NO134170B

NO134170B -

Info

Publication number: NO134170B
Application number: NO208469A
Authority: NO
Inventors: C Vinciguerra
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1968-05-22
Filing date: 1969-05-21
Publication date: 1976-05-18
Also published as: BE732899A; NL6906856A; SE344231B; JPS507688B1; FR2009066A1; ES367821A1; NO134170C; DK132564B; DK132564C; DE1926004A1; CH488128A; LU58693A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning som er i stand til å bibeholde en effektiv tetning mellom to ko-aksiale sylinderflater selv om disse er utsatt for et meget høyt trykk. The present invention relates to a device which is able to maintain an effective seal between two coaxial cylinder surfaces even if these are exposed to a very high pressure.

Normalt utføres en tetning mellom to sylindriske flater ved hjelp Normally, a seal between two cylindrical surfaces is made using

av en ettergivende ring med sirkulært tverrsnitt, som, når den innsettes i et passende spor på den indre sylinderflate, virker i mellomrommet mellom de to sylinderflater slik at dette lukkes. Det vil være klart at en sådan tetningsanordning bare er effektiv ved trykkverdier som ikke er for høye, da meget høye trykkverdier lett vil bevirke en utpressing av tetningsringen slik at den presses ut av sitt spor og inn i mellomrommet mellom de to sylinderflater, hvorved det fremkommer en forandring i ringens tetningsegenskaper. of a yielding ring of circular cross-section, which, when inserted into a suitable groove on the inner cylinder surface, acts in the space between the two cylinder surfaces so as to close it. It will be clear that such a sealing device is only effective at pressure values that are not too high, as very high pressure values will easily cause an extrusion of the sealing ring so that it is pressed out of its groove and into the space between the two cylinder surfaces, whereby it appears a change in the sealing properties of the ring.

En forbedring som gjør tetningsanordningen effektiv for høyere trykkverdier, kan oppnås ved at der mellom en vegg i sporet og nevnte ettergivende tetningsring og i en retning motsatt trykk-retningen, innføres en ring av antifriksjonsmateriale (f.eks. teflon), som forhindrer nevnte utpressing av tetningsringen. An improvement that makes the sealing device effective for higher pressure values can be achieved by introducing a ring of anti-friction material (e.g. Teflon) between a wall in the groove and said yielding sealing ring and in a direction opposite to the pressure direction, which prevents said extrusion of the sealing ring.

Heller ikke denne anordning er imidlertid i stand til å forhindre However, this device is not able to prevent either

at antifriksjonsmaterialet presses ut og dermed også' til en viss grad den ettergivende tetningsring, når trykket når meget høye that the anti-friction material is pushed out and thus also to a certain extent the yielding sealing ring, when the pressure reaches very high

-verdier. -values.

Foreliggende kjente tetningsanordninger er således ikke i stand til Existing known sealing devices are thus not capable of

å forhindre sådanne utpressinger som bevirker forandringer i tetningsegenskapene, og de kan derfor ikke brukes ved meget høye trykkverdier. to prevent such extrusions which cause changes in the sealing properties, and they cannot therefore be used at very high pressure values.

Formålet for foreliggende oppfinnelse er derfor å fjerne nevnte-ulempe ved å fremskaffe en tetningsanordning som, ved å gjøre bruk av en anti-ekstrusjonsring av metall og med et spesielt tverrsnitt, gjør det mulig å bibeholde tetningen mellom to sylindriske, flater selv når trykket når meget høye verdier. The purpose of the present invention is therefore to remove the aforementioned drawback by providing a sealing device which, by making use of an anti-extrusion ring made of metal and with a special cross-section, makes it possible to maintain the seal between two cylindrical surfaces even when the pressure reaches very high values.

