PL32409B1 - Uszczelnienie o dwóch pierscieniach slizgowych - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy uszczelnienia o dwóch dociskanych do siebie pierscieniach sliz¬ gowych, jednego nieruchomego', a dru¬ giego obrotowego, nadajacego sie zwla¬ szcza do szybko obracajacych sie walów przy duzych cisnieniach i wysokich tempe¬ raturach, np. walów sprezarek i dmuchaw obrotowych w kotlach, sluzacych do wul¬ kanizacji kauczuku, regeneracji starego kauczuku, do suszenia, a wreszcie do prze¬ róbki termicznej sztucznego kauczuku (bu- ny) lub podobnych materialów.W kotlach takich wprowadza sie w ruch okrezny ogrzany osrodek, np. gaz, pare mokra albo przegrzana, lub powietrze go¬ race, do czego sluzy dmuchawa lub kom¬ presor. Cisnienia moga w tych przypad¬ kach wynosic 10 atm i wiecej, a tempera¬ tury kilka setek stopni C.Ze wzgledu na tak trudne warunki ru¬ chu nalezy stosowac zupelnie niezawodne uszczelnienia, poniewaz nawet nieznaczna nieszczelnosc moze spowodowac, szczegól¬ nie przy regeneracji starego kauczuku, wa¬ runki wysoce utrudniajace prowadzenie procesu. Oprócz tego nie mozna w ogóle smarowac takich uszczelnien pierscienio¬ wych, poniewaz nawet nieznaczne ilosci smaru, przedostajace sie do osrodka kra¬ zacego w kotle, wplywaja ujemnie na ja¬ kosc materialu przerabianego w kolie. Tak np. przy wulkanizowaniu kaloszy juz bar¬ dzo male ilosci smaru w osrodku krazacympowoduja niepozadane zabarwienie kalo¬ szy.Uszczelnien pierscieniowych uzywa sie przede wszystkim w tych przypadkach, kiedy azbest lub inne szczeliwo ogniotrwa¬ le, stosowane zwykle w dlawikach, staje sie wskutek duzych cisnien lub wysokich temperatur srodka krazacego, wzgledem którego uszczelnienie ma dzialac, twarde i nieelastyczne, tracac wlasciwosci uszczel¬ niajace.Znane uszczelnienia, stosowane bez smaru do szybkobieznych walów, wzgle¬ dem osrodków o duzym cisnieniu i wyso¬ kiej temperaturze, okazaly sie niesku¬ teczne.Zgodnie z wynalazkiem wykonuje sie oba pierscienie slizgowe uszczelnienia wspomnianego rodzaju z metalu twardego, który nawet przy duzym nacisku i duzej szybkosci slizgania nie zuzywa sie prawie wcale w przeciagu, dluzszego czasu, a przy tym zachowuje wlasciwosci uszczelniajace, nawet w bardzo wysokich temperaturach bez wyzarzania sie lub zmiekczenia pier¬ scieni z metalu twardego wskutek ciepla powstajacego przy tarciu sie jednego pier¬ scienia o drugi lub wskutek wysokiej tem¬ peratury osrodka. Wskutek tego nie po¬ trzeba stosowac chlodzenia, np. wodnego, ani smarowania uszczelnien wykonanych wedlug wynalazku.Zgodnie z wynalazkiem, pierscien nie¬ ruchomy jest przylutowany po wewnetrz¬ nej stronie dlawika, pierscien zas obroto¬ wy — do pierscienia nosnego, obracaja¬ cego sie razem z walem, przy czym pier¬ scien ten jest wskutek dzialania sprezyny przesuwany w kierunku poosiowym. Takie umocowanie pierscieni daje moznosc za¬ oszczedzenia na materiale, potrzebnym do wykonania tych pierscieni slizgowych.Jezeli do uszczelnienia pierscienia sliz¬ gowego przesuwnego wbrew dzialaniu spre¬ zyny w kierunku poosiowym lub tez pier¬ scienia nosnego z nim polaczonego sluzy miekka uszczelka, wykonana np. z azbestu, umieszczona miedzy sprezyna a jednym z pierscieni slizgowych, wówczas