PL193888B1 - Uszczelka nadmuchiwana - Google Patents

Abstract

1. Uszczelka nadmuchiwana, stosowana zwlasz- cza w urzadzeniach do transportu pneumatycznego, zwlaszcza uszczelka zaworu stosowanego dla materialów sypkich, zaopatrzona w zewnetrzna po- wierzchnie uszczelniajaca dolnego paska, wykona- nego ze sprezystego materialu i stanowiacego ele- ment zewnetrznej czesci uszczelki, przylegajacy do uszczelnianej powierzchni organu zamykajacego zaworu, przy czym wewnatrz sprezystej zewnetrznej czesci uszczelki znajduje sie sztywna wkladka, zas pod nia znajduje sie oddzielony szczelina, polaczona z przewodem doprowadzajacym czynnik cisnienio- wy, od dolnej powierzchni wkladki pasek sprezyste- go materialu, majacy postac ruchomej membrany, znamienna tym, ze sztywna wkladka (22, 22a) jest poza obszarem utworzonej pod nia szczeliny (40) spojona ze sprezysta zewnetrzna czescia (24) na- dmuchiwanej uszczelki (20, 20a, 20b), ograniczonej górna powierzchnia uszczelniajaca (26). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelka nadmuchiwana, stosowana zwłaszcza w urządzeniach do transportu pneumatycznego, zwłaszcza uszczelka zaworu stosowanego dla materiałów sypkich, zaopatrzona w zewnętrzną powierzchnię uszczelniającą dolnego paska, wykonanego ze sprężystego materiału i stanowiącego element zewnętrznej części uszczelki, przylegający do uszczelnianej powierzchni organu zamykającego zaworu, przy czym wewnątrz sprężystej zewnętrznej części uszczelki znajduje się sztywna wkładka, zaś pod nią znajduje się oddzielony szczeliną, połączoną z przewodem doprowadzającym czynnik ciśnieniowy, od dolnej powierzchni wkładki pasek sprężystego materiału, mający postać ruchomej membrany.

Znane są zawory stosowane zwykle w urządzeniach do transportu pneumatycznego materiałów sypkich, uszczelniane za pomocą pierścieniowych uszczelek nadmuchiwanych, dociskanych do organu zamykającego zaworu za pomocą parcia sprężonego powietrza. Organ zamykający takiego zaworu ma zwykle postać płaskiej zasuwy poruszanej ruchem prostoliniowym, względnie obrotowym, albo też postać kuli lub jej wycinka, obracanego dokoła osi kuli.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 1 600 989 znana jest zasuwa urządzenia do transportu pneumatycznego materiałów pyłowych względnie drobnoziarnistych, wyposażona w dwie nadmuchiwane uszczelki, umieszczone w obwodowych rowkach o przekroju trapezowym i otwarte w kierunku dna rowka.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4 028 182 znana jest sprężysta uszczelka o przekroju kołowym, umieszczona w obwodowym rowku i nadmuchiwana sprężonym powietrzem, a oddzielana od uszczelnianego elementu przy użyciu podciśnienia.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 26 607 686 znana jest nadmuchiwana uszczelka zaworu, mająca przekrój korytkowy, osadzona w obwodowym rowku i otwarta w kierunku dna tego rowka.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 2 623 822 znane jest zamknięcie uszczelniające przewodu, którym przepływa materiał sypki, zwłaszcza pyłowy. W poszerzonej, kołowej części tego przewodu znajduje się element zamykający, regulujący przepływ. Ma on postać usytuowanego mimośrodowo wirnika, oddzielającego wylot jednego odcinka przewodu od jego poszerzonej części. W miejscu połączenia jest umieszczona uszczelka o przekroju korytkowym. Na jej stronie zwróconej w kierunku wirnika są usytuowane podłużne żebra. Utworzona w ten sposób powierzchnia uszczelniająca tworzy w położeniu zamkniętym wirnika uszczelnienie labiryntowe. We wnętrzu uszczelki jest umieszczona, w jej obwodowym zagłębieniu, pierścieniowa metalowa wkładka, której dolny otwór, nad zwróconą w kierunku wirnika powierzchnią uszczelniającą, jest połączony z przewodem sprężonego powietrza. Podłużne żebra uszczelki, w położeniu zamkniętym wirnika, są do niego dociśnięte. Na zewnętrznych powierzchniach bocznych uszczelki o przekroju korytkowym znajdują się zwulkanizowane z jej materiałem pierścieniowe metalowe obrzeża, eliminujące powstanie szczelin, w których może się gromadzić pył.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB 1 447 628 znana jest rurowa uszczelka, w której część jej wnętrza wypełnia sztywna wkładka, zaopatrzona w kanał dopływu powietrza. Po podwyższeniu ciśnienia użebrowana powierzchnia uszczelniająca jest dociskana do przeciwległej powierzchni uszczelniającej, którą stanowi przesuwna płyta zamykająca względnie otwierająca okrągły wylot przewodu. Przez górną część otworu, w którym znajduje się uszczelka, zostaje wsunięty pierścień zaciskowy, a następnie obie części zostają wprowadzone w obwodowy rowek w korpusie zasuwy i zaciśnięte śrubami. Każdy wylot jest wyposażony w osobny zgarniacz pyłu.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4 114 901 znane są umieszczane w obwodowych rowkach nadmuchiwane uszczelki otwarte w swej tylnej części, które na swym wewnętrznym i zewnętrznym obwodzie są mocowane za pomocą kształtowych pierścieni.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 114 278 znany jest zawór urządzenia służącego do transportu pneumatycznego, wyposażony w nadmuchiwaną uszczelkę przemieszczającej się liniowo zasuwy. Uszczelka ta jest osadzona w obwodowym rowku o przekroju korytkowym i zamocowana w nim za pomocą elementów mocujących. Zawór jest dodatkowo wyposażony w zgarniacz materiału sypkiego.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0507 127 znane są stosowane w rurowych zwrotnicach uszczelki nadmuchiwane, umieszczone w obwodowych rowkach i przytrzymywane w nich za pomocą śrub mocujących, których łby są umieszczone w pierścieniu, znajdującym się wewnątrz korpusu uszczelki.

