NL2022585B1 - Radiaal afdichtingssysteem - Google Patents

Radiaal afdichtingssysteem Download PDF

Info

Publication number
NL2022585B1
NL2022585B1 NL2022585A NL2022585A NL2022585B1 NL 2022585 B1 NL2022585 B1 NL 2022585B1 NL 2022585 A NL2022585 A NL 2022585A NL 2022585 A NL2022585 A NL 2022585A NL 2022585 B1 NL2022585 B1 NL 2022585B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sealing
sealing structure
rotor
flushing
shaft
Prior art date
Application number
NL2022585A
Other languages
English (en)
Inventor
Arie Tuk Andries
Visser Teunis
Original Assignee
Lagersmit Sealing Solutions B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lagersmit Sealing Solutions B V filed Critical Lagersmit Sealing Solutions B V
Priority to NL2022585A priority Critical patent/NL2022585B1/nl
Priority to PCT/NL2020/050088 priority patent/WO2020167129A1/en
Priority to EP20706850.3A priority patent/EP3924649A1/en
Priority to US17/430,352 priority patent/US20220128151A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2022585B1 publication Critical patent/NL2022585B1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/164Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
    • F16J15/3416Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities with at least one continuous groove
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3428Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with a wavy surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436Pressing means
    • F16J15/344Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436Pressing means
    • F16J15/3448Pressing means the pressing force resulting from fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436Pressing means
    • F16J15/3452Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436Pressing means
    • F16J15/3456Pressing means without external means for pressing the ring against the face, e.g. slip-ring with a resilient lip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32Other parts
    • B63H23/321Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • B63H2023/327Sealings specially adapted for propeller shafts or stern tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een afdichtingsconstructie voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as welke is doorgevoerd door een behuizingsorgaan dat een hoge—drukzijde en aan lage—drukzijde van elkaar scheidt, waarbij de afdichtingsconstructie omvat: - een rotor met een afdichtvlak welke zich in hoofdzaak radiaal uitstrekt ten opzichte van de as, - een spoelend afdichtingssysteem dat zich uitstrekt tussen de rotor en het behuizingsorgaan, welk spoelend afdichtsysteem aangrijpt op zowel het behuizingsorgaan als het afdichtvlak van de rotor voor het verschaffen van afdichtende werking, waarbij het spoelend afdichtingssysteem een veerkrachtig afdichtingsorgaan omvat dat in gebruik een axiaal op het afdichtvlak gerichte drukkracht uitoefent.

Description

Radiaal afdichtingssysteem Achtergrond van de uitvinding De uitvinding heeft betrekking op een afdichtingsconstructie voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as welke is doorgevoerd door een behuizingsorgaan dat een hoge-drukzijde en aan lage-drukzijde van elkaar scheidt, waarbij de afdichtingsconstructie een spoelend afdichtingssysteem omvat.
Uit NL6900511 is een afdichtingsinrichting bekend voor het afdichten van vloeistoffen, in het bijzonder een afdichting van het type met een vlak waarlangs een bestuurde lek optreedt voor beweegbare delen, zoals draaiende assen. NL690051 1 is een voorbeeld van een “mechanical seal” met stalen afdichtvlakken. Een moeilijkheid is dat hoge nauwkeurigheden vereist zijn om de lek langs de beweegbare stalen delen te regelen, in het bijzonder bij assen met grote diameters, bij voorbeeld meer dan 300 mm.
Uit US 4,413,830 is een afdichting bekend met een radiale opbouw, d.w.z. dat afdichtelementen in serie werkzaam zijn en radiaal gerangschikt zijn, in dit geval concentrisch ten opzichte van elkaar. US 4,413,830 is een voorbeeld van een “mechanical seal”.
NL2013808 is een voorbeeld van een spoelend afdichtingssysteem met een radiale opbouw. Hieruit is onvoldoende bekend hoe met een juiste drukkracht een goede afdichting met een goede levensduur bereikt kan worden.
NL9400686 is eveneens een voorbeeld van een spoelend afdichtingssysteem met een axiale opbouw, d.w.z. dat afdichtelementen in serie werkzaam zijn en axiaal naast elkaar gerangschikt zijn, Door deze opbouw is bij grote drukverschillen een grote inbouwlengte vereist.
Samenvatting van de uitvinding De uitvinding heeft tot doel een afdichtingsconstructie te verschaffen voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as welke afdichtingsconstructie eenvoudiger te vervaardigen en te onderhouden is. Eenvoudiger wil bijvoorbeeld zeggen met lagere nauwkeurigheidseisen, een verbeterd inbouwvolume per overbrugde druk, en/of een beter beheersbare lek en levensduur.
De uitvinding heeft verder tot doel een afdichtingsconstructie te verschaffen voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as waarbij een bekend nadeel in verband met een dergelijke afdichtingsconstructie ten minste deels wordt opgelost. De uitvinding heeft verder als doel een alternatieve afdichtingsconstructie te verschaffen voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as.
De uitvinding verschaft daartoe een afdichtingsconstructie voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as welke is doorgevoerd door een behuizingsorgaan dat een hoge-drukzijde en aan lage-drukzijde van elkaar scheidt, waarbij de afdichtingsconstructie omvat; — een rotor verbonden met de roteerbare as, en met een afdichtvlak welke zich in hoofdzaak radiaal uitstrekt ten opzichte van de as, — een spoelend afdichtingssysteem dat zich uitstrekt tussen de rotor en het behuizingsorgaan, welk spoelend afdichtsysteem aangrijpt op zowel het behuizingsorgaan als het afdichtvlak van de rotor voor het verkrijgen van afdichtende werking, waarbij het spoelend afdichtingssysteem een veerkrachtig afdichtingsorgaan omvat dat in gebruik een op het afdichtvlak gerichte drukkracht uitoefent, en — een transportgroefpatroon met ten minste een lopende groef met een stuwende flank en in vloeistofverbinding met de hoge-drukzijde en de lage-drukzijde, aangebracht in het afdichtvlak van de rotor, waarbij het afdichtingsorgaan in samenwerking met het transportgroefpatroon een vloeistoflekweg vormt voor het spoelen van het afdichtingssysteem teneinde een hydrodynamische beschermingsvloeistoffilm te vormen ten behoeve van de afdichtingsconstructie en druk af te bouwen van de hogedrukzijde naar de lagedrukzijde, waarbij een transportgroef van het transportgroefpatroon in dwarsdoorsnede gezien geleidelijke overgangen heeft met het afdichtvlak en het afdichtingsorgaan veerkrachtig vervormbaar is zodanig dat tijdens bedrijf het afdichtingsorgaan zich ten minste deels uitstrekt in de transportgroef teneinde de vloeistoflek door de vloeistoflekweg te smoren.