najlepiej jest umiescic te uszczelke miekka w opraw¬ ce pierscieniowej o przekroju korytkowym, której plaszczyzna czolowa polozona jest miedzy uszczelka a sprezyna, podczas gdy jej scianka boczna siega nie tylko poza powierzchnie zewnetrzna uszczelki, lecz, takze obejmuje na pewnej dlugosci pier¬ scien nosny. O ile pierscienie sa wykonane wedlug wynalazku z metalu twardego, nie¬ dogodnosci, polaczone z zastosowaniem uszczelki miekkiej, zmniejszaja sie w znacz¬ nym stopniu. Wskutek tego, ze pierscienie slizgowe z metalu twardego zuzywaja sie bardzo malo nawet podczas dlugiego cza¬ su ruchu, uszczelka miekka musi byc prze¬ suwna wzgledem walu tylko o bardzo ma¬ la wielkosc. Do przenoszenia nacisku spre¬ zyny na pierscien slizgowy wystarcza bar¬ dzo mala podatnosc, jaka zawsze posiada uszczelka, chociaz z czasem stwardniala, a nawet przyschnieta cokolwiek do walu.Nalezy tez uwzglednic te okolicznosc, ze nawet przy zastosowaniu uszczelnien pierscieniowych nie jest nigdy praktycz¬ nie mozliwe tak dokladne osadzenie w lo¬ zyskach walów, aby obie powierzchnie pierscieni, przylegajace do siebie, znajdo¬ waly sie dokladnie w jednej i tej samej plaszczyznie. Skutkiem tego w znanych uszczelnieniach z pierscieniami slizgowymi jeden z pierscieni tych wykonuje zawsze podczas obrotu walu pewien ruch waha¬ dlowy, co mozna zauwazyc rzeczywiscie przy malej liczbie obrotów walu; przy du¬ zej natomiast liczbie obrotów masa czesci, polaczonych z pierscieniami, jest tak znacz¬ na, ze pierscienie nie moga juz wykony¬ wac opisanych ruchów wahadlowych, z cze¬ go wynika, ze powierzchnie obu pierscieni nie poruszaja sie juz jedna wzgledem dru¬ giej dookola walu i nie uszczelniaja go.Znane wiec uszczelnienia okazaly sie bar-, dzo niedoskonale, poza tym na pierscie- — 2 —niach, poruszajacych sie wspólosiowo je¬ den wzgledem drugiego, powstaja latwo drobne rysy, powodujace szybkie scieranie sie tych pierscieni.Wedlug wynalazku celem usuniecia opisanych niedogodnosci, jeden z pierscie¬ ni slizgowych obejmuje wal, podlegajacy uszczelnieniu, z pewnym luzem i jest przy¬ twierdzony do czesci nosnej, polaczonej ze sprezystym mieszkiem metalowym, umieszczonym wspólosiowo do walu. W ten sposób wspomniany pierscien slizgowy mo¬ ze sie ustawic z latwoscia w plaszczyznie, w której znajduje sie pierscien drugi.Oprócz tego uzyskuje sie w ten sposób za pomoca bardzo prostych srodków drobne ruchy koliste obu pierscieni wzgledem sie¬ bie, co przyczynia sie do usuniecia niebez¬ pieczenstwa tworzenia sie na nich drob¬ nych rys. Jezeli pierscien, przymocowa¬ ny do walu, posiada mimosrodowosc w sto¬ sunku do drugiego pierscienia nieruchome¬ go, powstaje sila przylozona mimosrodo- wo, a powodujaca, ze jeden z pierscieni wykonuje wzgledem pierscienia drugiego ruch kolisty, przy czym promien tego ru¬ chu równa sie mimosrodowosci, z która sila dziala. Zastosowanie zas metalowego mieszka sprezystego daje moznosc unik¬ niecia stosowania w uszczelnieniach we¬ dlug wynalazku uszczelek miekkich. Po¬ niewaz zas uszczelka miekka z biegiem czasu w pewnych okolicznosciach tward¬ nieje i moze nawet zapiec sie na wale, szczegól ten stanowi duzy postep w budo¬ wie uszczelnien.Oprócz tego dlawik, sluzacy