Det særegne ved tetningsanordningen fremgår av kravene. The special nature of the sealing device is evident from the requirements.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i detalj med henvisninger til ved-føyde tegninger som angir en foretrukket utførelse, som her imidlertid bare er angitt som et eksempel, da mange tekniske og strukturelle varianter kan tenkes- innenfor oppfinnelsens' ramme. Figur 1 viser en tetningsanordning mellom to ko-aksiale sylinderflater 1 og 2 i henhold til kjent teknikk, det vil si utført ved hjelp av en enkelt ettergivende ring med et sirkulært tverrsnitt 3, som, når den innføres i et spor med rektangulært tverrsnitt 4 i den indre sylinderflate 2 og trykkes, mot overflaten av den ytre sylinder 1, danner en tetning som stenger mellomrommet 5 mellom nevnte to sylinderflater. Figur 2 viser deformasjonen av den ettergivende ring 3 i figur 1 når den utsettes for et trykk P. Figur 3 viser en utpressing i mellomrommet 5 av den ettergivende ring 3 i figur 3, når den utsettes for et høyt trykk P'. Figur 4 viser en annen tetningsanordning,:også i henhold til kjent teknikk, og som gjør bruk av en ring av antifriksjoasmateriale '6 innsatt mellom den ettergivende forseglingsring 3 og veggen 4' for sporet 4, på den side av ringen som vender .■ bor t . f ra, trykket P. Figur 5 viser en utpressing i mel lomrommet.-5 .. av ringen 6 i figur 4, på grunn av den meget høye verdi P" av trykket. '' ' Figur 6 viser- en tetningsanordning for meget.;høyt-.trykk i . henhold1-til oppfinnelsen. Figur 7 viser i perspektiv den anti-ekstrusjonsring som brukes i henhold til oppfinnelsen. Figur 8 viser i en planskisse en sliss i anti-ekstruksjonsringen når tetningsanordningen ikke er utsatt for trykk. Figur 9 viser i en planskisse den deformasjon som nevnte sliss i anti-ekstrusjonsringen utsettes for-på grunn av et høyt trykk. Figur 10 viser i perspektiv en ettergivende ring med hakk i henhold til oppfinnelsen. Figur 11 viser den deformasjon som det C-formede forseglingselement utsettes for og anskueliggjør videre den nedsatte tetningseffekt som fremkommer hvis det brukes en ettergivende ring uten hakk. The invention will be described in detail with references to attached drawings which indicate a preferred embodiment, which, however, is only given here as an example, as many technical and structural variants are conceivable within the scope of the invention. Figure 1 shows a sealing device between two coaxial cylinder surfaces 1 and 2 according to known technology, i.e. made by means of a single yielding ring with a circular cross-section 3, which, when introduced into a groove with a rectangular cross-section 4 in the inner cylinder surface 2 and is pressed against the surface of the outer cylinder 1, forming a seal that closes the space 5 between said two cylinder surfaces. Figure 2 shows the deformation of the yielding ring 3 in figure 1 when it is subjected to a pressure P. Figure 3 shows an extrusion in the space 5 of the yielding ring 3 in figure 3, when it is subjected to a high pressure P'. Figure 4 shows another sealing device, also according to known technology, and which makes use of a ring of anti-friction material '6 inserted between the yielding sealing ring 3 and the wall 4' of the groove 4, on the side of the ring facing the bore t. from ra, the pressure P. Figure 5 shows an extrusion in the cavity.-5 .. of the ring 6 in Figure 4, due to the very high value P" of the pressure. '' ' Figure 6 shows- a sealing device too much. high pressure in accordance with the invention. Figure 7 shows in perspective the anti-extrusion ring used in accordance with the invention. Figure 8 shows in a plan view a slot in the anti-extrusion ring when the sealing device is not exposed to pressure. Figure 9 shows in a plan sketch the deformation to which said slot in the anti-extrusion ring is subjected - due to a high pressure. Figure 10 shows in perspective a yielding ring with a notch according to the invention. Figure 11 shows the deformation to which the C-shaped sealing element is subjected for and further illustrates the reduced sealing effect that occurs if a yielding ring without a notch is used.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse må et spor 7 anordnes i overflaten på den indre sylinder 2, idet dette spor gis et trapesformet tverrsnitt med en rett side og en skrå side i stedet for et rektangulært tverrsnitt i henhold til kjent teknikk. Den skrå side i sporet anordnes på den side som vender bort fra trykket P". Nevnte skrå side tjener som en føring for en anti-ekstrusjonsring 8 som er av metall og også har et trapesformet tverrsnitt av samme type som sporet. Ringen 8 må faktisk for å unngå enhver utpressing sperre fullstendig hele mellomrommet 5 mellom de to sylinderflater 1 og 2. Dens skrå side, sammen med skråsiden av sporet 7, tjener til å av.lede fra kraften F, som oppstår i aksialretning på grunn av trykket P", en komponent F' som er rettet langs skråflaten og således har en tendens til å presse ut anti-ekstrusjonsringen radialt ved at dens skråkant glir langs skråkanten av sporet 7. Derved presses denne ring til hermetisk tetning mot den ytre sylinderflate 1, hvorved enhver utpressing inn i mellomrommet 5 forhindres. Da ringen 8 er beregnet på å ekspandere under innflytelse av trykket P", er den ikke utført som en sluttet ring, men som en overskåret ring med en meget lang sliss 9, som er meget smal og danner en meget liten vinkel med ringens plan, slik som det vil fremgå av figur 7 og 8. In accordance with the present invention, a groove 7 must be arranged in the surface of the inner cylinder 2, this groove being given a trapezoidal cross-section with a straight side and an inclined side instead of a rectangular cross-section according to known technique. The inclined side in the groove is arranged on the side facing away from the pressure P". Said inclined side serves as a guide for an anti-extrusion ring 8 which is made of metal and also has a trapezoidal cross-section of the same type as the groove. The ring 8 must actually in order to avoid any extrusion completely blocking the entire space 5 between the two cylinder surfaces 1 and 2. Its inclined side, together with the inclined side of the groove 7, serves to divert from the force F, which occurs in the axial direction due to the pressure P", a component F' which is directed along the inclined surface and thus tends to extrude the anti-extrusion ring radially by its inclined edge sliding along the inclined edge of the groove 7. Thereby this ring is pressed into a hermetic seal against the outer cylinder surface 1, whereby any extrusion into in the space 5 is prevented. As the ring 8 is intended to expand under the influence of the pressure P", it is not designed as a closed ring, but as a cross-cut ring with a very long slot 9, which is very narrow and forms a very small angle with the plane of the ring, as will appear from figures 7 and 8.

