NL9300593A - Afdichtelement. - Google Patents

Description

Afdichtelement.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een afdichtelement teplaatsen tussen twee ten opzichte van elkaar beweegbare delen, omvattendeeen lijf aan te brengen in een van die delen en tenminste een lip verbon¬den met dat lijf en die in aangrijping moet komen met die andere van dedelen, waarbij die lip een kunststofmateriaal omvat, waarbij tussen dielip en het lijf een veer aanwezig is, die enerzijds aangrijpt op die lipen anderzijds op dat lijf of op een verdere met dat lijf verbonden lip.

Een dergelijk afdichtelement is in de stand der techniek algemeenbekend en wordt toegepast vanaf zeer kleine tot zeer grote afmetingen.Vooral bij grotere afmetingen van bijvoorbeeld een af te dichten openingwordt vaak een verhoudingsgewijs grote voorspanning van de lip tegen hetten opzichte daarvan beweegbare deel vereist. Voorbeelden daarvan zijnten opzichte van elkaar beweegbare pijpleidingdelen in hogedrukleidingen.Om een dergelijke hoge druk van de lip tegen het bewegende deel te waar¬borgen, zijn in de stand der techniek verscheidene maatregelen voorge¬steld. Een voorstel betrof het onder fluïdumdruk brengen van de lippen.Een ander voorstel omvatte het aanbrengen van veren om de lip tegen hetbetreffende deel te drukken. Vooral bij hoge belasting en bij verhou¬dingsgewijs kleine afdichtelementen bestaat het probleem dat niet vol¬doende ruimte is om een veer op te nemen die in een voldoende aandruk-kracht kan voorzien.

Het doel van de onderhavige uitvinding is in een afdichtelement tevoorzien met een veer waarbij het mogelijk is bij verhoudingsgewijs com¬pacte afmetingen voldoende drukkracht op de lip op te brengen.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven afdichtelement verwezen¬lijkt doordat de materiaalmassa van de veer van het deel dat de lip aan¬grijpt, naar het deel nabij het lijf zodanig varieert, dat het weer-standsmoment tegen buiging in de veer in hoofdzaak is afgestemd op hetlocale aanwezig buigend moment.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag de gehele uitbrei¬ding van de veer te gebruiken voor het opbrengen van een drukspanning opde lip. D.w.z. in tegenstelling tot de veren volgens de stand der tech¬niek waarbij uitsluitend het deel nabij het lijf aan een grote spanningonderworpen werd en het deel nabij de lip verhoudingsgewijs weinig belastwordt, wordt thans de veer zodanig uitgevoerd dat een in hoofdzaak ge¬lijkmatige belasting optreedt. Dit is van belang omdat dan alle delenvan de veer tot vlak onder de vloeigrens kunnen worden belast. In de stand der techniek was bij belasting nabij de vloeigrens van het deel vande veer dat zich nabij het lijf bevond, nog nauwelijks sprake van enigebelasting van de delen die zich nabij de lip bevonden.

Een dergelijk afstemming van het weerstandsmoment tegen buiging ophet locaal verwachte buigend moment kan op drie verschillende wijzen aldan niet in combinatie met elkaar verwezenlijkt worden. Ten eerste kan dedikte van de veer variëren zodanig dat bij de lip verhoudingsgewijs wei¬nig materiaal aanwezig is en nabij het lijf meer materiaal. Ten tweedekan het oppervlak d.w.z. de breedte van de veer variëren in dezelfde zinals hierboven genoemd. Tot slot is het mogelijk de veer op te bouwen uitverscheidene veerelementen die een verschillende afmeting hebben. Eendergelijke deelsgewijze opbouw is bijvoorbeeld bekend bij wagenveren.

Indien gekozen wordt voor een uitvoering waarbij vooral het opper¬vlak van de veer vanaf de lip naar het lijf toeneemt, kan een dergelijkevariatie worden verkregen door het aanbrengen van perforaties nabij delip. Een andere mogelijkheid is het als tongen uitvoeren van de veerwaarbij de breedte van dergelijke tongen naar het lijf toe, toeneemt.Dergelijke tongen kunnen bij de vrije uiteinden met elkaar verbondenzijn. Door deze verbinding om en om aan te brengen, ontstaat een buigzameveer met de gewenste eigenschappen.