wedlug wynalazku jako czesc nosna jednego z pier¬ scieni slizgowych, jest umieszczony w prze¬ strzeni podlegajacej uszczelnieniu, podczas gdy pierscien gwintowany, nakrecony na wal, sluzy nie tylko jako czesc nosna dla drugiego pierscienia, lecz takze jako czesc ustalajaca lozysko rolkowe, w którym wal jest osadzony. Dobrze jest tez umiescic na pierscieniu posrednim, do którego przy¬ twierdzony jest z jednej strony koniec mieszka sprezystego, z drugiej zas strony — pierscien slizgowy, dajacy sie latwo zdejmowac pierscien zewnetrzny, o który opiera sie jeden koniec sprezyny srubo¬ wej, której drugi koniec naciska na czesc nosna pierscienia slizgowego.Przedmiot wynalazku sluzy przede wszystkim do uszczelniania walu pompy lub dmuchawy obrotowej dla kotlów do wulkanizowania albo regeneracji kauczuku lub do suszenia, jednak mozna go zasto¬ sowac równiez korzystnie do uszczelnienia wszelkich innych walów, a zwlaszcza wa¬ lów szybkobieznych, narazonych na duze cisnienia i wysokie temperatury.Na zalaczonym rysunku uwidoczniono kilka uproszczonych przykladów wykona¬ nia przedmiotu wynalazku. Fig. 1 przed¬ stawia przekrój przez uszczelnienie pier¬ scieniowe, fig. 2 — przekrój przed dmu¬ chawe obrotowa kotla do wulkanizowania lub regenerowania gumy, zaopatrzona w uszczelnienie wedlug wynalazku, fig. 3 — przekrój podluzny w wiekszej skali przez uszczelnienie pierscieniowe wedlug wynalazku, a wreszcie fig. 4 przekrój we¬ dlug linii IV—IV na fig. 3 w wiekszej skali.Na fig. 1 oznaczono liczba 27 wal, dzwi¬ gajacy glowice 28 wirnika pompy lub dmu¬ chawy obrolowej, przy czym wal ten ma byc uszczelniony wzgledem oslony 29, Kol¬ nierz dlawika 30 zaopatrzony jest w sru¬ by 31, sluzace w sposób znany do dociska¬ nia dlawika. Do wewnetrznej powierzchni tulei dlawika przylutowany jest pier¬ scien 32 z metalu twardego, dzieki czemu pierscien ten jest nieruchomy. Naprzeciw pierscienia 32 umieszczony jest drugi pier¬ scien 33, wykonany równiez z twardego metalu, obracajacy sie razem z walem 27.Pierscien ten jest przylutowany do wiek¬ szego pierscienia nosnego 34, prowadzo¬ nego w taki sposób za pomoca sruby pro¬ wadnicze j 35 w krótkim rowku 36 walu 27, — 3 -ze pierscien 34 moze sie przesuwac wzgle¬ dem walu w kierunku poosiowym, nie mo¬ ze sie jednak wzgledem walu obracac.Pierscien nosny 34 naciskany jest ku oslo¬ nie 29 za pomoca uszczelki azbestowej 37, umieszczonej wewnatrz oprawki 38, na która sprezyna srubowa 39, umieszczona naokolo walu 27, wywiera nacisk. Sprezy¬ na 39 opiera sie w miejscu 40 o wirnik 28.Na fig. 2 uwidoczniono czesc kotla 1 do wulkanizowania, suszenia lub regenero¬ wania gumy. Na koncu wspomnianego ko¬ tla umieszczona jest na wale 3 obrotowa dmuchawa, wzglednie sprezarka 2. Osro¬ dek, np. para lub gaz, wprowadzony w ruch za pomoca sprezarki lub dmuchawy, jest zasysany poprzez nieruchome pierscienie kierownicze 26 i przeplywa przez szczeli¬ ne 25 do kotla. Wal 3 dmuchawy osadzo¬ ny jest obrotowo w pokrywie 4 i w niej znajduje sie równiez uszczelnienie pier¬ scieniowe 5, którego przekrój w wiekszej skali przedstawiono na fig. 3. Po zewnetrz¬ nej stronie pokrywy 4 umieszczona jest oslona 6, w której osadzone sa dwa lozy¬ ska rolkowe 7 i 8, sluzace do