PT1053421E

PT1053421E - Conjunto melhorado de vendantes para veios

Info

Publication number: PT1053421E
Application number: PT99942419T
Authority: PT
Inventors: David C Orlowski
Original assignee: Isotech Illinois Inc
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2010-03-04
Also published as: DK1053421T3; WO2000011380A1; JP3827950B2; EP1053421A4; CA2306834C; US20010002742A1; ES2338617T3; JP2002523700A; EP1053421B1; CA2306834A1; ZA200001985B; AU5580399A; AU740388B2; EP1053421B8; ATE454580T1; DE69941893D1; BR9906898A; EP1053421A1; US6419233B2; CY1110908T1

Description

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DESCRIÇÃO "CONJUNTO MELHORADO DE VENDANTES PARA VEIOS"

Descrição

Esta invenção diz genericamente respeito a dispositivos vedantes para veios para utilização com equipamento rotativo. A manutenção adequada de equipamento rotativo é dificil de obter devido a ciclos de funcionamento rigorosos, à diminuição de factores do serviço, projecto e à falta de equipamento rotativo sobresselente em muitas instalações de processamento. Esta situação é especialmente verdadeira nos fusos de máquinas ferramentas, máquinas enroladoras de papel "efeito molhado", nas laminadoras de alumínio e nas bombas de quente e frio, e noutro equipamento em que a contaminação extrema afecta a lubrificação.

As várias formas de dispositivos vedantes para veios têm sido utilizadas para tentar proteger a integridade do ambiente de rolamentos, incluindo vedantes de vácuo de borracha, vedantes do tipo em labirinto e vedantes magnéticos. Os vedantes, ou vedantes em O, desgastam-se rapidamente e avariam, e são também conhecidos por permitir a imigração de quantidades excessivas de humidade e de outros contaminantes para o reservatório de óleo do equipamento operativo mesmo antes de a avaria chegar à interface entre o rotor e o estator.

Os vedantes do tipo em labirinto que envolvem coroas do estator e do rotor relacionadas, que não entram -2- em contacto entre si, mas que definem passagem entre eles, foram projectados e utilizados, e encontram-se ilustrados nas Patentes US Nos. 4,706,968; 4,989,883; 5,069,461, de Orlowski; e nas Patentes adicionais de Orlowski aqui citadas. Tal como descrito nas Patentes Nos. US 4,989,883 e 5,069,461 de Orlowski, são revelados melhoramentos nos vedantes em labirinto, incluindo a utilização de várias formas de vedantes em O para melhorar a acção da vedação estática quando o veio está em repouso, e é fornecida uma acção de vedação dinâmica sem contacto quando o veio está em rotação.

Os melhoramentos sobre estes vedantes em labirinto e vedantes em O são descritos nas Patentes Nos. US 5, 378, 000 e US A5 522 601. Nelas, o isolador, ou vedante, fornece um anel vedante inserido nos recessos existentes no rotor e no estator para fechar, em conjunto, o rotor e o estator na direcção axial. O verdadeiro bloqueio do rotor e do estator reduz drasticamente a possibilidade de migração do rotor a partir do estator. O resultado é uma variação do intervalo da interface radial a partir daquele que existiu anteriormente entre o rotor e o estator.

Um objectivo desta invenção é fornecer um melhoramento aos vedantes, ou isoladores de rolamentos, para evitar fugas de lubrificante e a entrada de contaminantes ao envolver o estator no rotor para criar uma interface axial na extremidade radial do rotor. Os vedantes da técnica anterior tinham, tradicionalmente, a interface entre o rotor e o estator radialmente exposta aos contaminantes ou lubrificantes na extremidade radial do vedante. A saliência de uma parte axial do estator no rotor -3- foi radialmente expandida. Esta saliência, ou protuberância, do estator no rotor foi radialmente expandida para além do diâmetro da parte maior do corpo do estator. 0 rotor, e o recesso no rotor, que anteriormente circundava a saliência do estator, ou inserção, é também radialmente estendido para além da parte maior do estator. 0 rotor envolve agora o estator, ou uma parte significativa da saliência do estator, de tal modo que o entrelaçado existente apresentado para a entrada do lubrificante ou contaminantes está revestido axialmente e na retaguarda. A interface axial revestida apresenta um acesso limitado ao interior do vedante e uma constante interface dimensional entre o rotor e o estator, independentemente de qualquer movimento axial do rotor em relação ao estator.