Het is vanzelfsprekend eveneens mogelijk de veer als spiraalveer uitte voeren. In dat geval wordt er de voorkeur aan gegeven om op de plaatsvan belasting, d.w.z. bij de lip, deze spiraalveer verhoudingsgewijs dunof met verhoudingsgewijs klein oppervlak uit te voeren terwijl nabij hetlijf deze verhoudingsgewijs dik of met groot oppervlak uitgevoerd is.

De hierboven beschreven veren kunnen uit elk in de stand der tech¬niek bekend materiaal bestaan, zoals composieten of metaalsoorten, zoalsroestvast staal. De kunststof gebruikt voor de afdichtlip kan eveneensalle in de stand der techniek bekende materialen omvatten, zoals PTFE.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van enkele uitvoeringsvoor-beelden nader verduidelijkt worden. Daarbij toont:

Fig. 1 in dwarsdoorsnede een eerste toepassing van een afdicht-element volgens de uitvinding;

Fig. 2 in dwarsdoorsnede een detail van een verdere toepassing vaneen afdichtelement volgens de uitvinding;

Fig. 3 op grotere schaal de plaatsing van de veer in het afdicht¬element volgens fig. 1 en 2.

Fig. 4 in perspectief de in fig. 3 getoonde veer;

Fig. 5~7 varianten van de uitvoering volgens fig. 4;

Fig. 8 een spiraalveer die gebruikt kan worden in het afdichtelementvolgens de uitvinding;

Fig. 9 een uit twee deelveren bestaande veer eveneens te gebruikenbij het afdichtelement volgens de uitvinding; en fig. 10 een verdere uitvoering van het afdichtelement volgens deuitvinding.

In fig. 1 zijn twee ten opzichte van elkaar beweegbare delen 2 en 3getoond, zoals bijvoorbeeld delen van een pijpleidingstelsel voor zichonder hoge druk bevindende vloeistof. Als niet beperkend voorbeeld wordtvoor de diameter van deze leiding een waarde genoemd tussen 200 en2500 mm terwijl de afdichting een afmeting heeft van 10 x 30 mm. De drukin dergelijke leidingen kan liggen tussen 4 en 700 bar. Dergelijke delen2 en 3 worden afgedicht door middel van afdichtelementen 1.

In fig. 2 is een verdere constructie getoond bestaande uit onderlingbeweegbare delen 19 en 20 welke bovendien beweegbaar zijn ten opzichtevan een wand 21. Ook daarbij worden afdichtelementen 1 gebruikt.

Zoals uit fig. 3 blijkt, bestaat een dergelijk afdichtelement uiteen lijf 4, lippen 5 en 9, die zich vanaf het lijf 4 uitstrekken en in detussen de lippen 5 en 9 en het lijf begrensde ruimte een veer 6. Dezeveer 6 dient voor het opbrengen van een aandrukkracht om in afdichtingtussen de lippen en het ten opzichte daarvan beweegbare deel te voorzien.Daarbij kunnen zowel het lijf 4 als de lippen 5 en 9 uit hetzelfde kunst-stofmateriaal bestaan, zoals PTFE. In ieder geval is het van belang datde lip die aan een glijbewegïng onderhevig is de daarvoor noodzakelijkeigenschappen heeft.

In fig. 4 is de veer 6 volgens fig. 3 in perspectief getoond. Hetblijkt dat deze bestaat uit een aantal tongen 7 die door middel van brug¬gen 10 met elkaar verbonden zijn. Elke tong bestaat uit een verhoudings¬gewijs breed deel 8 en een verhoudingsgewijs smaller deel 11. Daarbijdient deel 11 in aangrijping te komen met de lip terwijl deel 8 in aan-grijping komt met het lijf of nabij het lijf ligt, zoals bij de hiergetoonde uitvoering. Immers bij belasting van veer 6 zal de op lip 5 of 9uitgeoefende kracht worden overgebracht naar de tegenover liggende lip enzo naar het betreffende deel. Door het variëren van het oppervlak van de veer zal bij gelijkblijvende dikte een gelijkmatige spanningsverdelingover de veer plaatsvinden. D.w.z. dat een maximale hoeveelheid elastischterug te winnen energie in de veer wordt opgeslagen zodat een zo hoogmogelijke aandrukkracht kan worden verwezenlijkt bij een zo klein moge¬lijk volume vóór de veer.

