PL94850B3 - - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 31.12.1977 94850 MKP F16j 15/56 F16j 15/44 Int. Cl2.F16J 15/56 F16J 15/44 Twórcawynalazku: _ Uprawniony z patentu: Pumpenfabrik Urach, Urach (Republika Federalna Niemiec) Uszczelnianie tloków, tloczysk lub tym podobnych elementów tuleja uszczelniajaca, sluzaca do uszczelniania szczeliny osiowej Przedmiotem patentu glównego 79570 jest uszczelnianie za pomoca tulei uszczelniajacej czesci maszyi* o ruchu posuwisto-zwrotnym, jak tloki, tloczyska lub podobne czesci, a zwlaszcza czesci pomp.Tuleja uszczelniajaca tworzy poosiowa szczeline uszczelniajaca z czescia o ruchu posuwisto-zwrotnym, a na swej zewnetrznej stronie, znajdujacej sie naprzeciw poosiowej szczeliny patrzac w kierunku promieniowym, otoczona jest przezstrzenia cisnienia polaczona ze streta wyzszego cisnienia zwlaszcza z robocza przestrzenia pompy.Przy stosowaniu zwlaszcza bardzo wysokich cisnien, a szczególnie przy tloczeniu nie smarujacych, nisko- wiskozowych cieczy, istniejaca przy suwie roboczym, poosiowa szczelina uszczelniajaca, rozciaga sie do swojego, przeciwleglego do strony wysokocisnieniowej kpnca, az do odplywu cieczy niskiego cisnienia.Nastepnie rozciagajaca sie w zasadzie na calej dlugosci poosiowej szczeliny przestrzen cisnieniowa, która znajduje sie od zewnetrznej strony tulei uszczelniajacej i jest równolegla wzglednie wspólsrodkowa do szczeliny poosiowej, jest w stosunku do wylotu tej szczeliny uszczelniona. W przypadku ukladu ustawiajacej sie wspólosio¬ wo w sposób samoczynny tulei uszczelniajacej i czesci poruszajacej sie ruchem posuwisto-zwrotnym, tuleja cisnie¬ niowa jest w taki sposób zwymiarowana, ze wskutek róznicy cisnien miedzy zewnetrzna przest. zenia cisnieniowa a szczelina poosiowa, jak równiez wskutek sprezystosci tulei uszczelniajacej, otrzymuje sie przy suwie tloczacym tloka taka szczeline poosiowa, która swój najmniejszy przeswit ma przy koncu wylotowym, przy jednoczesnym nie stykaniu sie ograniczajacej szczeline tulei uszczelniajacej z poruszajaca sie w jedna i druga strone czescia.Okazalo sie, ze takie uszczelnienie zapewnia nieograniczona praktycznie zywotnosc uszczelniajacych wzglednie uszczelnianych czesci, nawet przy bardzo wysokich cisnieniach i bardzo wysokich liczbach obrotów.Aby zapewnic samoczynne ustawianie sie wspólosiowe tloka w stosunku do tulei uszczelniajacej, tlok jest w swojej czesci napedowej ze wszystkich stron ruchomo podparty.2 94850 Pewne trudnosci wynikaja jednak wówczas, gdy uszczelniane i poruszajace sie ruchem posuv/isto-zwrotnym czesci maja duza srednice, poniewaz w tym przypadku na skutek duzych mas trudno jest osiagnac nie stykanie sie czesci uszczelnianej z tuleja uszczelniajaca.Luz poosiowy, który jest przewidziany miedzy czescia o ruchu posuwisto-zwrotnym a czescia napedowa, a wiec zwlaszcza miedzy tlokiem i wodzikiem, prowadzi przede wszystkim przy duzych masach do znacznych halasów. Przeto juz w patencie 79570 w celu wyeliminowania tej wady umieszczono olej jako srodek tlumiacy w miejscu miedzy czescia napedowa a czescia o ruchu posuwisto-zwrotnym, co oznaczalo jednak znaczne skom¬ plikowaniekonstrukcji, / Zadaniem wynalazku jest przede wszystkim uproszczenie przedmiotu glównego patentu i zapewnienie bezstykowego samoczynnego ustawiania sie i utrzymywania wspólosiowosci równiez w maszynach o duzej sred¬ nicy tloków wzglednie czesci o ruchu posuwisto-zwrotnym.Wynalazek zostal rozwiazany przez to, ze tuleja uszczelniajaca jest wmontowana z mozliwoscia