HU214384B

HU214384B - Tömítőszerkezet iszapszivattyú csapágyszerkezetéhez

Info

Publication number: HU214384B
Application number: HU865455A
Authority: HU
Inventors: Anthony Grzina
Original assignee: Warman International Ltd.
Priority date: 1985-10-22
Filing date: 1986-10-16
Publication date: 1998-03-30
Also published as: KR950005847B1; US4895460A; DE3689120T2; NZ217942A; KR880700178A; EP0243406A4; CA1270026A; DE3689120D1; JPS63501307A; BR8606912A; EP0243406A1; HUT48336A; CN86107581A; WO1987002747A1; CN1004897B; EP0243406B1; MY101498A

Abstract

A találmány tárgya tömítőszerkezet centrifűgális iszapszivattyútengelyét ágyazó csapágyszerkezethez, amely csapágyszerkezetnek háza(9), a ház (9) nyílásán átvezetett tengelyt (7) ágyazó, é a házőn (9)belül elrendezett csapágya (8) van, tővábbá a tömítőszerkezet atengelynek (7) ház (9) nyílásában lévő szakaszán elrendezett kéttömítőgyűrűt, tővábbá a házőn (9) kívül, annak nyílásánál kialakítőttlabirintűsjáratőt (3) tartalmaz és a tömítőgyűrűk közötti térbe járattőrkőllik, azzal jellemezve, hőgy a járathőz (10) a házőn (9) kívülelrendezett, főlyamatős nyőmást előállító zsír dagőló (11)kapcsőlódik, tővábbá a tengelyen (7) egymástól távköznyire két hőrőny(2) van kialakítva és a tömítőgyűrűk a zsíradagőló (11) által közéjüknyőmőtt zsír által egymástól távőlódó irányba n őmőtt és a nyőmástvisszatartani képes dűgattyúgyűrűként (1A, 1B) vannak kialakítva,amelyek a hőrnyőkba (2) illeszkednek. ŕ

Description

A találmány tárgya tömítőszerkezet centrifugális iszapszivattyú tengelyét ágyazó csapágyszerkezethez, amely tömítőszerkezet előnyös tulajdonságokkal rendelkezik.

Forgó rendszerű pneumatikus és hidraulikus gépekhez, mint szivattyúk, turbinák, keverők és hasonlók, gyakran alkalmaznak olyan csapágyszerkezeteket, amelyek hordozzák a csapágyakat és hordozzák a tengelyt, amely általában véve a csapágyszerkezet házából mindkét oldalt kinyúlik annak érdekében, hogy kapcsolódjék a gép forgóeleméhez vagy elemeihez, valamint a hidraulikus vagy pneumatikus gépet hajtó szerkezethez.

A csapágyaknak tiszta és jó kenéssel ellátott környezetben kell működniük, mivel a tengely a csapágyszerkezetből egyik vagy mindkét végén kinyúlik, ezért a csapágyszerkezet házát mindkét végén le kell zárni és tömítéssel kell ellátni. Mivel a tengely az álló házban forog, ezért olyen tömítést kell alkalmazni, amely lehetőleg kis súrlódási veszteséget és hőképződést okoz.

A hidraulikus és pneumatikus gépek gyakran mostoha körülmények között működnek, és a csapágy háza, valamint szerkezete közvetlen környezetében levegő vagy víz által hordozott szennyező anyagok vannak jelen. Különösen a nagyszivattyúk vannak kitéve komoly környezeti befolyásnak, mivel a tengely tömítőgalléros elrendezés segítségével belenyúlik a szivattyúba, és ez az elrendezés általában véve úgy van kialakítva, hogy kismértékben szivárogjon annak érdekében, hogy kenést nyújtson a tömítőgallér vagy tömszelence tömítőelemei számára. Ez a kismértékű szivárgás a csapágyház végének közvetlen közelében van kialakítva.

A csapágyház végeihez illeszkedő csapágytömítés számos ismert típus közül választható, vagy különleges típusok alakíthatók ki. Bizonyos tömítőelrendezések olyan labirintust (kis hézaggal kialakított járat) foglalnak magukban és ez képezi a tömítést, míg mások olyan elemet vagy elemeket tartalmaznak, amelyek súrlódnak a forgó tengelyen, vagy a tengelyre szerelt elemen. Jellegüknél fogva valamennyi tömítés esetében fennáll az a veszély, hogy a szennyeződések a csapágyházba jutnak és ez a jelenség egyre károsabbá válik, amint a tömítőelem vagy -elemek egyre jobban kopnak.