Het veerkrachtig afdichtingsorgaan in combinatie met het transportgroefpatroon borgt afdichting die een vloeistoflekstroom toelaat die het veerkrachtig orgaan koelt ensmeert. De toegelaten vloeistoflekstroom is beheersbaar omdat het afdichtingsorgaan het transportgroefpatroon aangrijpt over een contactvlak dat zich uitstrekt over het afdichtvlak en omdat het afdichtingsorgaan zich ten minste deels uitstrekt in de transportgroef teneinde de vloeistoflek door de vloeistoflekweg te smoren. De combinatie van een hard afdichtoppervlak, een veerkrachtig afdichtorgaan en de geleidelijke overgang van een transportgroef naar het afdichtvlak, maakt het smoren van de vloeistoflek mogelijk. Tegelijk is de vereiste inbouwlengte van de afdichtingsconstructie beperkt doordat het spoelend afdichtingssysteem zich radiaal uitstrekt tussen de rotor en het behuizingsorgaan. Zodoende wordt op een beheersbare manier druk afgebouwd terwijl de inbouwlengte langs de as beperkt blijft. Naar de rotor wordt ook wel verwezen met “het asgedeelte”.
Rotor wil zeggen dat de rotor rotatievast is verbonden met de as ten minste voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as. De rotor kan daarom ook als asgedeelte worden aangeduid. Het behuizingsorgaan is verbonden met de “vaste wereld” of anders gezegd is stationair ten minste voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as. Het afdichtvlak strekt zich radiaal uit ten opzichte van de as. Het afdichtvlak staat bij voorkeur loodrecht ten opzichte van de as hoewel een andere stand denkbaar is zolang er een radiale component is. Een axiaal op het afdichtvlak gericht zijn van een drukkracht, ook wel afdichtkracht, wil zeggen dat deze afdichtkracht ten minste een axiale component heeft waarbij axiaal is gerelateerd aan de roteerbare as van het de afdichtingsconstructie. De afdichtkracht is in het algemeen loodrecht op het afdichtvlak gericht.
Spoelend afdichtsysteem duidt een type afdichting aan waarbij druk wordt afgebouwd van een hoge-drukzijde en aan lage-drukzijde door middel van een beheersbare spoelstroom langs een vloeistoflekweg. De spoelstroom dient ook voor smering, koeling en schoonhouden van de afdichtingsconstructie. De spoelstroom bouwt een hydrodynamische vloeistoffilm op, tussen het afdichtingsorgaan en het afdichtvlak en zorgt voor een viskeuze verbinding tussen het afdichtingsorgaan en het afdichtvlak.
Transportgroefpatroon wil zeggen een configuratie van transportgroeven waarbij een groef een verdieping is ten opzichte van het afdichtvlak. Transportgroef wil zeggen dat de groef zodanig is vormgegeven dat de onderling rotatie van het groefpatroon en het veerkrachtig afdichtingsorgaan een gecontroleerde vloeistoflekstrook veroorzaakt.
Een geleidelijke overgang van een transportgroef met het afdichtvlak wil zeggen dat een scherpe overgang ontbreekt. Immers, een scherpe overgang, zoals loodrecht, zou uitstrekken van het veerkrachtig afdichtingsorgaan in de transportgroef bemoeilijken of zelfs onmogelijk maken. Lopende groef wil zeggen dat bij rotatie van de rotor de groef radiaal verplaatst, of nauwkeuriger, een groefsegment verplaatst in radiale richting gezien langs een vaste radiale richting.
Het transportgroefpatroon zal doorgaans zijn aangebracht in het afdichtvlak van de rotor omdat dit eenvoudig vervangbaar is. Het is denkbaar echter dat het transportgroefpatroon aan het stationaire behuizingsorgaan is aangebracht bijvoorbeeld in de vorm van een wisseldeel dat losmaakbaar is verbonden met het behuizingsdeel. In de verdere tekst van de aanvrage is uitgangspunt dat het transportgroefpatroon is aangebracht in het afdichtvlak van de rotor.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie strekt het transportgroefpatroon zich ten minste uit over en buiten een contactvlak tussen het afdichtvlak en het afdichtingsorgaan. Dit maakt de toegelaten vloeistoflekstroom des te meer beheersbaar en vereenvoudigt het toelaten van een vloeistoflekstroom. Verder wordt door de overlap van het afdichtingsorgaan en het transportgroefpatroon het spoelend afdichtingssysteem zo volledig mogelijk benut.
Het is overigens denkbaar het groefpatroon in het veerkrachtig afdichtingsorgaan aan te brengen echter dat zal resulteren in een te lage levensduur.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie, is de ten minste ene lopende groef van het transportgroefpatroon in dwarsdoorsnede gezien v-vormig. De V-vorm biedt gunstige smoorkarakteristieken en is eenvoudig aan te brengen. De V- vormige transportgroef heeft een tophoek a tussen 90° tot 160°, bijvoorbeeld een tophoek a van 120°. De transportgroef is in dwarsdoorsnede gezien symmetrisch, hoewel een asymmetrische vorm ook denkbaar is. De transportgroef is indwarsdoorsnede gezien uit platte vlakken opgebouwd, echter de vlakken kunnen een kromming hebben. In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is het contactvlak tussen het 5 afdichtvlak en het afdichtingsorgaan over ten minste 85% bewerkt teneinde het transportgroefpatroon te verkrijgen. Dit aandeel bewerkt oppervlak biedt een goede balans tussen levensduur en afdichting. Contactvlak wil zeggen het oppervlak waar het afdichtvlak en het afdichtingsorgaan onderling druk uitoefenen. Deze druk zal variëren langs het groefpatroon.
In een uitvoermgsvorm van de afdichtingsconstructie is het afdichtingsorgaan zodanig veerkrachtig vervormbaar dat, tijdens bedrijf, het afdichtingsorgaan zich uitstrekt in de transportgroef over tenminste 80% van een groefhoogte, in het bijzonder ten minste 95% van de groethoogte. De groethoogte heeft betrekking op de maximale hoogte, bij bijvoorbeeld de V-vorm in het midden. Deze mate van veerkracht geeft een goede balans tussen smoring en opgebouwde kracht in axiale richting.
In een uitvoeringsvorm omvat de afdichtingsconstructie een met het behuizingsorgaan verbonden vormvast steunframe voor het ondersteunen van het veerkrachtig vervormbaar afdichtingsorgaan. De rotor en het steunframe zijn onderling roteerbaar opgesteld voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as. Het spoelend afdichtsysteem grijpt aan op het behuizingsorgaan middels het steunframe. Het steunframe maakt het mogelijk om de werking van het spoelend afdichtingssysteem volledig axiaal te maken wat duidelijk is uit een zuiver axiaal op het afdichtvlak gericht zijn van de afdichtkracht. Het steunframe biedt betere beheersing van de mate van smoring van de vloeistoflekweg doordat de mate van indringen van het afdichtorgaan in de groef beter te beheersen is. Het steunframe biedt steun aan bij voorkeur het gehele afdichtingsorgaan.
In een uitvoeringsvorm omvat de afdichtingsconstructie een verder afdichtsysteem dat aangrijpt op het behuizingsorgaan en het steunframe voor het verschaffen van afdichtende werking, waarbij het verder afdichtingssysteem een afdichtingsorgaan omvat dat bij voorkeur in gebruik een radiaal op hetbehuizingsorgaan gerichte afdichtkracht uitoefent. Het verdere afdichtsysteem is niet gespoeld en is zogenaamd “drukloos” wat betekend dat er geen of nauwelijks druk wordt afgebouwd over de afdichting.