samoczyn¬ nego i swobodnego ustawiania sie w kierunku promieniowym i katowym.Samoczynne ustawianie sie wspólosiowe czesci o ruchu posuwisto-zwrotnym i tulei uszczelniajacej, które zostalo umozliwione jedynie przez samoustawianie sie czesci o ruchu posuwisto-zwrotnym wzgledem tulei uszczelniajacej, zamocowanej na stale przy jednym ze swoich konców jest zgodnie z wynalazkiem, przekazane w zasadzie do tulei uszczelniajacej. Tuleja ta na skutek zamontowania z mozliwoscia swobodnego ustawiania sie w kierunku promieniowym i katowym moze w taki sposób dopasowywac sie do przesuniec czesci majacej ruch posuwisto-zwrotny, ze na obwodzie tej czesci powstaje równomierna w praktyce.szczelina uszczelnienia, nieco zmniejszajaca sie stozkowo w kierunku strefy niskiego cisnienia.Wedlug szczególnie korzystnego rozwiazania wynalazku tuleja uszczelniajaca opiera sie o wzglednie stala czesc, na przyklad obudowe, za posrednictwem podkladki uszczelniajacej, która zjedna z tych czesci, na przyklad z tuleja uszczelniaca, styka sie w kierunku poosiowym swoja powierzchnia plaska, a z druga z tych czesci, na przyklad ze wzglednie stala czescia, styka sie powierzchnia kulista. Poza ulatwionym samoczynnym ustawianiem sie wspólosiowym osiaga sie dzieki temu prosta konstrukcje, przede wszystkim dla sprzegania czesci o ruchu posuwisto-zwrotnym, a zwlaszcza tloka lub tloczyska z jego czescia napedowa, bez koniecznosci wlaczania elementów tlumiacych uderzenia.Szczególnie korzystne rozwiazanie wynalazku polega równiez na tym, ze przy podparciu tulei uszczelniaja¬ cej o kulista posrednia podkladke uszczelniajaca srodkowy punkt powierzchni kulistej lezy dokladnie, lub prawie dokladnie, w srodkowym punkcie tulei uszczelniajacej. Wspólosiowe samoustawianie sie moze dzieki temu odby¬ wac sie przy minimalnym uzyciu sily, a takze i dlatego, ze sily zakleszczajace, które moga wystapic przy rozwiazaniach opisanych w patencie glównym i które przeciwdzialaja wspólosiowemu samoustawianiu sie, moga byc tu wyeliminowane.W sposób pewniejszy moze byc tu równiez osiagana pozadana zbieznosc szczeliny, która od strony strefy wysokiego cisnienia zmniejsza sie w strone strefy niskiego cisnienia. Posrednia podkladka uszczelniajaca jest zwykle w kierunku poosiowym uszczelniona zarówno w stosunku do tulei uszczelniajacej, jak równiez w stosun¬ ku do wzglednie stalej czesci. Uszczelnienie to, zwlaszcza za pomoca szlifowanych powierzchni kulistych, wzglednie szlifowanych plaskich, prostopadlych do osi tulei uszczelniajacej, moze byc w ten sposób zaprojekto¬ wane, zeby posrednia podkladka uszczelniajaca byla calkowicie lub w znacznej czesci odciazona od dzialajacych na nia poosiowych nacisków.Wynalazek jest objasniony blizej w przykladach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój fragmentu pompy, fig. 2 — odmiane przykladu wykonania pompy w powiekszeniu szcze¬ gólu z fig. 1.Pompa tlokowa ma korpus 10 skrzyni korbowej i polaczony z nim za posrednictwem kolnierza blok 11 korpusu cylindra. Nie przedstawiona na rysunku glowica cylindra z przestrzenia robocza pompy, z zaworem ssacym i zaworem tloczacym moze byc wykonana w dowolny, odpowiedni sposób, na przyklad zgodnie z paten¬ tem glównym. Do zasysania i wydalania cieczy roboczej sluzy tlok 12, którego skrajne polozenie ssania jest zaznaczone linia osiowa jako polozenie 12' czolowej powierzchni tloka, podczas gdy skrajne polozenie tlocze¬ nia przesuniete jest w prawo o skok H.Tlok 15 jest napedzany przez nie przedstawiony na rysunku