PL48146B1 - - Google Patents

Description

liLiOThKA I UrzAtki Patentowego Uszczelnienie promieniowe do maszyn o tlokach wirujacych Wynalazek dotyczy uszczelnienia promieniowego do maszyn o tlokach wirujacych z elementem zewnetrznym, który sklada sie z równoleglych czesci bocznych d czesci otokowej i w którym jest umieszczony obrotowo element wewnetrzny, przy czym jeden z elementów posiada rowki zajmujace cala szerokosc poosiowa elementu wewnetrznego i mieszczace w sobie listwy uszczelniajace, rucho¬ me w kierunku scianki obwodowej drugiego ele¬ mentu i uszczelniajace wzgledem siebie sasiednie komory robocze w kierunku obwodowym. W zna¬ nych konstrukcjach listwy uszczelniajace umiesz¬ czone badz w elemencie wewnetrznym (który w dalszym ciagu opisu jest równiez nazywany tlo¬ kiem) albo w elemencie zewnetrznym (nazywa¬ nym w dalszym ciagu opisu kadlubem) sa docis¬ kane do scianki obwodowej drugiego elementu, tzn. 'do wewnetrznej powierzchni obwodowej kad¬ luba lub do zewnetrznej strony tloka przewaznie cisnieniem gazu przedostajacym sie z sasiedniej komory roboczej do rowków ponizej listew usz¬ czelniajacych. Wskutek tego powstaje stosunkowo duza sila tarcia miedzy zaokraglona krawedzia li¬ stwy uszczelniajacej i scianka obwodowa, wsklutek czego listwa uszczelniajaca przechyla sie w tym rowku dokola krawedzi (rowka. Poniewaz listwa uszczelniajaca ponadto prawie we wszystkich ro¬ dzajach maszyn o tlokach wirujacych podczas ob¬ rotu elementu wewnetrznego wykonuje ruch wa- hliwy wzgledem soiankii obwodu, moze zdarzyc sie zakleszczenie przechylonej listwy uszczelniaja¬ cej w [rowku co powo'duje znaczne zuzycie za¬ okraglenia listwy uszczelniajacej i uszkodzenie scianki obwodowej. 5 Wynalazek ma na celu unikniecie w listwie usz¬ czelniajacej sil tarcia miedzy zaokragleniem list¬ wy uszczelniajacej i scianka obwodowa. Wedlug wynalazku proponuje sie, zeby w tym celu mie¬ dzy kazda listwa uszczelniajaca i scianka obwo- 10 dowa umiescic slizgacz zajmujacy cala dlugosc listwy uszczelniajacej, który posiada powierzchnie slizgajaca sie po sciance obwodowej i jest osa ny wahldwie dokola osi równoleglej do osi obrotu elementu wewnetrznego, w elemencie zawieraja- 15 cym listwe uszczelniajaca, przy czym górna i dol¬ na strona slizgacza podlega dzialaniu cisnienia czynnika roboczego z tej samej komory roboczej.Dzieki takiej propozycji wedlug wynalazku sila tarcia dzialajaca na powierzchnie slizgowa jest 20 wywierana na slizgacz, a wiec sila ta nie moze spowodowac pirzechylenia listwy uszczelniajacej w rowku. Dzieki wahliwemu osadzeniu slizgacza swoboda ruchów listwy uszczelniajacej w kierun¬ ku scianki obwodowej pod dzialaniem cisnienia 25 gazu nie ulega pogorszeniu. Uszczelnienie promie¬ niowe wedlug wynalazku pracuje wiec w zasadzie dokladnie tak samo jak znane dotychczas uszczel¬ nienia, w których listwy uszczelniajace slizgaja si$ bezposrednio po sciance obwodowej, jednak przy- 30 leganie powierzchni slizgowej do scianki obwodo-3 48146 4 wej jest spowodowane przez to, ze gaz sprezony moze wchodzic w zwykly sposób do rowka za¬ wierajacego listwe uszczelniajaca i dzialac na dol¬ na strone listwy, tak iz