Door de radiale gerichtheid van het verder afdichtsysteem in combinatie met de axiale gerichtheid van het spoelend afdichtingssysteem, ontstaan een gunstige situatie met betrekking tot opbouwtoleranties en de mogelijkheid van opvangen van bewegingsafwijkingen tijdens bedrijf, zoals bijvoorbeeld het slingeren van een as.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is de rotor rotatievast verbonden met de as voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as, en het steunframe rotatievast met het behuizingsorgaan verbonden voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as. Deze opbouw is in de praktijk het meest voordelig. Een andere opbouw is denkbaar, waarbij bijvoorbeeld het steunframe rotatievast met de rotor is verbonden en het groefpatroon aan het behuizingsorgaan is aangebracht.
In een uvitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is het verdere afdichtsysteem ten opzichte van het spoelend afdichtsysteem aan de hoge-drukzijde gelegen. Deze opbouw is in de praktijk het meest voordelig.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het transportgroefpatroon een of meer van, een omlopende groef, een continue groef, een cirkelvormige groef, een spiraalsegment vormige groef, gesloten cirkelvormige groef, een excentrische cirkelvormige groef, een aantal concentrische cirkelvormige groeven.
In een uitvoermgsvorm van de afdichtingsconstructie zijn het steunframe en rotor onderling axiaal verplaatsbaar opgesteld betrokken op de as. Deze bewegingsvrijheid maakt de afdichtingsconstructie des te minder gevoelig voor maatafwijkingen die kunnen worden veroorzaakt door fabricagetolerantie en/of slijtage. Bovendien maakt deze vrijheid het mogelijk het steunframe veerkrachtig aan te drukken richting de rotor.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is het steunframe axiaal verschuifbaar opgesteld ten opzichte van de as.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het veerkrachtig afdichtingsorgaan een rubber composiet, in het bijzonder is het afdichtingsorgaan vervaardigd uit het rubber composiet. Het rubber composiet draagt bij aan de mate van veerkracht die een goede balans geeft tussen smoring en opgebouwde kracht in axiale richting. Een rubber composiet met materiaaleigenschap Shore A 70 is bijvoorbeeld geschikt als afdichtingsorgaan.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het afdichtingsorgaan een massief deel en een verzwakt deel en waarbij het transportgroefpatroon zich uitstrekt tegenover zowel het massief deel als het verzwakt deel van het afdichtingsorgaan. De verdeling van het afdichtingsorgaan in een massief deel en een verzwakt deel biedt vrijheid om de vervormbaarheid en opgebouwde kracht in te stellen. De verdeling van het afdichtingsorgaan in een massief deel en een verzwakt deel kan in een radiale richting 50/50 zijn, hoewel een andere verhouding denkbaar is. Massief wil zeggen een vol materiaal, of volle kern materiaal. Een verzwakt deel is een niet massief deel, dat is een deel met bijvoorbeeld een holte of holtes. Bij voorkeur is de verzwakking ten opzichte van het massief deel aan de binnenomtrek geplaatst zodat het massief deel de grotere drukverschillen en krachten aan de buitenomtrek kan opvangen. Deze opstelling is ook gunstig voor de axiale draagkracht van de afdichtingsconstructie.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het verzwakt deel van het afdichtingsorgaan een holte. De holte biedt de mogelijkheid om de vervormbaarheid en opgebouwde kracht in te stellen, De holte strekt zich in het bijzonder ringvormig uit rond de as. Dit resulteert in een gelijkmatige vervormbaarheid en krachtuitoefening rond de as.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is de holte in vloeistof verbinding is met de hogedrukzijde. De druk van de hogedrukzijde helpt om het afdichtingsorgaan in contact te brengen en te houden met het afdichtvlak. In het bijzonder heeft het verzwakte deel van het afdichtingsorgaan een U-vormige dwarsdoorsnede die open is naar de hogedrukzijde. De U-vormige dwarsdoorsnede maakt het des te meer mogelijk om de veereigenschappen van het veerkrachtigeafdichtingsorgaan naar wens aan te passen en tegelijk een open verbinding van de hogedruk zijde naar de in de U vorm gevormde holte te maken.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie, is het afdichtingsorgaan eendelig. Dit vereenvoudigt onderhoud omdat het afdichtingsorgaan snel te wisselen is. Eendelig kan bijvoorbeeld zijn een langwerpig afdichtingsorgaan waarvan uiteinden zijn verbonden op een geschikte wijze, zoals bijvoorbeeld lijmen of smelten. Hoewel een eendelig afdichtingsorgaan voordelig is, zal duidelijk zijn dat een meerdelig afdichtingsorgaan denkbaar is.
In een uitvoermgsvorm omvat de afdichtingsconstructie een veersysteem welke zich uitstrekt in de holte om het afdichtingsorgaan richting het afdichtvlak van de rotor voor te spannen. Het veersysteem maakt het des te meer mogelijk om veereigenschappen van het veerkrachtige afdichtingsorgaan naar wens aan te passen. In het bijzonder grijpt het veersysteem aan op tenminste een U-vormend been om deze richting het afdichtvlak van de rotor voor te spannen.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie strekt een werklijn van het veersysteem zich axiaal uit met betrekking tot het ringvormige afdichtingsorgaan. De werklijn staat dan loodrecht op het afdichtvlak en bereikt het meeste effect.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het veersysteem een veerkrachtig buisvormig orgaan. Het buisvormig orgaan is eenvoudig aan te brengen en te vervangen in en vanuit de holte die naar de binnenomtrek open is. Verder is het veereffect, bij toepassen van een buisvormig orgaan, gelijkmatig over de omtrek van het afdichtingsorgaan rond de as.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is het veersysteem uit één stuk. Dit vereenvoudigt onderhoud omdat het veersysteem snel te wisselen is. Eendelig kan bijvoorbeeld zijn een langwerpig buisvormig orgaan waarvan optioneel de uiteinden zijn verbonden op een geschikte wijze, zoals bijvoorbeeld lijmen of smelten. Hoewel een eendelig buisvormig orgaan voordelig is, zal duidelijk zijn dat een meerdelig afdichtingsorgaan denkbaar is.
In een uitvoermgsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het veersysteem een positioneerorgaan die de positie van het veersysteem in de holte bepaalt. Positie kan een radiale- en/of hoekpositie inhouden. Het positioneerorgaan maakt het mogelijk te bepalen waar het veersysteem aangrijpt op het afdichtingsorgaan en maakt het daarom des te meer mogelijk om veereigenschappen van het veerkrachtige afdichtingsorgaan en opgebouwde kracht te beheersen. In een uitvoeringsvorm omvat het spoelend afdichtingssysteem ten minste twee in serie werkzame afdichtingsorganen. Het zal duidelijk zijn dat een uitvoering met meer dan twee ringen, bijvoorbeeld drie of zelfs vier, denkbaar is. Verschillende combinaties zijn mogelijk waarbij het spoelend afdichtingssysteem één of meer afdichtingsorganen in serie heeft. In serie opgestelde afdichtingsorganen hoeven niet noodzakelijk alle gespoeld te zijn of te worden.