Ilyen jellegű tömítőszerkezetet ismertet az „SKF Bearing Arrangements” című katalógusának 90. oldala. Ezen megoldás olyan tömítőszerkezetet tartalmaz, amelyben két tömítőgyűrű helyezkedik el a tengelyen, és a két tömítőgyűrű közötti térhez kenőanyag adagolójárat kapcsolódik. A csapágyszerkezeten kívül ott, ahol az ágyazott tengelyt befoglaló nyílás van, labirintus tömítés van kialakítva. A tömítőgyűrűk belső tömítést, a labirintus járat külső tömítést képez. A tömítőszerkezet kenése során kenőjáratokba zsírt juttatnak, amely bizonyos ideig alkalmas a tömítőgyűrűk közötti tér kenőanyaggal való folyamatos ellátására. A zsírral való utántöltést rendszeres időközönként végzik, azonban a kenőanyag folyamatos utánpótlása nincs megoldva. Ennélfogva a labirintus tömítésen át a tömítőgyűrűkhöz eljutó szennyeződést a korábban kiszivárgó kenőanyag már nem távolítja el, és ezért a tömítőgyűrű hamar elkopik. A kopás előrehaladtával egyre rövidebb az az időszak, amely a rendszeres kenéseket követően védelmet nyújt szennyeződésekkel szemben a tömítőgyűrű számára, és ez az időszak nem ellenőrizhető. Különös problémát jelent, hogy szakaszosan üzemeltetett szivattyúnál az üzemszünetek során a szennyeződés gyakorlatilag akadálytalanul eljut a tömítőgyűrűkhöz (álló helyzetben ugyanis a labirintus tömítésben nem ébred centrifugális erő, amely a szennyeződések bejutásának ellenében hatna) és ezért a szivattyú újraindításakor a tömítőgyűrűhöz eljutó szennyeződés igen gyorsan elkoptatja a tömítőgyűrűt.

Összefoglalva, zsírral tisztított ismert elrendezések legfőbb problémája abban van, hogy a szivattyú járása közben a centrifugális erő kihordja a zsírt a labirintusjáratból. A zsírzások ismétlődésének időintervalluma az általános gyakorlatban hosszabb, mint az az idő, amely alatt a centrifugális erő kihordja a zsírt. Az esetleges szennyeződések könnyebben bejutnak a labirintusba, ha nincs jelen zsír, különösen abban az esetben, ha a szivattyút leállítják, mikor is a szennyeződés utat keres magának a dugattyúgyűrűk mellett és esetlegesen eléri a csapágyazást is.

Tömítésre ismert módon dugattyú gyűrűket is alkalmaznak. Dugattyúgyűrűket elsősorban kis viszkozitású kenőanyagokhoz alkalmaznak a szivárgások csökkentése érdekében. Nagy nyomáskülönbségek és nagy fordulatszám esetén a szivárgás csökkentése és a dugattyúgyűrűk megfelelő kenése egymással ellentétes követelményeket támaszt, és az ellentétes követelmények kielégítésére különleges megoldásokat kellett kidolgozni. Erre ad példát a GB 1388682 szabadalmi leírás, amely ilyen különleges követelmények kielégítésére alkalmas megoldást ismertet. Ezen megoldásnál a tömítőgyűrűt képező dugattyúgyűrű vagy az azt megtámasztó tömítő felület porózus. Ugyanezen irat hidraulikus nyomatékátalakítót is ábrázol, ahol két dugattyúgyűrű közötti térhez járat kapcsolódik. Ez a járat feltehetőleg a nyomatékátalakító alacsonyabb nyomású oldalával van összekötve, amiből nyilvánvaló, hogy ez a járat dugattyúgyűrűk között felgyülemlő hidraulikus közeg elvezetésére, valamint annak megakadályozására szolgál, hogy a nagyobb nyomású közeg nyomása átadódjon a kisebb nyomású oldalra. A dugattyúgyűrű mellett esetlegesen elhaladó szennyeződések a két dugattyúgyűrű közötti térbe kerülve ezen a járaton át távoznak. Ezen megoldás esetén a tömítés mindkét oldalán ugyanaz a hidraulikus közeg helyezkedik el, habár egymástól lényegesen eltérő nyomáson. Ennek a hidraulikus közegnek a viszkozitása kicsi, és mentes durva szemcsés szennyeződésektől, és így ezeknek a dugattyúgyűrűktől való távoltartása nem valósítható meg. Ehelyett a tömítőgyűrűt alakítják ki olyanra, hogy ne legyen számottevően érzékeny a tömítésen esetlegesen áthaladó kemény szemcsékre.