dociska ona powierzchnie slizgowa slizgacza do solanki obwodowej. Oczywis¬ cie w rowku pod listwa uszczelniajaca moze byc umieszczona sprezyna, która wywiera nacisk wte¬ dy, gdy nie ma cisnienia gazu.Slizgacz najlepiej jest umiescic jako wleczony w odniesieniu do kierunku obrotu elementu wew¬ netrznego wzgledem elementu zewnetrznego, aby unikrfac rozpierania slizgacza miedzy jego miej¬ scem ulozyskowania a scianka obwodowa. Slizgacz moze byc wykonany z materialu sprezystego i w tym przypadku jeden jego koniec moze byc umo¬ cowany sztywno w elemencie, gdyz drugi koniec, posiadajacy powierzchnie slizgowa, pozwala dzieki sprezystosci materialu na konieczne ruchy listwy uszczelniajacej.Slizgacz jest najlepiej umieszczony w zasadzie równolegle do-scianki obwodowej elementu, w któ¬ rym jest umocowany, aby mógl wykonywac tylko niewielkie ruchy dokola swojej osi wahan w celu utrzymania stalego wierzchni obwodowej. I T| Kierunek ruchu listwy uszczelniajacej jest najle¬ piej w zasadzie prostopadly do prostej, która la¬ czy punkt wahan slizgacza z punktem przylegania miedzy siizgaczem i listwa uszczelniajaca. Dzieki takiemu umieszczeniu, te sily które powoduja ruch przechylania slizgacza promieniowo ku wewnatrz, dzialaja w kierunku ruchu listwy uszczelniajacej lak, iz nie moze nastapic ukosne ustawienie lub zakleszczenia listwy uszczelniajacej w rowku.Dzialanie to mozna jeszcze polepszyc w ten spo¬ sób, ze miejsce oparcia slizgacza na listwie usz¬ czelniajacej jest zaokraglone.Wreszcie slizgacz moze byc wykonany z kilku cze¬ sci, z których jedna czesc posiada powierzchnie slizgowa i jest polaczona najlepiej przegubowo z druga czescia umocowana w elemencie. Dzieki temu mozna zwiekszyc powierzchnie styku miedzy powierzchnia slizgowa i scianka obwodowa albo stworzyc wiecej niz jedna linii stykowych, gdyz czesc podtrzymujaca powierzchnie slizgowa moze dopasowywac sie do ksztaltu scianki obwodowej dzieki przechyleniu dokola osi przegubowej. W ten sposób cisnienie powierzchniowe miedzy powierz¬ chnia slizgowa i scianka obwodowa zostaje zmniej¬ szone. Polaczenie przegubowe miedzy czescia po¬ siadajaca powierzchnie slizgowa i czescia osadzcna w elemencie staje sie najczesciej zbyteczne, gdy ta druga czesc jest wykonana z materialu sprezyste¬ go, gdyz w tym przypadku gietkosc materialu1 po¬ zwala na wymagany ruch wahliwy czesci posiada¬ jacej .powierzchnie slizgowa.Na rysunku uwidoczniono przyklady wykonania wynalazku w zastosowaniu do silnika spalinowego o tlokach obrotowych, w którym uszczelnienia promieniowe sa umieszczone w tloku, przy czym fig. 1 przedstawia widok silnika spalinowego o tio- kach obrotowych, przy czym oslona jest czesciowo przecieta, fig. 2 przedstawia ruch tloka w obszarze Z obwiedzionym odpowiednio na fig. 1; fig. 3 przedstawia widok z góry rogu tloka przedstawio¬ nego na fig. 2; fig. 4 przedstawia szczegól tloka, fig. 5 i 6 przedstawiaja rózne odmiany slizgacza w przekroju przez róg tloka, fig. 7 przedstawia widok perspektywiczny slizgacza uwidocznionego 5 na fig. 6, a fig. 8 i 9 przedstawiaja wieloczesciowa odmiane slizgacza.Na wstepie beda omówione fig. 1—3, przedstawia¬ jace silnik