In een uitvoermgsvorm van de afdichtingsconstructie zijn de tenminste twee afdichtingsorganen ringvormig en concentrisch of excentrisch gerangschikt. In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie strekken de twee ringvormige afdichtingsorganen zich beide uit in een afdichtingsvlak dwars, in het bijzonder haaks, ten opzichte van de as. In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie wordt het veerkrachtig afdichtingsorgaan van het spoelende afdichtsysteem vormgesloten in het steunframe gehouden. Deze wijze van ondersteunen maakt belasting op en vervorming van het veerkrachtig afdichtingsorgaan meer beheersbaar. De vormsluiting heeft met name betrekking op beperken van vrijheid in de radiale richting hoewel een opsluiting van het afdichtingsorgaan door het steunframe in de axiale richting mogelijk is. Echter deze axiale opsluiting is minder noodzakelijk omdat het afdichtingsorgaan axiaal wordt opgesloten tussen het steunframe en het afdichtvlak. In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omgeven de twee ringvormige afdichtingsorganen een vloeistofkamer welke is verbonden met deatmosfeer. De vloeistofkamer is in het bijzonder verbonden met de atmosfeer middels een afvoerleiding. Dit vergemakkelijkt het beheerst afvoeren van de vloeistofstroom.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie is de rotor deelbaar. Dit vergemakkelijkt onderhoud doordat de rotor door de deelbaarheid daarvan snel gewisseld kan worden van en op de as.
In een uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie omvat het afdichtingsorgaan van het verdere afdichtsysteem een of meer van een O-ring, een samenstel van een O-ring en een ommanteling om de O-ring, een V-vormige groefring, een stangafdichting, een balg afdichtend verbonden met het behuizingsorgaan en het steunframe, een membraam afdichtend verbonden met het behuizingsorgaan en het steunframe. Al deze uitvoeringen hebben als voordeel dat een axiale beweging, dat is langs de as, van het steunframe ten opzichte van het behuizingsorgaan opgevangen kan worden zonder verlies van afdichtende werking van het verdere afdichtsysteem.
In een uitvoeringsvorm omvat de afdichtingsconstructie een buitenbehuizingorgaan voor het omgeven van ten minste een deel van het spoelende afdichtingssysteem teneinde lekken van vloeistof te voorkomen, waarbij het buitenbehuizingorgaan een uitlaat omvat voor het uitlaten van lekvloeistof dat is gelekt uit het spoelende afdichtingssysteem. Dit maakt beheersbare afvoer van de lekvloeistof des te meer mogelijk.
De huidige uitvinding heeft verder betrekking op een gebruik van de beschreven afdichtingsconstructie voor het verschaffen van afdichtende werking met betrekking tot een draaibare as welke is doorgevoerd door een behuizingsorgaan verbonden met de afdichtingsconstructie.
In een uitvoering is het gebruik in een asafdichtingssysteem van een pomp.
In een uitvoering is het gebruik in een asafdichtingssysteem van een voortstuwingsas van een vaartuig.
De huidige uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voorzien van een of meer van de in de bijgevoegde beschrijving omschreven en/of in de bijgevoegde tekeningen getoonde kenmerkende maatregelen.
De huidige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze omvattend een of meer van de in de bijbehorende beschrijving omschreven en/of in de bijbehorende tekeningen getoonde kenmerkende stappen.
Het moge duidelijk zijn dat de verschillende aspecten genoemd in deze octrooiaanvrage gecombineerd kunnen worden en elk afzonderlijk in aanmerking kunnen komen voor een afgesplitste octrooiaanvrage.
Korte beschrijving van de figuren De uitvinding wordt verduidelijkt aan de hand van de bijgevoegde figuren waarin getoond wordt in: Fig. 1 een dwarsdoorsnede van een uitvoering van de afdichtingsconstructie volgens de uitvinding; fig. 2 een uitvoering van een transportgroefpatroon van de afdichtingsconstructie van fig. 1; fig. 3 een verdere uitvoering van een transportgroefpatroon van de afdichtingsconstructie van fig. 1; fig. 4 nog een verdere uitvoering van een transportgroefpatroon van de afdichtingsconstructie van fig. 1; fig. 5 een dwarsdoorsnede van een detail van de afdichtingsconstructie van fig. 1; fig. 6 toont een detail van het verder afdichtingssysteem in de uitvoering uit fig. 1 in dwarsdoorsnede; fig. 7 toont een deel van het spoelend afdichtsysteem 5; fig. 8a, 8b een perspectief aanzicht en een doorsnede in zij-aanzicht van een tweede uitvoering van de afdichtingsconstructie.
Beschrijving van uitvoeringsvormen Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede van een uitvoering van de afdichtingsconstructie 1 volgens de uitvinding. Slechts een helft van de dwarsdoorsnede is getoond. Het zalduidelijk zijn dat de afdichtingsconstructie 1 een as 2 omgeeft. De afdichtingsconstructie 1 dient voor het beperken van vloeistofstroming langs de roteerbare as 2. De as 2 is doorgevoerd door een behuizingsorgaan 4. Het behuizingsorgaan scheidt een hoge-drukzijde 10 en aan lage-drukzijde 12. Aan de lagedrukzijde 12 heerst doorgaans een atmosferische druk omdat de lagedrukzijde 12 direct of indirect in verbinding staat met de atmosfeer. De afdichtingsconstructie 1 bouwt het drukverschil tussen de hoge-drukzijde 10 en de lage-drukzijde 12 af. Dit drukverschil staat over de roteerbare as 2 en het behuizingsorgaan 4 die onderling beweegbaar zijn opgesteld. De afdichtingsconstructie 1 is werkzaam tussen het behuizingsorgaan 4 en de roteerbaar opgestelde as 2.
De afdichtingsconstructie I omvat een rotor 3. De rotor 3 roteert met de as 2 om de lengteas van de as 2. De rotor 3 heeft een afdichtvlak 20. Het afdichtvlak strekt zich radiaal uit ten opzichte van de as 2. De as 2 is doorgevoerd door een centraal gat 25 van de rotor 3. De rotor 3 is deelbaar uitgevoerd zodat deze eenvoudige vervangbaar is.
De afdichtingsconstructie 1 omvat een spoelend afdichtingssysteem 5. Het spoelend afdichtsysteem 5 grijpt aan op zowel het afdichtingsbehuizingsorgaan 4 als het afdichtvlak 20 van de rotor voor het verschaffen van afdichtende werking. Het spoelend afdichtsysteem 5 strekt zich uit tussen het afdichtingbehuizingsorgaan 4 en het afdichtvlak 20 van de rotor 3. Het spoelend afdichtsysteem 5 strekt zich radiaal uit tussen een groot deel van de overlap tussen het afdichtingbehuizingsorgaan 4 en het afdichtvlak 20 van de rotor 3 gezien in een axiale richting van de as 2.