wal korbowy, za posrednictwem wodzika 13, tworzacego czesc napedowa tloka, z którym to wodzikiem tlok jest sprzezony sprzeglem 14. W tym celu na koncówke 15 tloka jest nalozony kolpak 16, który swoja kulista powierzchnia opiera sie o podkladke oporo¬ wa 17, umieszczona w wyjeciu 13a wodzika 13, a z drugiej strony opiera sie z tylu o rowkowana lub dwuczescio¬ wa podkladke 18, umieszczona w rowku pierscieniowym koncówki 15 tloka. Na skutek nacisku sprezyn 19, które w przedstawionym przykladzie wykonania sa sprezynami talerzowymi, tlok jest za posrednictwem pier-94850 3 scieniowej podkladki 18 dociskany do podkladki 17 tworzac polaczenie zamkniete silowo. Strona bardziej odlegla od podkladki 18 sprezyna opiera sie o element gwintowany 20, który na podobienstwo nakretki kolpa¬ kowej wkrecony jest za pomoca gwintu 21 do wodzika 13.W wyjeciu 22 bloku 11 korpusu cylindra wprowadzona jest zgodnie z wynalazkiem uszczelniajaca tuleja 23, której srednica wewnetrzna jest nieco wieksza niz zewnetrzna srednica tloka 12. Przy wspólosiowym polozeniu uszczelniajacej tulei 23 wzgledem tloka 12, utworzona zostaje równomierna pierscieniowa szczelina, majaca wymiar 0,005 — 0,1 mm. Sprezyna 25, która przylega do konca tulei uszczelniajacej, któiy zwrócony jest w stro¬ ne roboczej przestrzeni pompy, dociska tuleje do posredniej podkladki uszczelniajacej 26. Podkladka ta ze swej strony opiera sie o umieszczona wspólosiowo w bloku 11 wkladke 27, która za pomoca kolpakowej nakretki 28 jest poprzez uszczelniajaca podkladke 29 dociskana do stozkowej powierzchni 27a bloku 11 korpusu cylindra.Posrednia podkladka uszczelniajaca 26 opiera sie w kierunku poosiowym plaska powierzchnia 30 o u- szczelniajaca tuleje 23, podczas gdy tuleja ta za posrednictwem kulistej powierzchni 31 przylega do wkladki 27, przy czym srodkowy punkt 11 tej powierzchni kulistej jest jednoczesnie geometrycznym punktem srodkowym uszczelniajacej tulei 23. W przykladzie wykonania wedlug fig. 1 posrednia podkladka uszczelniajaca uszczelnia za pomoca dwóch w przekroju okraglych, samouszczelniajacych pierscieni 32, 33, zewnetrzna cisnieniowa prze¬ strzen 36, wzgledein szczeliny 24 lub wzgledem przyleglej, prowadzacej na zewnatrz przestrzeni.W odmianie wykonania wedlug fig. 2, uszczelnienie jest przeprowadzane wylacznie za pomoca szlifowa¬ nych powierzchni 34 i 35, z których powierzchnia 34jako powierzchnia plaska i prostopadla do osi tloka sluzy do podparcia uszczelniajacej tulei 23 przy posredniej podkladce uszczelniajacej 26, a powierzchnia 35 jest czescia kulistej powierzchni 31.Jak wynika z fig. 2, ograniczona wyjeciami 35a i 35b pierscieniowa uszczelniajaca powierzchnia 35, znajdu¬ je sie w kierunku promieniowym na zewnatrz ograniczonej wyjeciami, na przyklad 34a, pierscieniowej uszczel¬ niajacej powierzchni 34. Powierzchnie uszczelniajace, ograniczone w kierunku promieniowym od zewnatrz lub od wewnatrz wyjeciami, moga miec przy tym takie wymiary, zeby otrzymac calkowite lub czesciowe wyrównanie nacisków wywieranych na posrednia uszczelniajaca podkladke 26.Na zewnetrznej stronie tulei uszczelniajacej 23 utworzona jest miedzy ta tuleja a powierzchnia wyjecia 22 pierscieniowa przestrzen cisnieniowa 36. Przestrzen ta poprzez przestrzen 37 zawierajaca sprezyne 25 oraz po¬ przez pierscieniowy kanal 38, prowadzacy do przestrzeni roboczej pompy i otaczajacy tlok pompy na wiekszej lub mniejszej dlugosci, jest polaczona z przestrzenia robocza pompy, wskutek czego w cisnieniowej przestrzeni 36 panuje stale, albo