A találmánnyal célunk ezen káros jelenség megszüntetése a tömítésre alkalmazott ismert részmegoldások újszerű kombinációja révén, erősen szennyezett körülmények között alkalmazható tömítőszerkezet kidolgozása csapágyszerkezetekhez, különösen centrifugális iszapszivattyú tengelyét ágyazó csapágyszerkezethez. A találmány arra a felismerésre alapul, hogy megfelelő tömítő hatás érhető el oly módon, hogy egy olyan teret hozunk létre, amelyben állandóan nyomás alatt álló ke2

HU 214 384 Β nőanyag van, amely csak ezen térből kifelé szivároghat, és így kívülről semmiféle szennyeződés nem kerülhet a tömítésen belülre. A felismerés magában foglalja továbbá azt, hogy ilyen nyomás alatti tér fenntartásához csak olyan tömítőgyűrű alkalmazható, amelynek tömítési tulajdonságai kopás hatására lényegében nem változnak. Erre a célra legjobban a dugattyúgyűrűk felelnek meg. Felismertük továbbá, hogy igen mostoha körülmények között azonban az igen durva behatásokkal szemben a dugattyúgyűrű nem teljesen védtelen, ezért ennek védelmére labirintustömítés vagy -járat alkalmazandó. Felismertük továbbá, hogy a labirintusjáratba esetlegesen bekerülő szennyeződéseket onnan el kell távolítani, és ezért a dugattyúgyűrűs tömítésnek tökéletlennek kell lennie, és mindenféleképpen át kell engednie valamennyi kenőanyagot. Ha a kenőanyag olaj, akkor az átszivárgás kicsi, és az átszivárgó kis mennyiség kis viszkozitásánál fogva igen hamar kisodródik a labirintus tömítésből. így a kívánt hatás csak azáltal érhető el, ha a kenőanyag zsír - vagyis viszkozitású anyag -, ami a dugattyúgyűrűs tömítést ugyan tökéletlenné teszi, de a rajta átszivárgó nagy viszkozitású zsiradék kellő mértékben öblíti a labirintusjáratot és kisodorja onnan az esetlegesen bekerülő szennyeződéseket.

A kitűzött cél érdekében ismert megoldást fejlesztettünk tovább. Az ismert tömítőszerkezet tengelyt ágyazó csapágyszerkezethez van kiképezve, amely csapágyszerkezetnek háza, a ház nyílásán átvezetett tengelyt ágyazó, és a házon belül elrendezett csapágya van, továbbá a tömítőszerkezet a tengelynek ház nyílásában lévő szakaszán elrendezett két tömítőgyűrűt, továbbá a házon kívül, annak nyílásánál kialakított labirintusjáratot tartalmaz és a tömítőgyűrűk közötti térbe járat torkollik. A találmány szerinti továbbfejlesztés értelmében a járathoz a házon kívül elrendezett, folyamatos nyomást előállító zsíradagoló kapcsolódik, továbbá a tengelyen egymástól távköznyire két horony van kialakítva és a tömítőgyűrűk a zsiradagoló által közéjük nyomott zsír által egymástól távolodó irányba nyomott és a nyomást visszatartani képes dugattyúgyűrűként vannak kialakítva, amelyek a hornyokba illeszkednek. A találmány szerinti kombináció révén a tömítőszerkezet tömítőgyűrűit képező dugattyúgyűrűk között állandóan nyomás alatt álló kenőzsírból képzett gát alakul ki, amelynek folyamatos szivárgása egyrészt távoltartja a dugattyúgyűrűktől a szennyező anyagokat, másrészt állandóan öblíti a dugattyúgyűrűket védő labirintusjáratot. Mind üzem közben, mind álló helyzetben folyamatosan hatásos a tömítés és így annak élettartama lényegesen meghosszabbodik.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzon bemutatott példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon:

az 1. ábra a találmány szerinti tömített csapágyszerkezet kiviteli alakját mutatja.