spalinowy o tlokach obrotowych, któ¬ rego kadlub sklada sie z 'dwóch równoleglych io scianek bocznych I, 2 oraz scianki otokowej 3, umieszczonej miedzy nimi. Wewnetrzna powierz¬ chnia otokowa 4 posiada np. ksztalt dwulukoweij epitrochoidy. Przez kadlub przechodzi prostopadle do scianek bocznych wal mimosrodowy 6, na któ- 15 rego mimosrodzie 8 jest osadzony obrotowo trój- rozny tlok 10. Tlok 10 slizga sie rogami 12 wzdlluz wewnetrznej powierzchni otokowej 4, wskutek cze¬ go zostaja wytworzone trzy komory robocze A, B, C o zmiennej objetosci. Kierunek obrotu tloka 10 20 pokazuje strzalka D. W oslonie otokowej 3 sa u- mieszczone kanal wlotowy 14, swieca zaplonowa 16 i kanal wylotowy 18, dzieki czemu w kazdej ko¬ morze roboczej moze odbywac sie calkowity obieg czterosuwowy. W polozeniu tloka 10, jak na 25 rysunku w komorze roboczej A oclbywa sie suw ssania, w komorze roboczej B — suw sprezania, a w komorze roboczej C — suw wydechu.Dla prawidlowej pracy poszczególne komory ro¬ bocze musza byc uszczelnione wzgledem siebie. 30 W tym celu w kazdym rogu 12 tloka znajduje sie oznaczone ogólnie liczba 20 uszczelnienie promie¬ niowe uszczelniajace wzgledem wewnetrznej po¬ wierzchni otokowej 4. Dla uszczelnienia powierz¬ chni czolowych tloka 10 i czesci bocznych oslony 35 znajduja sie w kazclej stronie bocznej tloka usz¬ czelnienia osiowe skladajace sie z poszczególnych, ruchomych w kierunku osiowym pasków uszczel¬ niajacych 22, które przebiegaja pomiedzy sasiedni¬ mi narozami 12 tloka i lacza sie z uszczelnieniami 40 promieniowymi 20 za posrednictwem trzpieni usz¬ czelniajacych 24, ruchomych w kierunku osiowym.Konstrukcja uszczelnien promieniowych 20 jest pokazana szczególowo na fig. 2 i 3. W kazdym rogu 12 tloka znajduje sie rowek 26, który zaj- 45 muje cala .szerokosc tloka, i w którym jest umiesz¬ czona listwa uszczelniajaca 28 ruchoma w kierun¬ ku ku wewnetrznej powierzchni otokowej 4. List¬ wa uszczelniajaca 28 wspóldziala swym wewnetrz¬ nym promieniowym i zewnetrznym osiowym kon- 50 cem z trzpieniami uszczelniajacymi 24, przylegaja ruchome w kierunku osiowym paski uszczelniajace 22. Miedzy promieniowo zewnetrz¬ nym koncem listwy uszczelniajacej 28 i wewnetrz¬ na powierzchnia otokowa 4 jest umieszczony sliz- 55 gacz 30, zajmujacy cala dlugosc listwy uszczelnia¬ jacej i posiadajacy powierzchnie slizgowa 32, któ¬ ra slizga sie wzdluz wewnetrznej powierzchni oto¬ kowej 4. Miejsce przylegania powierzchni slizgo¬ wej 32 do wewnetrznej powierzchni otokowej 4 60 ma oznaczenie 38, a miejsce przylegania listwy uszczelniajacej 28 do slizgacza 30 ma oznaczenie 40. Slizgacz 30 jest wleczony w odniesieniu do kie¬ runku ruchu D tloka 10, a swym koncem 44 jest osadzony w wyzlobieniu 34 tloka 10 wahliwie 65 wzgledem osi równoleglej do osi obrotu M tloka.48146 6 W polozeniu przedstawionym aa rysunku te os stanowi krawedz 36 wyzlobienia 34. Wystep 42 obejmuje tylny koniec 44 slizgacza 36 nie pozwa¬ la ma wyrzucenie slizgacza z wyzlobienia 34 pod dzialaniem sil odsrodkowych. Koniec slizgacza pod¬ czas montazu jest wsuwany z boku do wyzlo¬ bienia 34. Slizgacz ma wiec swobode mchu w kie¬ runku osi tloka. Dzieki temu