Het spoelend afdichtingssysteem 5 omvat een ringvormig veerkrachtig afdichtingsorgaan 6. Het spoelend afdichtingssysteem 5 omvat een transportgroefpatroon 8. Het afdichtingsorgaan 6 oefent in gebruik een op het afdichtvlak 20 gerichte afdichtkracht uit die verder niet is weergegeven. Het afdichtingsorgaan 6 vormt in samenwerking met het transportgroefpatroon 8 een vloeistoflekweg die, hoewel niet goed zichtbaar, met 14 is aangegeven. Het transportgroefpatroon 8 is in vloeistofverbinding met de hoge-drukzijde 10 en de lage- drukzijde 12. Door de vloeistoflekweg 14 vloeit een lekstroom. De lekstroom dient voor het voor het spoelen en koelen van het spoelend afdichtingssysteem 5. Devloeistoflekweg 14 strekt zich ringvormig uit tussen de rotor 3 en het afdichtingsorgaan
6. De lekstroom vormt een voor bescherming tegen slijtage noodzakelijke hydrodynamische vloeistoffilm tussen de rotor 3 en het afdichtingsorgaan 6. De beschermingsvloeistoffilm zorgt voor een viskeus contact tussen het afdichtvlak 20 en het afdichtingsorgaan 6. Over de vloeistoflekweg 14 wordt langs de lekstroom druk afgebouwd van de hogedrukzijde 10 naar de lagedrukzijde 12. Het transportgroefpatroon 8 is hier aangebracht in het afdichtvlak 20 van de rotor
3. Het transportgroefpatroon 8 grijpt aan over een contactvlak 34 tussen het afdichtingsorgaan 6 en het afdichtvlak 20. Het contactvlak 34 strekt zich uit rond de as
2. Het contactvlak 34 strekt zich hier uit over het gehele transportgroefpatroon 8. Het transportgroefpatroon 8 strekt zich uit over vrijwel de hele hoogte van het afdichtingsorgaan 6, dat wil zeggen de radiale richting van de rotor 3. De afdichtingsconstructie 1 omvat een vormvast steunframe 13 voor het ondersteunen van het veerkrachtig vervormbare afdichtingsorgaan 6. Het steunframe 13 steunt het afdichtingsorgaan 6 ten minste aan de buitenomtrek en de van het afdichtvlak van de rotor 3 afgekeerde kant 37 van het afdichtingsorgaan 6. Het afdichtingsorgaan 6 is opgesloten tussen het steunframe 13 en het afdichtvlak 20 van de rotor 3. Dit borgt vormvastheid van het afdichtorgaan 6 ondanks de veerkrachtigheid 20 daarvan, Het afdichtingsorgaan 6 van het spoelende afdichtsysteem 5 is vormgesloten in het steunframe 13 gehouden. Het steunframe 13 is enigszins beweegbaar opgesteld zodat het afdichtorgaan 6 zich kan richten naar het afdichtvlak 20 van de rotor 3. Daartoe zijn het steunframe 13 en rotor 3 onderling axiaal verplaatsbaar opgesteld betrokken op de as 2. Hier is deze onderling verplaatsbaarheid gerealiseerd doordat het steunframe 13 axiaal verschuifbaar is opgesteld ten opzichte van de as 2 terwijl het asgedeelte 3 vast is verbonden met de as 2. Het steunframe 13 is verbonden met het behuizingsorgaan 4. De rotor 3 en het steunframe 13 zijn onderling roteerbaar opgesteld voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as 2. Daartoe is hier de rotor 3 rotatievast verbonden met de as 2 voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as 2, en is het steunframe 13 rotatievast met het behuizingsorgaan 4 verbonden, ook wel geborgd, voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as 2. Het spoelend afdichtsysteem 5 grijpt aan op het behuizingsorgaan 4middels het steunframe 13. Het steunframe 13 is hier met een losse passing verbonden met het behuizingsorgaan 4. De afdichtingsconstructie 1 omvat een verder afdichtsysteem 19. Het verdere afdichtsysteem grijpt aan op het behuizingsorgaan 4 en het steunframe 13 voor het verschaffen van afdichtende werking tussen het steunframe 13 en het behuizingsorgaan
4. Het verdere afdichtsysteem 19 is ten opzichte van het spoelend afdichtingssysteem 5 aan de hoge-drukzijde 10 gelegen. Waar het spoelende afdichtingssysteem onbeperkte onderlinge rotatie rond de as 2 toelaat, is het verder afdichtingssysteem 19 statisch met betrekking tot rotatie rond de as 2. Het verder afdichtingssysteem 19 omvat een afdichtingsorgaan 22. In gebruik oefent het afdichtingsorgaan 22 een radiaal op het behuizingsorgaan 4 gerichte afdichtkracht uit. Hier is het afdichtingsorgaan 22 een stangafdichting die het steunframe 13 en het behuizingsorgaan 4 op vloeistofdichte wijze verbindt.
Overigens is hier het steunframe 13 middels een tussenring 30 met het behuizingsorgaan 4 verbonden. De tussenring 30 is vloeistofdicht met het behuizingsorgaan 4 verbonden middels een O-ring 38. De tussenring 30 wordt niet uitvoerig beschreven. De tussenring 30 vergemakkelijkt het verzorgen van voorspanning van het spoelend afdichtingssysteem 5 en de bewegingsvrijheid van het steunframe 13. Een veersysteem 31 spant hier het steunframe 13 voor richting de rotor
3.
Het spoelend afdichtingssysteem 5 van de afdichtingsconstructie | omvat twee ringvormige veerkrachtige afdichtingsorganen 6, 7. Het afdichtingsorgaan 6 van het spoelend afdichtingssysteem 5 is gerangschikt voor de verdeling van drukafbouw over de afdichtingsconstructie 1. Het aan de buitenomtrek van de afdichtingsconstructie 1 gelegen rmgvormige veerkrachtige afdichtingsorgaan 7 functioneert als een drukloze afdichting die niet wordt gespoeld of waar spoeling niet nodig is.
De twee ringvormige veerkrachtige afdichtingsorganen 6, 7 zijn in serie werkzaam.
De twee ringvormige afdichtingsorganen 6, 7 zijn concentrisch zijn gerangschikt en strekken zich beide uit in een afdichtingsvlak dwars ten opzichte van de as 2. Hetafdichtingsorgaan 7 van de drukloze afdichting wordt eveneens vormgesloten in het steunframe 13 gehouden. De vormsluiting heeft hier betrekking op beperken van vrijheid in de radiale richting en ook een opsluiting van het afdichtingsorgaan 7 door het steunframe 13 in de axiale richting. Deze axiale opsluiting is hier mede gerealiseerd door een sluitnok 45.
De twee ringvormige afdichtingsorganen 6, 7 omgeven een vloeistofkamer 11. De vloeistofkamer 11 is verbonden met de atmosfeer. Hier is de vloeistofkamer 11 verbonden met de atmosfeer middels een afvoerleiding. De afdichtingsconstructie 1 omvat een buitenbehuizingorgaan 39. Het buitenbehuizingorgaan 39 omgeeft het spoelende afdichtingssysteem teneinde lekken van water te voorkomen. Het buitenbehuizingorgaan omvat een uitlaat 40 voor het uitlaten van lekwater dat is gelekt uit het spoelende afdichtingssysteem 5. De uitlaat 40 is in vloeistofverbinding met de afvoerleiding.
Fig. 2 toont een uitvoering van een transportgroefpatroon 8 van de afdichtingsconstructie 1 van fig. 1. Het transportgroefpatroon 8 is hier aangebracht in het afdichtvlak 20 van de rotor 3. Het transportgroefpatroon 8 strekt zich uit rond het centrale gat 25 van de rotor 3. Het transportgroefpatroon 8 omvat hier een aantal spiraalsegment vormige groeven 26. De groeven 26 hebben open einden.