Når ringen 8 ekspanderer vil således de to ender 10 og 11 av slissen nærme seg hver-andre. På den annen side vil også trykket P" (se figur 9) overføre en kraft F til ringdelen 13 slik at slissen 9 deformeres og ringdelen 13 bringes i.direkte kontakt med delen 12. De to ringdeler 12 og 13 vil således gli mot hverandre på grunn av trykket og forhindrer derved enhver lekkasje både i mellomrommet 5 og langs slissen 9. Alle muligheter for utpressing vil herved være fjernet. When the ring 8 expands, the two ends 10 and 11 of the slot will thus approach each other. On the other hand, the pressure P" (see figure 9) will also transfer a force F to the ring part 13 so that the slot 9 is deformed and the ring part 13 is brought into direct contact with the part 12. The two ring parts 12 and 13 will thus slide against each other on due to the pressure and thereby prevents any leakage both in the space 5 and along the slit 9. All possibilities for extortion will thereby be removed.

Den gjensidige, glidning av nevnte ringdeler 12 og 13 langs slissen 9 bevirker likevel en uunngåelig innbuktning i sone 14 i figur 7, 8 og 9. For å unngå enhver innflytelse av nevnte innbuktning på tetningselementet 15, innføres en ringpakriiing 16 (av f.eks» teflon) mellom anti-ekstrusjonsringen 8 og tetningsringen 15. Denne pakningsring 16 har et rektangulært tverrsnitt og virker derfor som en lagring. The mutual sliding of said ring parts 12 and 13 along the slot 9 nevertheless causes an unavoidable indentation in zone 14 in Figures 7, 8 and 9. In order to avoid any influence of said indentation on the sealing element 15, a ring packing 16 (of e.g. » Teflon) between the anti-extrusion ring 8 and the sealing ring 15. This sealing ring 16 has a rectangular cross-section and therefore acts as a bearing.

Tetningsringen 15 har et C-formet tverrsnitt og mellom dens utstikkere er der innført en ettergivende ring, som tjener til å holde disse i avstand fra hverandre slik at de presses med en The sealing ring 15 has a C-shaped cross-section and between its protrusions a yielding ring is inserted, which serves to keep these at a distance from each other so that they are pressed with a

kraft F" mot sylinderflatene 1-og 2, slik at det oppnås god tetning mellom disse flater. force F" against cylinder surfaces 1 and 2, so that a good seal is achieved between these surfaces.