w przypadku prze¬ suniecia osiowego tloka w zakresie luzów mon+- zowych unika sie mozliwosci przejecia .poosiowego prowadzenia tloka przez slizgacze.W konstrukcji wedlug fig. 2 przyjeto, ze w sasied¬ niej komorze roboczej C panuje wyzsze cisnienie.Cisnienie to dziala na górna strone slizgacza 30 i tym samym dazy do odsuniecia powierzchni sliz¬ gowej 32 od wewnetrznej powierzchni otokowej 4.Aby tego uniknac, pomyslano, azeby cisnienie ga¬ zu dzialalo równiez na dolna strone slizgacza 30, co zostaje osiagniete dzieki temu, ze strony 3»1 slizgacza 30 sa sciete ukosnie, jak pokazano na fig. 3, tak iz przez powstajace klinowate szczeliny miedzy stronami 31 i sasiednimi sciankami 1, 2 oslony moze przedostac sie gaz sprezony pod sliz¬ gacz 30. Ten gaz sprezony przeciwdziala wiec cis¬ nieniu dzialajacemu na strone górna. Gaz sprezony moze przedostawac sie teraz dalej do rowka 26 i pod listwe uszczelniajaca 28 dociskajac ja do przeciwleglej scianki rowka i to lacznie z nacis¬ kiem na sprezyny 36 na slizgacz 30, który jest do¬ ciskany z kolei do wewnetrznej powierzchni oto¬ kowej 4. Moze byc równiez przewidziana wlasna sprezyna 61 dzialajaca bezposrednio na slizgacz 30, zaznaczona na fig. 2 linia kreskowana.Dla zapewnienia przylegania powierzchni slizgo¬ wej 32 do wewnetrznej powierzchni otokowej 4 pod dzialaniem cisnienia gazu zachowane sa okreslone wymiary. Jezeli przez a oznaczymy powierzchnie okreslona przez odleglosc miedzy miejscami przy¬ legania 38 d 40 przez b — powierzchnie okreslona przez polowe szerokosci listwy "Uszczelniajacej 28, przez c — pionowa odleglosc osi wahan 36 od punktu ciezkosci powierzchni a, i przez d — pio¬ nowa odleglosc osd wahan 36 od srodka ciezkosci powierzchni b, to iloczyn a i c powinien byc mniejszy od iloczynu bid aby otrzymac wynika¬ jacy z sil cisnienia gazu moment, utrzymujacy slizgacz w polozeniu przylegania do wewnetrz¬ nej powierzchni otokowej.Zamiast scietych ukosnie stron 31 slizgacz 30 moze równiez posiadac przeciecia 48, oznaczone na fig. 3 linia kreskowana, które ponadto maja te dodatko¬ wa zalete, ze uzyskuje sie zmniejszenie powierz¬ chni slizgacza odbierajacej cieplo.Jak widac z powyzszego kierunek ruchu listwy uszczelniajacej 28 jest zasadniczo prostopadly do linii polaczenia miedzy osia wahan 36 slizgacza 30 i miejscem przylegania 40 miedzy slizgaczem 30 i listwa uszczelniajaca 28. Sily, które daza do przechylenia slizgacza 30 promieniowo ku wew¬ natrz, moga wiec w zasadzie dzialac tylko w kie¬ runku ruchu listwy uszczelniajacej, tak iz unika sie zakleszczenia listwy uszczelniajacej w rowku 26.Dzialanie takie moze byc poparte jeszcze przez fbo, ze jak na fig. 4 powierzchnia przylegania 50 sliz¬ gacza 30 do listwy uszczelniajacej 28 jest uwy- 10 16 20 25 30 35 40 45 50 60 65 puklona. W tej odmianie listwa uszczelniajaca n$& wystaje z rowka 26. Gdy w komorze roboczej fc panuje wyzsze cisnienie gazu to listwa uszczel¬ niajaca 28 jest dociskana do innej scianki rowka, a gaz sprezony moze przedostawac sie do rowka 26 i dzialac na dolna strone listwy uszczelniajacej 28, wskutek czego listwa zostaje przesunieta na. zewnatrz, a powierzchnia slizgowa 32 