Fig. 3 toont een verdere uitvoering van een transportgroefpatroon 8 van de afdichtingsconstructie 1 van fig. 1. Het transportgroefpatroon 8 is hier aangebracht in het afdichtvlak 20 van de rotor 3. Het transportgroefpatroon 8 strekt zich uit rond het centrale gat 25 van de rotor 3. Het transportgroefpatroon 8 omvat hier een aantal concentrische cirkelvormige groeven 26. De groeven 26 zijn continue, dat wil zeggen ononderbroken. De groeven 26 zijn omlopend om de as 2. Een deel van de concentrische cirkelvormige groeven 26 vormt een gesloten cirkel. Een deel van de concentrische cirkelvormige groeven 26 heeft open einden aan de buitenomtrek van de rotor 3. Het middelpunt 27 van de concentrische cirkelvormige groeven 26 is excentrisch ten opzichte van het middelpunt van de rotor 3.
Fig. 4 toont nog een verdere uitvoering van een transportgroefpatroon 8 van de afdichtingsconstructie van fig. 1. Het transportgroefpatroon 8 omvat hier 3 cirkelvormige groeven 28. De cirkels overlappen zodat de groeven 28 snijden. Het middelpunt van elk van cirkelvormige groeven 28 is excentrisch ten opzichte van het middelpunt van de rotor 3.
Fig. 5 toont een dwarsdoorsnede van een detail van de afdichtingsconstructie 1 van fig. 1.
Een transportgroef 36 van het transportgroefpatroon 8 heeft in dwarsdoorsnede gezien geleidelijke overgangen met het afdichtvlak 20. De transportgroef 36 is in dwarsdoorsnede gezien V-vormig. De V-vormige transportgroef 36 heeft hier een tophoek a van ongeveer 120°.
Het afdichtingsorgaan 6 is veerkrachtig vervormbaar zodat tijdens bedrijf het afdichtingsorgaan 6 zich ten minste deels uitstrekt in de transportgroef 36 teneinde de vloeistoflekweg 14 te smoren, Het afdichtingsorgaan 6 is zodanig veerkrachtig vervormbaar dat tijdens bedrijf het afdichtingsorgaan 6 zich uitstrekt in de transportgroef 36 over tenminste tussen 20% tot 80% van een groefhoogte De groeven 36 van het transportgroefpatroon 8 hebben een gezamenlijk op het afdichtvlak 20 geprojecteerd oppervlak zodanig dat circa 95% van ten minste het contactvlak is bewerkt om het groefpatroon te verkrijgen.
De lekstroom door de vloeistoflekweg vormt een noodzakelijke beschermingsvloeistoffilm 35 tussen de rotor 3 en het afdichtingsorgaan 6. De beschermingsvloeistoffilm 35 zorgt voor een viskeus contact tussen het afdichtvlak 20 van de rotor 3 en het afdichtingsorgaan 6. Over de vloeistoflekweg 14 wordt langs de lekstroom druk afgebouwd van de hogedrukzijde 10 naar de lagedrukzijde 12.
Fig. 6 toont een detail van het verder afdichtingssysteem in de uitvoering uit fig. 1 in dwarsdoorsnede. Het verdere afdichtingssysteem omvat een afdichtingsorgaan 22. Hier is het afdichtingsorgaan 22 een stangafdichting. In gebruik oefenen de twee tegenoverliggende benen 43a, 43b een radiaal op het behuizingsorgaan 4 en steunframe 13 gerichte afdichtkracht 44 uit.
Fig. 7 toont een deel van het spoelend afdichtsysteem 5. De figuur is een dwarsdoorsnede van het ringvormig veerkrachtig afdichtingsorgaan 6. Slechts een helft van de dwarsdoorsnede is getoond. Het zal duidelijk zijn dat het afdichtingsorgaan 6 de as 2 omgeeft. Het afdichtingsorgaan 6 is hier eendelig uitgevoerd. Het veerkrachtig afdichtingsorgaan 6 is vervaardigd uit een rubber composiet dat de veerkracht van het afdichtingsorgaan 6 mede bepaalt. Het veerkrachtig afdichtingsorgaan 6 heeft een U- vormige dwarsdoorsnede. Daardoor heeft het veerkrachtig afdichtingsorgaan 6 een holte 15. De holte 15 strekt zich hier continu ringvormig rond de as 2. De holte 15 is gericht naar de hogedrukzijde 10. De holte 15 is open naar de hogedrukzijde 10. Dat wil zeggen dat de holte 15 in vloeistof verbinding is met de hogedrukzijde 10. De holte is uit het centrum van het afdichtingsorgaan 6 geplaatst. Het spoelend afdichtingssysteem 5 omvat hier een veersysteem. De werklijn 9 van het veersysteem 16 is axiaal betrekking tot het ringvormige afdichtingsorgaan 6. Het veersysteem 16 strekt zich uit in de holte 15. Het veersysteem 16 strekt zich 15 uit in de gehele holte 15 om een gelijkmatige veerspanning aan te kunnen brengen. Het veersysteem 16 strekt zich uit tussen het steunframe 13 en afdichtvlak 20. Het veersysteem 16 spant een U-vormend been 17 voor richting het afdichtvlak 20 van de rotor 3. Het veersysteem 16 omvat hier een veerkrachtig buisvormig orgaan 21. Het buisvormig orgaan 21 is hier uit één stuk of in andere woorden eendelig. Het buisvormig orgaan 21 is open, bijvoorbeeld aan de uiteinden daarvan. Dat wil zeggen dat het binnenste van het buisvormig orgaan 21 in vloeistof verbinding is met de hogedrukzijde 10. Het buisvormig orgaan 21 is werkzaam ter hoogte van het vrije eind van het been 17. Het veersysteem 16 heeft een positioneerorgaan 32. Het positioneerorgaan 32 bepaalt de positie van het veersysteem in de holte. Het positioneerorgaan 32 bepaalt in dit geval de radiale positie van het veersysteem in de holte. Het positioneerorgaan 32 bepaalt de onderlinge positie van het veersysteem en het afdichtingsorgaan 6. Het positioneerorgaan 23 is hier een lip. De lip strekt zich uit langs het buisorgaan 21. De lip strekt zich uit langs de gehele lengte van het buisorgaan
21. De lip strekt zich in de holte 15 uit en grijpt aan op het binnenoppervlak van de holte 15. Het afdichtingsorgaan 6 heeft een massief deel 18 en een verzwakt deel 41. Het transportgroefpatroon 8 strekt zich uit tegenover zowel het massief deel 18 als het verzwakt deel 41 van het afdichtingsorgaan 6. Het afdichtingsorgaan 6 heeft hier eenverzwakt deel 41 in de vorm van een U-vormig deel. Het U-vormend been 17 tegenover het transportgroefpatroon 8 bouwt druk af. Het massieve deel 18 zorgt voor het verder opbouwen van de hydrodynamische smeerfilm, en lagerkracht die de druk aan de hoge drukzijde 10, bijvoorbeeld pompdruk, opvangt.
Fig. 8a en 8b tonen in perspectief aanzicht en doorsneden aanzicht een tweede uitvoering van het verdere afdichtsysteem 19. Het afdichtingsorgaan van het verdere afdichtsysteem 19 is hier een balg 42, of ook membraam, die afdichtend is verbonden met het behuizingsorgaan 4 en het steunframe 13. De balg 42 wordt hier getoond in de atdichtingsconstructie 1 en in samenhang met het spoelend afdichtingssysteem 5.