PL 193 888 B1

Jak z powyższego wynika, znane uszczelki nadmuchiwane są umieszczane w obwodowych rowkach zaworów, zwrotnic i zespołów zamykających urządzeń do transportu pneumatycznego. W celu zapewnienia odpowiedniej szczelności uszczelki takie muszą być wykonane precyzyjnie, z odpowiednią tolerancją wymiarową oraz wymagają stosowania dodatkowych wewnętrznych względnie zewnętrznych pierścieni zaciskowych, zaś wykonanie rowków, w których są umieszczane nadmuchiwane uszczelki, wymaga stosowania odpowiednio grubych ścianek korpusu zaworu.

W celu zapewnienia prawidłowego montażu tego rodzaju uszczelek wymagane jest zatrudnienie wysokowykwalifikowanego personelu, a ich stosunkowo skomplikowana konstrukcja powoduje wzrost kosztów wytwarzania i eksploatacji.

W przypadkach, gdy materiał sypki winien być odgarnięty z uszczelnianych organów zamykających, podczas ich zamykania konieczne jest dodatkowe stosowanie zgarniaczy, co powoduje dalszy wzrost kosztów instalacji.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiej uszczelki nadmuchiwanej, która wyeliminuje wymienione niedogodności znanych dotychczas uszczelek tego rodzaju i umożliwi łatwe montowanie jej w zaworach, zasuwach i podobnych zespołach zamykających urządzeń do transportu pneumatycznego materiałów sypkich. Uszczelka ta powinna zapewniać szczelny docisk za pomocą doprowadzanego z zewnątrz czynnika ciśnieniowego, zaś zgarnianie materiału sypkiego powinno być zapewnione przez samą uszczelkę, przy czym powinna być ona dostosowana do zastosowań w płaskich zasuwach, w zaworach kulowych oraz w zespołach zamykających o zaokrąglonym kształcie organu zamykającego.

Cel ten realizuje uszczelka nadmuchiwana według wynalazku, która charakteryzuje się tym, że sztywna wkładka jest poza obszarem utworzonej pod nią szczeliny spojona ze sprężystą zewnętrzną częścią nadmuchiwanej uszczelki, ograniczonej górną powierzchnią uszczelniającą, a ponadto jest zaopatrzona w otwory dla śrub mocujących uszczelkę.