slizgacza: W zostaje docisnieta do wewnetrznej powierzchni otokowej 4. Cisnienie gazu dziala jednak równiez na powierzchnie czolowa slizgacza 30 i przesuwa go m;a prawo wedlug rysunku wbrew dzialaniu sily tarcia. Jest to mozliwe dopóki koniec 44 sldz^ gacza 36 nie oprze sie na sciance flj2 wyzlobienia 44. Scianka 52 tworzy krawedz 54, z która wspól¬ dziala ostry koniec 44 slizgacza, tak iz krawedz stanowi w tym przypadku os wahan slizgacza 3jft/ W odmianie wedlug fig. 5 umocowanie slizgacza, 30' stanowia sruby 56 przepuszczone przez otwory 58 o wiekszej srednicy w slizgaczu $0', dzieki cze¬ mu uzyskuje sie niezbedna swobode wahan sliz¬ gacza 30'.W odmianie wedlug fig. 6 i 7 slizgacz 30" jest wykonany z materialu sprezystego, np. ze stali sprezystej, a Jeden jego koniec jest umocowany w elemencie 10. W tym celu koniec slizgacza jest wciety,wskutek czego powstaja jezyczki M, 62 wy¬ giete pod innym katem i wpuszczone z boku do odpowiednich rowków 64, 66 w elemencie Id. Róz¬ norakie wyciecie zapobiega mozliwosci wyrwania slizgacza z umocowania pod dzialaniem jakich¬ kolwiek sil. Dzieki swojej s^ezystosci siizgacz 30" moze wykonywac wymagane ruchy wahania i swa powierzchnia slizgowa 32 stale przylegac do po¬ wierzchni otokowej. Slizgacz jest najlepiej tak uksztaltowany, ze przylega do wewnetrznej po¬ wierzchni otokowej ^ pewnym naprezeniem wstep¬ nym. Powierzchnia slizgowa 32 moze byc ewentu¬ alnie wykonana z innego niz slizgacz materialu, wykazujacego lepsze wlasnosci slizgowe wzgledem wewnetrznej powierzchni otokowej. Oczywiscie slizgacz 30" moze byc polaczony z tlokiem rów¬ niez w inny sposób, np. za pomoca srub lulb innych elementów polaczeniowych.Równiez i w dwóch ostatnich odmianach nalezy sie starac azeby gaz sprezony mógl przechodzic z komory roboczej C pod slizgacz 30' lub 30" i w tym celu scianki boczne slizgacza sa sciete ukos¬ nie wedlug fig. 3 lub posiadaja otworjr 48 widocz¬ ne na fig. 3 i 7.Przyklad wykonania wedlug fig. 8 jest najbar¬ dziej zblizony do odmiany wedlug fig. 6 i 7 z ta róznica, ze powierzchnia slizgowa 32' jest utwo¬ rzona przez wlasna czesc 65, która jest polaczona z czescia 67 wykonana z materialu sprezystego i umocowana w tloku 10 podobnie jak slizgacz 30" wedlug fijg 6. Powierzchnia slizgowa 32' moze miec przy tym dwa równolegle do osi obrotów tloka 10 zaokraglenia 68 slizgajace sie wzdluz wewnetrznej powierzchni otokowej 4. Dzieki gietkosci czesci, 67 czesc 65 moze byc przechylona wzgledem tloka, tak iz obydwa zaokraglenia 68 stald^ przylegaja do wewnetrznej powierzchni otokowej 4.W odmianie wedlug fig. 9 czesc 67' jest wykonana z materialu niesprezystego. W zwiazku z tym czesc \48 146 7 65' powinna byc polaczona (przegubowo z czescia 3. 67', aby byly mozliwe ruchy wahliwe. W tyim celu czesc 67* posiada rowek 70 o przekroju kolowymi, zawierajacy odpowiednio uksztaltowany koniec 72 czesci 67*. Drugi koniec 74 czesci 66 ma równiez 5 przekrój kolowy i jest wpuszczony do odpowied- 4. niego rowka 76 tloka 10. Oczywiscie moga byc za¬ stosowane równiez inne polaczenia przegubowe. 5. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 10 1. Uszczelnienie promieniowe do maszyny o tlo¬ kach wirujacych z elementem zewnetrznym, który sklada sie z dwóch równoleglych czesci bocznych i czesci otokowej, i w którym jest 15 6. osadzony obrotowo element wewnetrzny, przy czym jeden z elementów posiada rowki prze¬ biegajace wzdluz calej szerokosci osiowej ele- 7. mentu wewnetrznego, w których sa umieszczo¬ ne listwy uszczelniajace, ruchome w kierunku 20 ku sciance obwodowej (drugiego elementu i usz¬ czelniajace wzgledem siebie komory robocze w kierunku obwodowym, znamienne tym, ze miedzy kazda listwa uszczelniajaca (28) i scian- 8. ka obwodowa (4) jest umieszczony slizgacz (30, 25 30', 30",) zajmujacy cala dlugosc listwy uszczel¬ niajacej (28), który posiada powierzchnie (32) 9. slizgajaca sie wzluz scianki obwodowej (4) i jest umieszczony wahliwie dokola osi (36) równoleg¬ lej do osi obrotu M elementu wewnetrznego 30 (10) mieszczacego w sobie listwe uszczelniajaca 10. (28), przy czym strona górna i dolna slizgacza sa wystawione na dzialanie cisnienia czynnika roboczego tej samej komory roboczej.

2. Uszczelnienie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 35 ze slizgacz (30, 30*, 30") zajmuje polozenie wie- 11 czenia w odniesieniu do kierunku obrotu D elementu wewnetrznego (10) wzgledem elemen¬ tu zewnetrznego. 40 8 Uszczelnienie wedlug zastrz. li 2, znamienne tym, ze slizgacz (30, 30") swym koncem (44 lub 60, 62) zwróconym do listwy uszczelaiajacej (28) jest wpuszczony do wyzlobienia (34 lub 64, 66) elementu (10). Uszczelnienie wedlug zastrz. 1—3, znamienne tym, ze slizgacz (30") jest wykonany z materia¬ lu sprezystego. Uszczelnienie wedlug -aastrz. 1—4, znamienne tym, ze kierunek ruchu listwy uszczelniajacej (28) jest w zasadzie prostopadly do prostej la¬ czacej punkt wahania (36) slizgacza (30 30',30") z miejscem przylegania (40) miedzy slizga- czem i listwa uszczelniajaca. Uszczelnienie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze powierzchnia przylegania (50) slizgacza (30) do listwy uszczelniajacej (28) jest uwypuklona. Uszczelnienie wedlug zastrz. 1—6, znamienne tym, ze powierzchnia slizgowa (32) slizgacza (30, 30', 30") jest utrzymywana w polozeniu przylegania do scianki obwodowej (4) pod wply¬ wem sil dzialajacych na listwe uszczelniajaca Uszczelnienie wedlug zastrz. 1—7, znamienne tym, ze jest przewidziana sprezyna (60) 'docis¬ kajaca slizgacz (30) do scianki obwodowej (4). Uszczelnienie wedlug zastrz. 1—8, znamienne tym, ze slizgacz (30, 30*, 30") jest umieszczony zasadniczo równolegle do scianki obwodowej elementu i(10), w którym jest osadzony slizgacz. Uszczelnienie wedlug zastrz. 1—9, znamienne tym, ze slizgacz sklada sie z kilku czesci, przy czym czesc (65, 65') posiada powierzchnie sliz¬ gowa (32*) i jest polaczona wahliwie z czescia (67, 67') osadzona w elemencie (10). Uszczelnienie wedlug zastrz. 1—10, znamienne tym, ze powierzchnia slizgowa (32*) posiada dwa równolegle do osi obrotu elementu wewnetrz¬ nego (10) zaokraglenia (68) slizgajace sie wzdluz scianki obwodowej (4).48146 ta Fig. 2 3 * 32 ^ 2U VJ 22 42 ,52 .to48146 flg.

3. Fig 5 Fig.4- Fig. 9 198. RSW „Prasa", Kielce. Nakl. 200 egz. " ^ ( q"| fc^ 'rtodu ?*»<»nlowego PL