prawie stale to samo cisnienie, co w przestrzeni roboczej pompy. Przy swoim koncu, bardziej oddalonym od przestrzeni roboczej pompy, pierscieniowa przestrzen cisnieniowa 36 jest w kierunku na zewnatrz lub wzgledem pierscieniowej przestrzeni odplywowej 39 uszczelniona przez posrednia podkladke uszczelniajaca 26 za pomoca wspomnianych juz samouszczelniajacych pierscieni 32, 33 wzglednie powierzchni uszczelniajacych 34 i 35, przy czym ze wspomniana przestrzenia odplywowa laczy sie bezposrednio szczelina 24.Przestrzen odplywowa 39 jest polaczona bezposrednio z zewnetrzna atmosfera lub poprzez odplywowy prze¬ wód 40 ze zbiornikiem dla cieczy roboczej wzglednie z przewodem ssacym maszyny.Bedacy czescia uszczelniajacej podkladki 29 pierscien uszczelniajacy 41 ma w zasadzie spelniac tylko role uszczelki zgarniajacej, jezeli niepozadane jest splywanie wyciekajacej cieczy do korpusu maszyny. Ewentualnie mozna równiez zrezygnowac z uszczelki zgarniajacej 41.Uszczelniajaca tuleja 23 ma w przedstawionym tu przykladzie wykonania cylindryczna powierzchnie wewnetrzna i zewnetrzna. Moze jednak miec, podobnie jak w patencie glównym rózna grubosc scianek. Na przyklad w srodkowej czesci, jak pokazano linia osiowa 23', tuleja ta moze miec srednice mniejsza lub wieksza, albo stosownie do okolicznosci, na przyklad ksztalt stozkowy, wedlug linii 23".Sposób dzialania uszczelnienia wedlug wynalazku odpowiada w zasadzie sposobowi dzialania opisanemu w patencie glównym. Przy suwie tloczenia wykonywanym przez tlok roboczy, gdy przesuwa sie on z polozenia krancowego 12' suwu ssania w kierunku strzalki X, bedaca tu pod wytworzonym cisnieniem ciecz zostaje wyci¬ snieta przez szczeline 24 do odplywowej przestrzeni 39 wzglednie na zewnatrz. Cisnienie wewnatrz szczeliny 24 zmniejsza sie przy tym w sposób ciagly od strefy wysokiego cisnienia do strefy niskiego cisnienia, podczas gdy w cisnieniowej przestrzeni 36 na zewnetrznej powierzchni uszczelniajacej tulei 23 panuje wszedzie pelne cisnienie robocze.Podczas gdy przy strefie wysokiego cisnienia skierowane promieniowo na ze\vnatrz i do wewnatrz cisnienie wyrównuje sie, nadcisnienie wywierane z pierscieniowej cisnieniowej przestrzeni 36 promieniowo do wewnatrz na uszczelniajaca tuleje 23 przewaza coraz bardziej w kierunku tego konca tulei uszczelniajacej, który jest blizej strefy niskiego cisnienia. Tuleja ta jest zatem, zgodnie z patentem glównym, patrzac w strone strefy niskiego cisnienia coraz bardziej speczona w kierunku promieniowym, wskutego czego powstaje szczelina 24, która w kie-4 94850 runku strefy niskiego cisnienia zweza sie mniej wiecej wedlug stozka, jednak w ten sposób, ze równiez w naj¬ wezszym miejscu szczeliny istnieje przeswit smjn, który wyklucza styk powierzchni tulei uszczelniajacej 23 i tloka 12 pompy.Dzieki temu, ze uszczelniajaca tuleja 23 opiera sie za posrednictwem plaskiej powierzchni 30 na posredniej podkladce uszczelniajacej 26 a ta za posrednictwem kulistej powierzchni 31 na wkladce 27, a przez to na korpu¬ sie, uszczelniajaca tuleja 23 moze swobodnie ustawiac sie zarówno promieniowo na plaskiej powierzchni 30, jak i katowo na kulistej powierzchni 31. Na skutek tego tuleja moze samoczynnie ustawiac sie wspólosiowo w sto¬ sunku do tloka 12 pompy, bedac pod dzialaniem cisnienia cieczy. Ciecz jest przy tym wtlaczana z przestrzeni roboczej pompy do bedacej pod cisnieniem w cisnieniowej przestrzeni 36 i zwezajacej sie stozkowo w strone strefy niskiego cisnienia, szczeliny 24. Szczelina ta ma