rugó által biztosított rugalmas kapcsolat veszi fel. Minthogy a 3 karima és a 8 tömszelenceház között a 4 kompenzátor kismérvű rugalmas elmozdulást lehetővé tesz, ugyanakkor a 10 vezetőgyűrű a 17 koptatóhüvelyt központozza és szorosan befogja, a 8 tömszelenceház a 2 tengellyel központosán együttmozog, a 9, 9a tömítőgyűrűkre tehát nem hat a radiális tengelykitérésből származó igénybevétel. Ez a flexibilis ágyazás a gyakorlatban előforduló, gyakran

2-3 mm radiális kitérést lényegesen, pl. 0,1 mm alá csökkenti, miáltal a tömítés kiverése miatti karbantartás gyakorisága és költsége jelentősen csökken, ugyanakkor a készülék üzembiztonsága jelentősen megnő.

A találmány szerinti tömszelencével ellátandó, nyomás alatt működő vegyipari készülékeknél előnyösen a 2. ábra szerinti kiviteli változatot alkalmazzuk. Ez a szerkezet a radiális ütés csökkentése szempontjából lényegében az 1. ábra szerintivel azonosan működik, azzal a különbséggel, hogy a 2 tengely radiális kitérését és kismértékű axiális irányú elmozdulását itt a 26 csőrugó veszi fel. Ezen kívül abban az esetben, ha a 4 kompenzátor az edényben uralkodó nyomás hatására megrepedne, vagyis a nyomást nem tartaná meg többé, mind nyomástartó, mind pedig flexibilis ágyazást biztosító szerepét ideiglenesen átveszi a 26 csőrugó. Ugyanakkor a 22a kiegyenlítő furaton, a 30 kiegyenlítő vezetéken és a 27 golyósszelepen át a nyomóközeg a 29 nyomásmérőbe jut, amely tehát jelzi a 26 csőrugón belüli térben megnövekedett nyomást, továbbá a 27a kiegyenlítő csonkra olyan (önmagában ismert) szerkezetet csatlakoztathatunk, amely például hangjelzés útján figyelmezteti a kezelő személyzetet a bekövetkezett hibára. Megfelelően nagy áramlási sebesség kialakulása esetén a 27 golyósszelep lezár, és a 27a kiegyenlítő csonkon át történő gázkiáramlást megszünteti. Az előfeszített 26 csőrugó, amely a 22 és 23 karimákon tömítetten támaszkodik, megfelelően ellátja feladatát mindaddig, amíg a készüléket leállítják, nyomásmentesítik, és a hibát elhárítják. A tömszelencébe bármilyen, eddig is alkalmazott tömítőgyűrű beépíthető, nem szükséges különleges minőség, egyszerűbb és olcsóbb tömítőelemek alkalmazhatók, mivel a találmány szerinti szerkezet kíméletes igénybevételt, ezáltal hosszú élettartamot biztosít. A találmány szerinti megoldás lehetővé teszi a tömszelencének akár felső, akár alsó tengelykivezetéshez történő szerelését. A szerkezet összeszerelése nem igényel különösebb szakértelmet vagy különleges precizitást, meglévő berendezéseknél is beépíthető a korábbi tömszelence lecserélésével.

Claims (1)

1. Szerkezet nagy kitérésű tengelyeknek zárt edény csatlakozócsonkján való tömített átvezetésére, amelynek a tengelyt körülvevő tömszelencéje, valamint csőrugós kompenzátora van, amelynek egyik vége a tömszelencéhez, másik vége pedig az edényhez van csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy a kompenzátor (4) két vége egy-egy különálló, gyűrű alakú karimával (20, 21, vagy 22, 23) van megtámasztva, amelyek furataikon (36, 37) átvezetett, külső végeiken rögzített ütközőkkel - előnyösen menetes anyákkal (34) ellátott csavarok (13) révén össze vannak kapcsolva egymással, és a karimák (20, 21 vagy 22, 23) között legalább egy előfeszített rugóelem - célszerűen spirálrugő (6) vagy csőrugó (26) - van elrendezve.