A találmány szerinti tömített csapágyszerkezet fizikailag nagyon hasonló az 1. ábrán bemutatott csapágyszerkezethez. Két darab 1A és 1B tömítőgyűrűt tartalmaz, amelyek egymástól rövid távköznyire vannak elrendezve és együttesen belső tömítőelemeket alkotnak.

A csapágyszerkezet továbbá 3 labirintusjárattal van ellátva, amely külső tömítőelemet alkot. A találmány szerinti továbbfejlesztés a zsír alkalmazásának módjában van, amely szerint elsődleges feladata nem is annyira a szennyeződések öblítése, hanem egy nyomás alatt álló zsírból képzett hordozó kialakítása a két tömítőgyűrű között, amely mindig fennmarad, függetlenül attól, hogy a szivattyú működik vagy áll.

A zsír bejuttatása automatikus 11 zsíradagolóból 10 adagolójáraton át történik, amely a csapágyház végét lezáró 6 fedélben van kialakítva és a két 1 tömítőgyűrű közötti térhez vezet. Ily módon egy kicsi, de állandó mennyiségű nyomás alatti zsír kerül ebbe a térbe, függetlenül attól, hogy a szivattyú működik-e vagy sem.

A zsír két irányban vándorolhat. Az a zsír, amelyik a belső 1B tömítőgyűrűn át halad és belép a csapágyházba, hozzájárul a 8 csapágy kenéséhez. Az a zsír, amelyik a külső 1A tömítőgyűrűn áthalad, bejut a 3 labirintusjáratba, ahonnan a szivattyú j árása közben a zsír a centrifugális erő hatására kikerül a 3 labirintusjáratból és kiöblíti egyúttal az esetlegesen odakerült szennyeződéseket.

A találmány szerint továbbfejlesztett tömített csapágyszerkezet járulékos előnyös tulajdonsága abban van, hogy a tömítőelemek esetleges elkopása nem befolyásolja hátrányosan az eredő tömítési képességet, mivel a zsírhordozó mindenkor fennmarad.

A találmány szerinti tömített csapágy szerkezet alkalmazása révén lecsökkennek a csapágyhibák, amelyeket a külső szennyeződések okoznak. A szivattyú járása közben az esetleges szennyeződések kezdeti energiáját felemészti a forgó labirintus nagyobb energiája, mielőtt még nekiütköznének a nyomás alatti zsírhordozónak. A szivattyú leállásakor a szennyeződések nem képesek átjutni a nyomás alatti zsírrétegen.

A fent ismertetett kiviteli példa alapján a találmány szerinti tömített csapágyszerkezet a gyakorlati kívánalmaknak megfelelően átalakítható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Tömítőszerkezet centrifugális iszapszivattyú tengelyét ágyazó csapágyszerkezethez, amely csapágyszerkezetnek háza (9), a ház (9) nyílásán átvezetett tengelye (7), a tengelyt (7) ágyazó, és a házon (9) belül elrendezett csapágya, továbbá a tömítőszerkezet a tengelynek a ház (9) nyílásában lévő szakaszán két, egymástól távköznyire elrendezett tömítőgyűrűje, a két tömítőgyűrű közötti térbe nyíló zsírbejuttató járata (10), a ház (9) nyílásán át, a tengely (7) mentén kiszivárgó zsírt kieresztő járata van, azzal jellemezve, hogy a tengelyen (7) egymástól távköznyire két horony (2) van kialakítva és a tömítőgyűrűk dugattyúgyűrűként (ΙΑ, 1B) vannak kialakítva,

HU 214 384 Β a tömítőgyűrűk a hornyokba (2) illeszkednek, a zsírbejuttató járathoz (10) kapcsolódó, és a házon (9) kívül elrendezett zsíradagolója (11) van, továbbá a zsírbejuttató járatot (10), és a két tömítőgyűrű közötti teret a zsírt kieresztő járattól a zsírt kieresztő járathoz közelebb lévő dugattyúgyűrű (1A) választja el, továbbá a zsíradagoló (11) állandóan a zsírbejuttató járathoz kapcsolódik, és a zsíradagoló (11) állandó folyamatos nyomás előállításra van kialakítva,

5 a zsírt kieresztő járat a tengelyhez képest kifelé irányuló szakaszt tartalmazó labirintus járat (3), és a zsírt kieresztő járat a hozzá közelebb lévő dugattyúgyűrűihöz (1A) közvetlenül csatlakozik.