Przynajmniej jedna śruba mocująca wkręcona we wkładkę jest zaopatrzona w korzystnie osiowy otwór, połączony z poprzecznym otworem w korpusie zaworu, doprowadzającym czynnik ciśnieniowy, przy czym otwór jest otwarty od strony paska sprężystej części uszczelki i korzystnie połączony ze szczeliną.

Górna powierzchnia uszczelniająca uszczelki, przez którą przechodzą śruby mocujące, jest zaopatrzona przynajmniej w jeden obwodowy występ o przekroju trójkątnym z ostrym wierzchołkiem, a korzystnie w dwa współśrodkowe, obwodowe występy o przekroju trójkątnym z ostrymi wierzchołkami.

Sprężysta część zewnętrzna uszczelki jest zaopatrzona w otwory, znajdujące się między przeciwległymi powierzchniami bocznymi sprężystej zewnętrznej części uszczelki.

Pasek materiału sprężystego zewnętrznej części uszczelki, znajdujący się pod wkładką, jest zaopatrzony w dolną żłobkowaną powierzchnię uszczelniającą oraz przynajmniej w jedno znajdujące się na jego obrzeżu, wystające do dołu żebro.

Zewnętrzna część uszczelki jest wykonana z materiału sprężystego, zwłaszcza z poliuretanu, korzystnie sposobem bezciśnieniowego odlewania poliuretanu, natomiast sztywna wkładka jest wykonana z policzterofluoroetylenu (PCFE) względnie z metalu, ajej dolna powierzchnia jest oddzielona od paska sprężystej zewnętrznej części warstwą miękkiego materiału, na przykład wosku.

Wkładka uszczelki ma korzystnie w przekroju postać płytki równoległej do żłobkowanej powierzchni uszczelniającej zewnętrznej części uszczelki oraz ewentualnie z połączonego z tą płytką występu z otworem na śrubę mocującą albo też kształt zbliżony do trójkąta.

Żłobkowana powierzchnia uszczelniająca zewnętrznej części uszczelki jest nachylona względem jej górnej powierzchni uszczelniającej pod kątem w.

Jako czynnik ciśnieniowy doprowadzany do uszczelki może być stosowana ciecz pod ciśnieniem.

Uszczelka nadmuchiwana według wynalazku jest uwidoczniona w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia korpus zaworu wyposażony w uszczelkę nadmuchiwaną w stanie odprężonym, w osiowym przekroju poprzecznym; fig. 2 - fragment korpusu zaworu według fig. 1, z uszczelką w stanie naprężonym, w przekroju poprzecznym; fig. 3 - uszczelkę dla zasuwy płaskiej, w przekroju poprzecznym; fig. 4 - uszczelkę dla zasuwy łukowej, w przekroju poprzecznym, a fig. 5 - uszczelkę dla zaworu walcowego, w osiowym przekroju poprzecznym.

W otworze 10 korpusu 16 zaworu, o osi podłużnej A, w odległości h od płaszczyzny 17 przylegania nadmuchiwanej uszczelki 20 są usytuowane powierzchnie przylegania 12 płyty 14 zasuwy. Na tej płaszczyźnie 17 jest osadzona nadmuchiwana uszczelka 20. Składa się ona ze sztywnej wkładki 22