Den ettergivende elastiske ring 17 har videre ved sin periferi, både på utsiden og innsiden, transversale hakk 18 (se figur 10) som tjener til å overføre trykket P" fra området 19 til området 20 i figur 6. Disse hakk 18 langs periferien av den elastiske ring 17 er av stor betydning for å oppnå tetning når det dreier seg om meget høye trykk. Hvis disse hakk ikke fantes (se figur 11), ville det meget høye trykk P" som virker på den elastiske The yielding elastic ring 17 further has at its periphery, both on the outside and inside, transverse notches 18 (see figure 10) which serve to transfer the pressure P" from the area 19 to the area 20 in figure 6. These notches 18 along the periphery of the elastic ring 17 is of great importance to achieve sealing when very high pressures are involved. If these notches did not exist (see figure 11), the very high pressure P" acting on the elastic

ring 17, presse den mot bunnen 21 av det C-formede tetningselement ring 17, press it against the bottom 21 of the C-shaped sealing element

15. Den elastiske ring 17 som derved blir forskjøvet fra sin 15. The elastic ring 17 which is thereby displaced from its

arbeidsstilling vil da ikke være i stand til å.virke som et av-standsstykke for armene av forseglingselementet.' 15. Disse armer ville derfor bli deformert fra sin utgangsposisjon som er angitt ved stiplede linjer i figur 11, slik som antydet ved de heltrukkede linjer i samme figur, hvorved tetningen ikke lenger er effektiv. working position will then not be able to act as a spacer for the arms of the sealing element. 15. These arms would therefore be deformed from their initial position indicated by dashed lines in figure 11, as indicated by the solid lines in the same figure, whereby the seal is no longer effective.

Virkningen av tetningsanordninen i henhold til foreliggende oppfinnelse'skal nå oppsummeres på følgende måte: Den elastisk ettergivende ring 17 holder armene av den C-formede tetningsring 15 presset med en kraft F" mot sylinderflatene 1 og 2 slik at det dannes en hermetisk tetning . The effect of the sealing device according to the present invention must now be summarized as follows: The elastic yielding ring 17 keeps the arms of the C-shaped sealing ring 15 pressed with a force F" against the cylinder surfaces 1 and 2 so that a hermetic seal is formed.

Trykket P", som overføres gjennom hakkene 18 i ringen 17, virker således også mot bunnen 21 av tetningsringen 15 som overfører det gjennom pakningsringen 16 til anti-ekstrusjonsringen 8, hvorved trykket på grunn -av ringens 8 og sporets 7 skråkanter bevirker en kraft i radial retning på anti-ekstrusjonsringen 8 slik at denne effektivt stenger mellomrommet 5 mellom sylinderflatene 1 og 2, samtidig som slissen 9 i ringen stenges. På denne måte unngås alle muligheter for utpressing. The pressure P", which is transmitted through the notches 18 in the ring 17, thus also acts against the bottom 21 of the sealing ring 15, which transmits it through the sealing ring 16 to the anti-extrusion ring 8, whereby the pressure due to the beveled edges of the ring 8 and the groove 7 causes a force in radial direction of the anti-extrusion ring 8 so that this effectively closes the space 5 between the cylinder surfaces 1 and 2, at the same time as the slot 9 in the ring is closed.In this way, all possibilities for extrusion are avoided.

Claims

1. Sealing device for coaxial cylinder surfaces exposed to very high pressures, and comprising an anti-extrusion ring (8)

and a sealing ring (15), both inserted in a groove (7) in the inner cylinder surface, the anti-extrusion ring being of metal, having a trapezoidal cross-section with an inclined side cooperating with an inclined side in the groove and a straight side facing against the sealing ring and is cut through by a long slot which forms an oblique angle with the plane of the ring, characterized in that the sealing ring (15) has a C-shaped cross-section in a manner known per se, in which an elastic yielding ring (17) is inserted, which along its periphery is equipped with transverse notches (18). 2" Sealing device as stated in claim 1, characterized in that a sealing ring (16) with a rectangular cross-section is inserted between the anti-extrusion ring (8) and the sealing ring (15).