ulozyskowa- nia walu 3. Na zewnetrznym koncu walu 3 zamocowana jest tarcza 24 do pasów o przekroju klinowym, za pomoca której napedza sie wal 3, a wskutek tego i dmu¬ chawe 2. Do smarowania lozysk rolko¬ wych 7 i 8 sluza smarownice 9 i 10, a oslona lozyska 7 podlega oprócz tego chlodzeniu za pomoca wody, doplywajacej w miejscu 11, a odplywajacej w miej¬ scu 12.Wal 3 uszczelniony jest wzgledem wne¬ trza kotla za pomoca dwóch pierscieni slizgowych 13, 14, przy czym pierscien 14 umocowany jest (fig. 3) np. za pomoca lu¬ towania na pierscieniu gwintowanym 15, nakreconym wspólsrodkowo na wal 3. Pod¬ czas gdy jedna powierzchnia czolowa pier¬ scienia 15 sluzy do przytwierdzenia pier¬ scienia slizgowego, druga powieizchnia czolowa 16 pierscienia 15 naciska na lozy¬ sko rolkowe 7 i utrzymuje je w miejscu w ten sposób, ze lozysko to opiera sie o odsade 17 walu 3. W ten sposób wiec pierscien 14 zamocowany jest na wale 3, a pierscien 13 polaczony jest z pokrywa 4.W tym celu do pokrywy tej przytwierdzo¬ ny jest po stronie skierowanej do wnetrza kotla dlawik 18, sluzacy do umocowania jednego konca sprezystego mieszka meda¬ lowego 19. Drugi koniec tego mieszka przy¬ mocowany jest do jednego konca pierscie¬ nia posredniego 20, którego koniec drugi dzwiga pierscien slizgowy 13. Sprezysty mieszek metalowy 19 polaczony jest po cbu stronach swoimi przedluzeniami we¬ wnetrznymi z dlawikiem 18 oraz z pier¬ scieniem posrednim 20.Na zewnatrz pierscienia posredniego 20 umieszczony jest; dajacy sie zdejmowac pierscien 21, na którym opiera sie jeden koniec sprezyny srubowej 22, której drugi koniec wspiera sie na dlawiku 18, czyli bezposrednio na pokrywie 4. Celem pro¬ wadzenia sprezyny srubowej i pierscienia zewnetrznego 21 umieszczona jest dookola pierscienia zewnetrznego 21 tulejka 23, przytwierdzona do pokrywy 4. Miedzy ze¬ wnetrznym obwodem pierscienia 21 a we¬ wnetrznym obwodem tulejki prowadni- czej 23 z jednej strony, i miedzy otworem .pierscienia 13 a obwodem walu 3 z dru¬ giej strony pozostawiony jest pewien luz, dzieki czemu pierscien 13 moze sie usta¬ wiac w plaszczyznie równoleglej do pier¬ scienia 14, niezaleznie od mimosrodowosci walu 3, przy czym wykorzystuje sie zdol¬ nosc sprezynowania mieszka sprezyste¬ go 19.Na figurze 4 uwidoczniono, w jaki spo¬ sób w uszczelnieniu wedlug wynalazku pierscien slizgowy 13 wykonywa male ru¬ chy koliste w stosunku do pierscienia 14 przy polozeniu mimosrodowym walu 3.Poniewaz praktycznie zawsze istnieje pew¬ na mimosrodowosc ulozyskowania walu 3, mozna wiec liczyc sie z iym, ze pierscien — 4 -13 bedzie zawsze wykonywal male ruchy koliste wzgledem /pierscienia 14.Na figurze 4 litera M oznacza srodek pierscienia zewnetrznego 21, czyli równiez srodek pierscienia slizgowego '13, podczas gdy pierscien 14 posiada srodek, odpowia¬ dajacy srodkowi walu 3^ Powstaje wiec dzialajaca mimosfodowo na pierscien sliz¬ gowy 13 oraz na pierscien zewnetrzny 21 sila P, której mimosrodowosc r okresla promien, którym pierscien zewnetrzny 21 i pierscien slizgowy 13 zakreslaja ruchy koliste wzgledem pierscienia 14, zapobie¬ gajac powstawaniu rowków lub rys na obu wspomnianych pierscieniach. Pierscienie 13, 14 poruszaja sie wzgledem siebie pod naciskiem, stanowiacym