PL 193 888B1 i z otaczającej ją sprężystej części zewnętrznej 24, wykonanej z poliuretanu względnie z podobnego sprężystego materiału, korzystnie sposobem bezciśnieniowego odlewania. Wkładka 22 uszczelki 20 jest wykonana z metalu, na przykład ze stali albo też korzystnie z policzterofluoroetylenu PCFE i ma postać płaskiej płytki równoległej do żłobkowanej powierzchni uszczelniającej 34 oraz do górnej powierzchni 15 płyty 14 zasuwy. Zewnętrzna część 24 nadmuchiwanej uszczelki 20 jest zaopatrzona na swej górnej powierzchni uszczelniającej 26 w dwa, usytuowane w odległości a od siebie, obwodowe występy 28 o przekroju trójkątnym (fig. 3), przy czym ostre wierzchołki 30 tych występów stanowią krawędzie uszczelniające. Pod wkładką 22 uszczelki 20 jej część zewnętrzna 24 tworzy pasek 25 o grubości e i o szerokości b, równoległy do dolnej powierzchni przylegania 12, utworzonej przez płaską półkę korpusu 16 i zaopatrzony w żłobkowaną powierzchnię uszczelniającą 34. Pasek 25, pełniący funkcję membrany, jest zakończony wystającym do dołu obwodowym żebrem 32 i jest oddzielony od metalowej wkładki szczeliną 40, a jej dolna powierzchnia jest pokryta warstwą wosku względnie innego podobnego miękkiego materiału, który nanosi się na dolną powierzchnię wkładki 22 przed zalaniem jej poliuretanem. Dzięki temu poza obszarem szczeliny 40sztywna wkładka 22 jest spojona ze sprężystą zewnętrzną częścią 24 nadmuchiwanej uszczelki 20, zaś dolna powierzchnia tej wkładki 22 nieprzykleja się do materiału tej sprężystej zewnętrznej części 24 uszczelki 20.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym uszczelki, przedstawionym nafig. 1, żebro 32 wystaje do dołu na odległość i od profilowanej powierzchni uszczelniającej 34 (fig. 3) i przylega do uszczelnianej górnej powierzchni 15, płyty 24 zasuwy, ślizgając się po tej powierzchni 15, podczas przemieszczania się zasuwy, przy czym w stanie swobodnym uszczelki 20jej profilowana powierzchnia uszczelniająca 34 znajduje się w odległości f_od górnej powierzchni 15 płyty 14 zasuwy (fig. 1).

W gwintowane otwory występów wkładki 22 uszczelki 20 są wkręcone śruby mocujące 36, osadzone przesuwnie w otworach korpusu 16zaworu i dociskające uszczelkę 20 do płaszczyzny 17 korpusu 16 zaworu, do której przylega górna powierzchnia 26 uszczelki 20. Śruby mocujące 36 są zaopatrzone w osiowe otwory 38, połączone z poprzecznymi otworami 18 w korpusie 16, służącymi do dopływu czynnika ciśnieniowego, stanowiącego gaz, powietrze względnie ciecz pod ciśnieniem. Na płaszczyźnie przylegania 17 uszczelki do korpusu 16 zaworu uszczelka 20, jest uszczelniona za pomocą występów 28, wystających z górnej powierzchni uszczelniającej 26, które ulegają odkształceniu (fig. 1 i 2) po dokręceniu śrub mocujących 36.

Figura 2 przedstawia uszczelkę nadmuchiwaną 20 w stanie, w którym pełniący funkcję membrany dolny pasek 25 sprężystej zewnętrznej części 24 jest dociśnięty za pomocą czynnika ciśnieniowego do górnej powierzchni 15 płyty 14 zasuwy swą żłobkowaną powierzchnią uszczelniającą 34. Między wkładką 22 uszczelki 20 i jej sprężystą zewnętrzną częścią 24 tworzy się szczelina40, wypełniona czynnikiem pod ciśnieniem, przy czym pozostałe wewnętrzne powierzchnie zewnętrznej części 24 uszczelki 10 przylegają do wkładki 22. Między przeciwległymi powierzchniami bocznymi E i J uszczelki 20 znajdują się w jej materiale otwory 42. Do osadzenia uszczelki nadmuchiwanej 20 w korpusie 16 zaworu nie jest potrzebny specjalny rowek ani też nie są potrzebne jej wąskie tolerancje wymiarowe.

Figura 3 przedstawia przekrój uszczelki nadmuchiwanej 20 w innym miejscu na jej obwodzie. Między jej wewnętrzną powierzchnią J i zewnętrzną powierzchnią E znajdują się w jej materiale otwory 42 o osi równoległej do wkładki 22, zwiększające przyczepność sprężystej zewnętrznej części 24 do wkładki 22.

Figura 4 przedstawia przekrój uszczelki nadmuchiwanej 20a, wyposażonej we wkładkę 22a o przekroju trójkątnym, przy czym żłobkowana powierzchnia uszczelniająca 34a uszczelki 20a jest nachylona pod kątem w względem górnej powierzchni uszczelniającej 26 uszczelki 20a. Płyta 46 organu zamykającego zaworu ma w przekroju poprzecznym postać walcową względnie kulistą.