swój najmniejszy przekrój przy plaskiej powierzchni 30 i zapewnia przez to samoustawianie sie wspólosiowe swobodnie ustawiajacej sie tulei uszczelniajacej 23.Dzieki temu, ze srodkowy punkt krzywizny kulistej powierzchni 31 znajduje sie w geometrycznym punkcie srodkowym uszczelniajacej tulei 23, samoczynne ustawianie sie i samoczynne centrowanie tulei jest szczególnie ulatwione i przez to wspomagane.Na skutek nacisku sprezyny 19 tlok 12 jest silnie docisniety do wodzika 13, wskutek czego pod wzgledem kinematycznym stanowi on z wodzikiem jedna calosc. Samoczynne centrowanie uszczelniajacej tulei 23 w sto¬ sunku do tloka 12 odbywa sie zatem dzieki samoczynnemu ustawianiu sie tej tulei. PL PL PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uszczelnianie tloków, tloczysk lub tym podobnych elementów tuleja uszczelniajaca, sluzaca do uszczel¬ niania szczeliny osiowej, przy czym tuleja uszczelniajaca tworzy poosiowa szczeline uszczelniajaca z czescia o ruchu posuwisto-zwrotnym, a na swej zewnetrznej stronie, znajdujacej sie naprzeciw poosiowej szczeliny pa¬ trzac w kierunku promieniowym otoczona jest przestrzenia cisnienia polaczona ze strefa wyzszego cisnienia, zwlaszcza z robocza przestrzenia pompy wedlug patentu nr 79570, znamienne tym, ze uszczelniajaca tuleja (23) jest zamontowana z mozliwoscia promieniowego i katowego swobodnego ustawiania sie.

2. Uszczelnianie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze uszczelniajaca tuleja (23) opiera sie o pod¬ parta, wzglednie podpierajaca na powierzchni kulistej, posrednia podkladke uszczelniajaca (26).

3. Uszczelnianie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze srodkowy punkt (11) kulistej powierz¬ chni (31), sluzacej do podpierania posredniej podkladki uszczelniajacej (26), lezy w srodkowym punkcie lub w poblizu srodkowego punktu uszczelniajacej tulei (23).

4. Uszczelnianie wedlug zastrz. 2 lub 3, znamienne tym, ze posrednia podkladka uszczelniajaca (26) przylega do jednej z dwóch podpierajacych sie wzajemnie czesci (23, 27), na przyklad do uszczelniajacej tulei (23) za posrednictwem prostopadlej do osi tej tulei, plaskiej powierzchni (30), a do drugiej czesci (27) za posrednictwem kulistej powierzchni (31).

5. Uszczelnianie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze posrednia podkladka uszczelniajaca (26) jest poosiowo uszczelniona zarówno w stosunku do uszczelniajacej tulei (23), jak i w stosunku do wzglednie stalej czesci (27).

6. Uszczelnianie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze posrednia podkladka uszczelniajaca (26) przylega poosiowo do wzglednie stalej czesci (27) za posrednictwem jednego lub kilku wyjec (35a), do których ma dostep bedacy pod cisnieniem czynnik roboczy poprzez cisnieniowa przestrzen (36), ograniczajaca od tylu uszczelniajaca tuleje (23).

7. Uszczelnianie wedlug zastrz. 6, znamienne t y m, ze uszczelniajaca tuleja (23) na skutek poosio¬ wego dzialania sprezyny (25) przylega do wzglednie stalej czesci (27) lub do posredniej podkladki uszczelniaja - cej(26).

8. Uszczelnianie wedlug zastrz. 1, znamienne ty m,, ze tlok (12) w tulei (23) wzglednie tloczysko lub podobna czesc, jest poosiowo bez luzu napedzana przez przynalezna napedowa czesc (13), zwlaszcza wo¬ dzik.

9. Uszczelnianie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze tlok (12), tloczysko lub podobna czesc, na skutek nacisku sprezyny (25) przylega bez luzu poosiowego do przynaleznej napedowej czesci (13).* 94 850 r*—v—i 31 35 35a FIG.2 PL PL PL