Het moge duidelijk zijn dat de bovenstaande beschrijving is opgenomen om de werking van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding te illustreren, en niet om de reikwijdte van de uitvinding te beperken. Uitgaande van de bovenstaande uiteenzetting zullen voor een vakman vele variaties evident zijn die vallen onder de geest en de reikwijdte van de onderhavige uitvinding

Claims (34)

CONCLUSIES
1. Afdichtingsconstructie (1) voor het beperken van vloeistofstroming langs een roteerbare as (2) welke is doorgevoerd door een behuizingsorgaan (4) dat een hoge- drukzijde (10) en aan lage-drukzijde (12) van elkaar scheidt, waarbij de afdichtingsconstructie omvat; — een rotor (3) verbonden met de roteerbare as (2), en met een afdichtvlak (20) welke zich in hoofdzaak radiaal uitstrekt ten opzichte van de as (2), — een spoelend afdichtingssysteem (5) dat zich uitstrekt tussen de rotor (3) en het behuizingsorgaan (4), welk spoelend afdichtsysteem (5) aangrijpt op zowel het behuizingsorgaan (4) als het afdichtvlak (20) van de rotor voor het verkrijgen van afdichtende werking, waarbij het spoelend afdichtingssysteem een veerkrachtig afdichtingsorgaan (6) omvat dat in gebruik een op het afdichtvlak gerichte drukkracht uitoefent, en — een transportgroefpatroon (8) met ten minste een lopende groef met een stuwende flank en in vloeistofverbinding met de hoge-drukzijde (10) en de lage- drukzijde (12), aangebracht in het afdichtvlak van de rotor, waarbij het afdichtingsorgaan (6) in samenwerking met het transportgroefpatroon (8) een vloeistoflekweg (14) vormt voor het spoelen van het afdichtingssysteem teneinde een hydrodynamische beschermingsvloeistoffilm te vormen ten behoeve van de afdichtingsconstructie en druk af te bouwen van de hogedrukzijde naar de lagedrukzijde, waarbij een transportgroef van het transportgroefpatroon (8) in dwarsdoorsnede gezien geleidelijke overgangen heeft met het afdichtvlak en het afdichtingsorgaan (6) veerkrachtig vervormbaar is zodanig dat tijdens bedrijf het afdichtingsorgaan zich ten minste deels uitstrekt in de transportgroef teneinde de vloeistoflek door de vloeistoflekwegweg te smoren.
2. Afdichtingsconstructie (1) volgens conclusie 1, waarbij het transportgroefpatroon zich ten minste uitstrekt over en buiten een contactvlak (34) tussen het afdichtvlak en het afdichtingsorgaan.
3. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste ene lopende groef van het transportgroefpatroon (8) in dwarsdoorsnede gezien v-vormig is.
4. Afdichtingsconstructie (1) volgens conclusie 3, waarbij de V-vormige transportgroef een tophoek a heeft tussen 90° tot 160°, bijvoorbeeld een tophoek a van 120°.
5. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het contactvlak (34) tussen het afdichtvlak en het afdichtingsorgaan over ten minste 85% is bewerkt teneinde het transportgroefpatroon (8) te verkrijgen.
6. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het afdichtingsorgaan (6) zodanig veerkrachtig vervormbaar is dat tijdens bedrijf het afdichtingsorgaan zich uitstrekt in de transportgroef over tenminste 80% van een groefhoogte, in het bijzonder ten minste 95% van de groethoogte.
7. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de afdichtingsconstructie een met het behuizingsorgaan (4) verbonden vormvast steunframe (13) omvat voor het ondersteunen van het veerkrachtig vervormbaar afdichtingsorgaan (6).
8. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 7, omvattend een verder afdichtsysteem (19) dat aangrijpt op het behuizingsorgaan (4) en het steunframe voor het verschaffen van afdichtende werking, waarbij het verder afdichtingssysteem een afdichtingsorgaan (22) omvat dat in een uitvoeringsvorm in gebruik ten minste een radiaal op het behuizingsorgaan (4) gerichte afdichtkracht uitoefent.
9. Afdichtingsconstructie (1) volgens conclusie 7 of 8, waarbij de rotor (3) rotatievast is verbonden met de as (2) voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as (2), en het steunframe (13) rotatievast met het behuizingsorgaan (4) is verbonden voor wat betreft rotaties rond de roteerbare as (2).
10. De afdichtingsconstructie (1) volgens conclusie 8 of 9, waarbij het verdere afdichtsysteem (19) ten opzichte van het spoelend afdichtsysteem (5) aan de hoge- drukzijde is gelegen.
11. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het transportgroefpatroon (8) een of meer omvat van, een spiraalsegment vormige groef, een omlopende groef, een continue groef, een cirkelvormige groef, een gesloten cirkelvormige groef, een excentrische cirkelvormige groef (26), een aantal concentrische cirkelvormige groeven (26).
12. Afdichtingsconstructie (1) een van de voorgaande conclusies 7-11, waarbij het steunframe (13) en rotor (3) onderling axiaal verplaatsbaar zijn opgesteld betrokken op de as (2).
13. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies 7-12, waarbij het steunframe (13) axiaal verschuifbaar is opgesteld ten opzichte van de as (2).
14. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het veerkrachtig afdichtingsorgaan (6) een rubber composiet omvat, in het bijzonder vervaardigd is uit het rubber composiet.
15. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het afdichtingsorgaan een massief deel omvat en een verzwakt deel en waarbij het transportgroefpatroon {8) zich uitstrekt tegenover zowel het massief deel als het verzwakt deel van het afdichtingsorgaan.
16. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusie, waarbij het verzwakt deel van het afdichtingsorgaan een holte (15) omvat, die zich in het bijzonder ringvormig uitstrekt rond de as (2).
17. Afdichtingsconstructie (1) volgens conclusie 16, waarbij de holte in vloeistof verbinding is met de hogedrukzijde (10), en in het bijzonder het verzwakte deel vanhet afdichtingsorgaan een U-vormige dwarsdoorsnede heeft die open is naar de hogedrukzijde (10).
18. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het afdichtingsorgaan eendelig is.
19. Afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies 16-18, omvattend een veersysteem (16) welke zich uitstrekt in de holte om het afdichtingsorgaan richting het afdichtvlak van de rotor voor te spannen, in het bijzonder tenminste een U-vormend been richting het afdichtvlak van de rotor voor te spannen.
20. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 19, waarbij een werklijn (9) van het veersysteem zich axiaal uitstrekt met betrekking tot het ringvormige afdichtingsorgaan.
21. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 19 of 20, waarbij het veersysteem een veerkrachtig buisvormig orgaan (21) omvat.
22. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies 19-21, waarbij het veersysteem uit één stuk is.
23. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies 19-22, waarbij het veersysteem een positioneerorgaan (32) omvat die de positie van het veersysteem in de holte bepaalt.
24. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies 19-23, waarbij het spoelend afdichtingssysteem (5) ten minste twee in serie werkzame afdichtingsorganen (6, 7) omvat.
25. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 24, waarbij de tenminste twee afdichtingsorganen ringvormig zijn en concentrisch of excentrisch zijn gerangschikt.
26. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de twee ringvormige afdichtingsorganen zich beide uitstrekken in een afdichtingsvlak dwars, in het bijzonder haaks, ten opzichte van de as,
27. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het afdichtingsorgaan van het spoelende afdichtsysteem vormgesloten in het steunframe wordt gehouden.
28. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies 25 - 27, waarbij de twee ringvormige afdichtingsorganen een vloeistofkamer (11) omgeven welke is verbonden met de atmosfeer, in het bijzonder is verbonden met de atmosteer middels een afvoerleiding.
29. Afdichtingsconstructie volgens een voorgaande conclusie, waarbij de rotor deelbaar IS.
30. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het afdichtingsorgaan van het verdere afdichtsysteem een of meer omvat van een O- ring, een samenstel van een O-ring en een ommanteling om de O-ring, een V- vormige groefring, een balg afdichtend verbonden met het behuizingsorgaan (4) en het steunframe, een membraam afdichtend verbonden met het behuizingsorgaan (4) en het steunframe.
31. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, omvattend een buitenbehuizingorgaan voor het omgeven van ten minste een deel van het spoelende afdichtingssysteem (5) teneinde lekken van water te voorkomen, waarbij het buitenbehuizingorgaan (39) een uitlaat (40) omvat voor het uitlaten van lekwater dat is gelekt uit het spoelende afdichtingssysteem (5).
32. Gebruik van een afdichtingsconstructie (1) volgens een van de voorgaande conclusies voor het verschaffen van afdichtende werking met betrekking tot eendraaibare as (2) welke is doorgevoerd door een behuizingsorgaan (4) verbonden met de afdichtingsconstructie.
33. Gebruik volgens conclusie 32 in een asafdichtingssysteem van een pomp.
34. Gebruik volgens conclusie 32 in een asafdichtingssysteem van een voortstuwingsas van een vaartuig. -0-0-0-0-0-0-
NL2022585A 2019-02-15 2019-02-15 Radiaal afdichtingssysteem NL2022585B1 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2022585A NL2022585B1 (nl) 2019-02-15 2019-02-15 Radiaal afdichtingssysteem
PCT/NL2020/050088 WO2020167129A1 (en) 2019-02-15 2020-02-17 Radial sealing system
EP20706850.3A EP3924649A1 (en) 2019-02-15 2020-02-17 Radial sealing system
US17/430,352 US20220128151A1 (en) 2019-02-15 2020-02-17 Radial Sealing System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2022585A NL2022585B1 (nl) 2019-02-15 2019-02-15 Radiaal afdichtingssysteem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2022585B1 true NL2022585B1 (nl) 2020-08-28

Family

ID=66166507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2022585A NL2022585B1 (nl) 2019-02-15 2019-02-15 Radiaal afdichtingssysteem

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220128151A1 (nl)
EP (1) EP3924649A1 (nl)
NL (1) NL2022585B1 (nl)
WO (1) WO2020167129A1 (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4269841A1 (en) 2019-08-23 2023-11-01 RTX Corporation Non-contact seal with axial arrangement
CN113494610B (zh) * 2021-07-08 2023-06-27 西华大学 具有阻尼支撑的浮动环结构及机械密封装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6900511A (nl) 1968-01-15 1969-07-17
US4413830A (en) 1980-12-05 1983-11-08 Howaldtswerke-Deutsche Werft Aktiengesellschaft Hamburg Und Kiel Seal assembly for rotating shafts
US4464580A (en) * 1981-04-07 1984-08-07 Escher Wyss Limited Hydro-electric turbo-machine
NL9400686A (nl) 1994-04-28 1995-12-01 Ihc Holland Nv Afdichtings-stelsel voor een roterende as.
NL2013808B1 (en) 2014-11-14 2016-10-10 Lagersmit Sealing Solutions B V Sealing structure.
US20180066757A1 (en) * 2015-04-02 2018-03-08 Nok Corporation Sealing device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT527712A (nl) * 1953-06-08
US3061320A (en) * 1958-09-29 1962-10-30 Aeroquip Gmbh Axial seal for rotary shafts or the like
US3762727A (en) * 1971-03-15 1973-10-02 J Jackowski Oil seal
DE2644419C3 (de) * 1976-09-30 1979-05-17 Borsig Gmbh, 1000 Berlin Antriebszapfenabdichtung eines Kugelhahns
WO2016179008A1 (en) * 2015-05-01 2016-11-10 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Seals
DE102017213148B4 (de) * 2017-07-31 2020-01-23 Carl Freudenberg Kg Gleitringdichtungsanordnung eines hydrodynamischen Retarders sowie hydrodynamischer Retarder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6900511A (nl) 1968-01-15 1969-07-17
US4413830A (en) 1980-12-05 1983-11-08 Howaldtswerke-Deutsche Werft Aktiengesellschaft Hamburg Und Kiel Seal assembly for rotating shafts
US4464580A (en) * 1981-04-07 1984-08-07 Escher Wyss Limited Hydro-electric turbo-machine
NL9400686A (nl) 1994-04-28 1995-12-01 Ihc Holland Nv Afdichtings-stelsel voor een roterende as.
NL2013808B1 (en) 2014-11-14 2016-10-10 Lagersmit Sealing Solutions B V Sealing structure.
US20180066757A1 (en) * 2015-04-02 2018-03-08 Nok Corporation Sealing device

Also Published As

Publication number Publication date
EP3924649A1 (en) 2021-12-22
WO2020167129A1 (en) 2020-08-20
US20220128151A1 (en) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2022585B1 (nl) Radiaal afdichtingssysteem
KR101899416B1 (ko) 액압 회전장치의 슈 및 액압 회전장치
EP0623768B1 (en) Labyrinth gas-seal
AU2005203702B2 (en) Sealing system for slurry pump
JP6427778B2 (ja) メカニカルシール
AU694688B2 (en) Bearing housing seal
US4669760A (en) Swivel fitting arrangement for use in a pressurized fluid line
JP7150752B2 (ja) 潤滑特性が最適化されたシール組立体
US20210148343A1 (en) Hydraulic piston machine
US20130119611A1 (en) Pressure balanced radial rotary shaft seal
JP6430326B2 (ja) 静圧型メカニカルシール装置
US5480160A (en) Shaft seal with in-line sealing rings
CN111315984A (zh) 可变冲程泵
US10202967B2 (en) High-pressure rotating sealing coupling with continuous expandable ring
KR20010082069A (ko) 고압 극저온용 펌프
CA2895572A1 (en) Large compressor bundle assembly
ZA200501830B (en) Element that defines a gap and is to be mounted on a shaft
KR102263344B1 (ko) 밀폐형 혼련기의 더스트 스톱 장치
SE464887B (sv) Anordning foer taetning mellan en cylindrisk mantelyta paa en kropp och en koaxiellt omgivande cylindrisk haalvaeggyta
JP6942662B2 (ja) 静圧型主軸軸受装置および水力機械
JP2021509708A (ja) シール構造
US4673332A (en) Lubrication seals
EP1637782A1 (en) Seal housing for a mechanical seal
US11434906B2 (en) Vane cell pump comprising a pressure equalization connection
EP1247994B1 (en) Centrifugal pump with adjustment of the axial and radial clearances without opening the pump body