Figura 5 przedstawia przekrój uszczelki nadmuchiwanej 20b, uszczelniającej niewidoczny na rysunku cylindryczny organ zamykający zaworu, przy czym żłobkowana powierzchnia uszczelniająca 34, zaopatrzona w występy 35, jest usytuowana równolegle do osi M uszczelki.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelka nadmuchiwana, stosowana zwłaszcza w urządzeniach do transportu pneumatycznego, zwłaszcza uszczelka zaworu stosowanego dla materiałów sypkich, zaopatrzona w zewnętrzną powierzchnię uszczelniającą dolnego paska, wykonanego ze sprężystego materiału i stanowiącego element zewnętrznej części uszczelki, przylegający do uszczelnianej powierzchni organu zamykającego zaworu, przy czym wewnątrz sprężystej zewnętrznej części uszczelki znajduje się sztywna wkładka, zaś pod nią znajduje się oddzielony szczeliną, połączoną z przewodem doprowadzającym czynnik ciśnieniowy, od dolnej powierzchni wkładki pasek sprężystego materiału, mający postać ruchomej membrany, znamienna tym, że sztywna wkładka (22, 22a) jest poza obszarem utworzonej pod nią szczeliny (40) spojona ze sprężystą zewnętrzną częścią (24) nadmuchiwanej uszczelki (20, 20a, 20b), ograniczonej górną powierzchnią uszczelniającą (26).
2. 2. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej sztywna wkładka (22, 22a), a korzystnie wystające do góry występy tej wkładki (22) są zaopatrzone w otwory dla śrub mocujących (36) uszczelkę (20, 20a, 20b).
3. 3. Uszczelka według zastrz. 2, znamienna tym, że przynajmniej jedna śruba mocująca (36) wkręcona we wkładkę (22, 22a) jest zaopatrzona w korzystnie osiowy otwór (38), połączony z poprzecznym otworem (18) w korpusie (16) zaworu, doprowadzającym czynnik ciśnieniowy, przy czym otwór (38) jest otwarty od strony paska (25) sprężystej części (24) uszczelki i korzystnie połączony ze szczeliną (40).
4. 4. Uszczelka według zastrz. 2, znamienna tym, że jej górna powierzchnia uszczelniająca (26), przez którą przechodzą śruby mocujące (36), jest zaopatrzona przynajmniej w jeden obwodowy występ (28) o przekroju trójkątnym z ostrym wierzchołkiem (30), a korzystnie w dwa współśrodkowe, obwodowe występy (28) o przekroju trójkątnym z ostrymi wierzchołkami (30).
5. 5. Uszczelka według zastrz. 4, znamienna tym, że jej sprężysta część zewnętrzna (24) jest zaopatrzona w otwory (42), znajdujące się między przeciwległymi powierzchniami bocznymi (E i J) sprężystej zewnętrznej części (24) uszczelki.
6. 6. Uszczelka według zastrz. 5, znamienna tym, że jej mający postać membrany pasek (25), znajdujący się pod wkładką (22), jest zaopatrzony w dolną żłobkowaną powierzchnię uszczelniającą (34, 34a) oraz przynajmniej w jedno znajdujące się na jego obrzeżu, wystające do dołu żebro (32).
7. 7. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej zewnętrzna część (24) jest wykonana z materiału sprężystego, zwłaszcza z poliuretanu.
8. 8. Uszczelka według zastrz. 7, znamienna tym, że jest wykonana sposobem bezciśnieniowego odlewania poliuretanu.
9. 9. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej sztywna wkładka (22, 22a) jest wykonana z policzterofluoroetylenu (PCFE).
10. 10. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej sztywna wkładka (22, 22a) jest wykonana z metalu, a jej dolna powierzchnia (23) jest oddzielona od paska (25) sprężystej zewnętrznej części (24) warstwą miękkiego materiału, na przykład wosku.
11. 11. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej wkładka (22, 22a) ma w przekroju postać płytki równoległej do żłobkowanej powierzchni uszczelniającej (34) zewnętrznej części (24) uszczelki oraz ewentualnie z połączonego z tą płytką występu z otworem na śrubę mocującą (36).
12. 12. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej wkładka (22) ma w przekroju kształt zbliżony do trójkąta.
13. 13. Uszczelka według zastrz. 12, znamienna tym, że żłobkowana powierzchnia uszczelniająca (34, 34a) zewnętrznej części (24a) uszczelki (20a) jest nachylona względem jej górnej powierzchni uszczelniającej (26) pod kątem (w).
14. 14. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wypełniona cieczą pod ciśnieniem.