In fig. 5”7 zijn verdere varianten getoond van de veer volgens fig.k. Het met deze varianten verkregen effekt komt in hoofdzaak overeen methetgeen getoond is in dat figuur. In fig. 5 is geen verbinding met behulpvan bruggen 10 toegepast, maar lijven 22 voorzien in verbinding tussen deverschillende tongen 7. Bij de uitvoering volgens fig. 6 zijn driehoek¬vormige uitsparingen 23 aangebracht, waarbij zowel bruggen 10 als lijven22 aanwezig zijn terwijl de uitsparingen 2k bij de uitvoering volgensfig. 7 doorlopend uitgevoerd zijn.

In fig. 8 is een spiraal veer getoond die kan worden aangebracht inhet afdichtelement 1 volgens de uitvinding maar eveneens in elk ander teconstrueren afdichtelement. Deze spiraalveer is met 12 aangegeven en dedaarop werkende krachten met pijlen 13. Uit het bovenstaande volgt dathet deel waarop de kracht aangrijpt, verhoudingsgewijs dun moet zijn,zoals met 15 is aangegeven terwijl het deel dat het meest op buigingbelast is, dat met lk is aangegeven, verhoudingsgewijs dik is uitgevoerd.

In fig. 9 is een andere mogelijkheid voor een veer 16 te gebruikenbij het afdichtelement volgens de uitvinding getoond. Deze veer 16 be¬staat uit twee deelveren 17 en 18. Daarbij heeft de buitenveer 17 eengrotere afdichting dan de binnenveer 18. Op deze wijze wordt een gelijk¬matige spanningsverdeling over het materiaal verkregen.

In fig. 10 is een verdere uitvoering van de uitvinding afgeheeld.Daarbij is een enkele lip 25 aanwezig die in afdichting voorziet terwijlveer 26 overeenkomt met de eerder getoonde uitvoering. Daarbij is deafdichting ten opzichte van as 27 een vaste perspassing 28.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van enkele uitvoerings¬vormen beschreven is, moet begrepen worden dat daaraan talrijke wijzigin¬gen kunnen worden aangebracht zonder buiten het bereik van de onderhavigeaanvrage te geraken. Zo kunnen in plaats van U-vormige veren eveneens L-vormige veren gebruikt worden waarbij het lijf van de L verbonden is methet lijf van het afdichtelement. Bovendien kan de combinatie lijf-lip vanhet eigenlijke afdichtelement op alle andere in de stand der afdichtings-techniek bekende wijzen uitgevoerd zijn. De gedachte van de onderhavigeuitvinding is toepasbaar bij alle afdichtingen waarbij met behulp van eenveer het gebruikte kunststofmateriaal van de lip ondersteund wordt.

Claims (11)

1. Afdichtelement (1) te plaatsen tussen twee ten opzichte van el¬kaar beweegbare delen (2,3). omvattende een lijf (4) aan te brengen ineen (2) van die delen en tenminste een lip (5) verbonden met dat lijf endie in aangrijping moet komen met die andere (3) van de delen, waarbijdie lip een kunststofmateriaal omvat, waarbij tussen die lip en het lijfeen veer aanwezig is, die enerzijds aangrijpt op die lip en anderzijds opdat lijf of op een verdere met dat lijf verbonden lip (9), met het ken¬merk, dat de materiaalmassa van de veer (6) van het deel (7) dat de lipaangrijpt, naar het deel (8) nabij het lijf zodanig varieert, dat hetweerstandsmoment tegen buiging in de veer in hoofdzaak constant is.

2. Afdichtelement volgens conclusie 1, waarbij de veer een in hoofd¬zaak gelijkblijvend oppervlak en variërende dikte heeft.

3· Afdichtelement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbijde veer uit deel veren (7.10,18) met verschillende afmetingen bestaat.

4. Afdichtelement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbijde veer bestaat uit materiaal met in hoofdzaak constante dikte en waarbijhet oppervlak van de veer varieert.

5· Afdichtelement volgens conclusie 4, waarbij de oppervlakte-variatie door het opbrengen van perforaties (11,23,24) verwezenlijkt is.

6. Veer volgens conclusie 4 of 5. waarbij deze een U-vormige veeromvat bestaande uit aangrenzende tongen met variërende breedte.

7. Afdichtelement volgens conclusie 6, waarbij de tongen bij devrije uiteinden met elkaar verbonden zijn.

8. Afdichtelement volgens conclusie 7. waarbij de vrije uiteindenvan de tongen om en om verbonden zijn.

9. Afdichtelement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbijde veer een spiraalvormige veer omvat.

10. Afdichtelement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbijde veer uit metaal bestaat.

11. Afdichtelement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbijde kunststof van de afdichtlip PTFE-materiaal omvat.