wypadkowa z sily sprezyny 11 i cisnienia wewnetrznego, wzgledem którego uszczelnienie ma dzia¬ lac, a które dziala w kierunku poosiowym na mieszek sprezysty 19. Jezeli np. uszczel¬ ka nie podlega zadnemu cisnieniu), wów¬ czas wystepuje jedynie nacisk sprezyny na powierzchnie pierscieni slizgowych.Cisnienie zas, z jakim jeden pierscien dzia¬ la na drujgi, jest tym wieksze, im wyzsze jest cisnienie wewnetrzne osrodka, wzgle¬ dem którego uszczelnienie ma dzialac. W ogólnosci sprezyna srubowa 22 w uszczel¬ nieniu wedlug wynalazku zastosowana jest tylko ze wzgledów bezpieczenstwa; do sa¬ mego bowiem uszczelnienia wystarcza juz zupelnie nacisk osrodka, dzialajacego na mieszek sprezysty. PL

Claims (1)

Zastrzezenia pat en t owe. 1. Uszczelnienie o dwóch dociskanych do siebie pierscieniach slizgowych zwla¬ szcza walów szybkobieznych wzgledem du¬ zych cisnien i wysokich temperatur, przy czym jeden pierscien jest nieruchomy a drugi obraca sie razem z walem, zna¬ mienne tym, ze oba pierscienie (32, 33) $a wykonane z metalu twardego. 2. Uszczelnienie wedlug zastrz, lr zna¬ mienne tym, ze nieruchomy pierscien sliz¬ gowy (32) przylutowany jest po wewnetrz¬ nej stronie dlawika (30), drugi zas pier¬ scien slizgowy (33) przylutowany jest do pierscienia nosnego (34), obracajacego sie razem z walem (27), lecz przesuwanego wzdluz tego walu pod dzialaniem sprezy- tiy (39). 3. Uszczelnienie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze miedzy sprezyna (39) a pierscieniem nosnym (34) umieszczona jest miekka uszczelka (37) w oprawce pierscieniowej (38) o przekroju korytko¬ wym, na której spód naciska wskazana sprezyna (39), scianka zas boczna tej oslo¬ ny wystaje poza powierzchnie zewnetrzna miekkiej uszczelki i obejmuje na pewnej dlugosci wskazany pierscien nosny (34). 4. Uszczelnienie wedlug zastrz. 1, na¬ dajace sie zwlaszcza do walu pompy wzglednie dmuchawy obrotowej dla kotlów dc regeneracji, suszenia lub wulkanizowa¬ nia kauczuku, znamienne tym, ze nieru¬ chomy pierscien (13) obejmuje z pewnym luzem wal (3), podlegajacy uszczelnieniu, i jest przymocowany do pierscienia nosne¬ go (20), polaczonego z jednym koncem metalowego mieszka sprezystego (19), wspólosiowego do walu. 5. Uszczelnienie wedlug z&skrz. 4, zna¬ mienne tym, ze mieszek sprezysty (19) jest otwarty ku przestrzeni podlegajacej uszczelnieniu. 6.% Uszczelnienie wedlug zastrz. 4—5, znamienne tym, ze mieszek sprezysty jest umocowany w dlawiku (18), umieszczonym w przestrzeni podlegajacej uszczelnieniu i obejmujacym wal (3)A na który nakre¬ cony jest pierscien gwintowany (15), sta¬ nowiacy nosnik ruchomego pierscienia sliz¬ gowego (14) oraz oparcie lozyska rolkowe¬ go (7) dla walu (3). 7. Uszczelnienie wedlug zastrz. 4—6, znamienne tym, ze na pierscieniu nosnym — 5(20) nieruchomego pierscienia slizgowego dlawiku (18), w którym jest umocowany (13) umieszczony jest dajacy sie zdejmo- mieszek sprezysty, wac pierscien zewnetrzny (21), na którym opiera sie jeden konjiec sprezyny srubowej Albert S c h o 1 z (22)A opierajacej sie drugim koncem na Zastepca: inz, W. Suchowiak rzecznik patentowy J' vJ 'i ¦-' 40248 — 100 —

1.44Do opisu patentowego Nr 324C9 Ark. 1Do opisu pattntowttfo Nr 32400 Ark. 2 jr&£ PL