Uma ranhura pode ser trabalhada à máquina no estator para acentuar a extensão radial inovadora do rotor e do estator. Esta ranhura melhora a capacidade do vedante ao evitar a entrada de contaminantes para o intervalo da interface axial entre o rotor e o estator.

Este melhoramento inovador, isto é, o encapsulamento do estator através do rotor, permite que o intervalo da interface entre as partes acessíveis do estator e do rotor seja de dimensão previamente determinada. 0 melhoramento significa também que não existe flutuação ou variação no intervalo da interface resultante de qualquer movimento axial relativo entre o rotor e o estator.

Este vedante inovador, ou isolador de rolamentos, irá funcionar para melhorar grandemente a rejeição ou a entrada de contaminantes no intervalo da interface entre o -4- rotor e o estator. A entrada para o intervalo da interface está de frente, ou afastada, do fluxo normal de contaminantes, isto é, ao longo do eixo do veio na direcção do cárter. 0 intervalo da interface pode ser trabalhado à máquina em tolerâncias extremamente próximas, pois não existe movimento radial entre o rotor e o estator e qualquer movimento axial não afecta a interface.

Outros objectivos, vantagens modelos da invenção tornar-se-ão evidentes após a leitura da seguinte descrição detalhada e após a referência aos desenhos e às patentes da técnica anterior.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig.l é uma vista em corte que representa uma estrutura de vedação da técnica anterior com um veio. A Fig.2 é uma vista em corte que representa uma estrutura de vedação melhorada desta invenção com um veio.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO MODELO PREFERIDO DA INVENÇÃO A Fig.l representa a técnica anterior com o maior controlo sobre o movimento axial relativo entre o rotor e o estator. A técnica anterior tinha, basicamente, o intervalo da interface radialmente aberto na lubrificação ou no contaminante, tal como significativamente ilustrado na Fig.l. A inovação desta invenção está no que se encontra demonstrado na Fig.2 e aqui descrito. A invenção pode também ser utilizada em vedantes, ou isoladores de rolamentos, que apenas utilizam labirintos tal como -5- ilustrado na maior parte da técnica anterior referenciada.

Tal como ilustra a Fig.2, poderá observar-se que a localização do intervalo, em relação às superfícies do rotor e do estator, e a direcção da abertura do intervalo da interface são ambas importantes para esta invenção.

Na Fig.l, o movimento axial do rotor (13), em relação ao estator (14), irá alterar as dimensões dos intervalos da interface radial (20) e (21). O intervalo da interface radial (21) é também receptivo aos contaminantes, em especial em condições extremas presentes nas superfícies (13a) e (14a) do rotor (13) e do estator (14), independentemente das dimensões do intervalo da interface (21) .

Tal como ilustrado na Fig.2, esta invenção estende o rotor (13) na radial muito além do diâmetro maior do estator (14) . Esta situação permite que o rotor (13) envolva também radialmente a saliência prolongada (19) do estator (14). É importante que esta extensão radial do rotor (13) se estenda para além da dimensão radial básica do estator (14). Esta situação exige um afastamento da técnica anterior na medida em que o rotor (13) era radialmente co-extensivo com o diâmetro maior do estator (14) . O intervalo da interface (21) entre o rotor (13) e o estator (14), que se encontra exposto à contaminação ou aos lubrificantes, tem agora dimensões fixas e independentes de qualquer movimento axial relativo entre o rotor (13) e o estator (14). O intervalo da interface (20) está ainda sujeito a variações de dimensão por qualquer movimento relativo entre o rotor (13) e o estator (14) . Este movimento relativo não é significativo para o -6- funcionamento, na medida em que apenas uma pequena quantidade de contaminantes conseguiram entrar no labirinto devido às dimensões e localização do intervalo da interface. A eliminação do intervalo da interface (21) das variações é mais importante nos vedantes onde o rotor (13) e o estator (14) não estão restringidos de movimento relativo. A orientação da abertura do intervalo da interface (21) é importante, independentemente do movimento relativo entre o rotor e o estator. 0 intervalo da interface (21), axialmente orientado para controlar a entrada de contaminantes, é inovador e importante. A abertura do intervalo da interface (21) está agora virada para a retaguarda na direcção do cárter e afastada da corrente de contaminantes. A corrente contaminada ou de arrefecimento será habitualmente conduzida ao longo do eixo do veio (10) e na direcção do cárter (11) .

Uma ranhura (22) pode ser cortada no estator (14). Esta ranhura (22) realça e acentua os benefícios da extensão radial do rotor (13) e do estator (14) com a orientação e independência resultantes do intervalo da interface (21) .

Este vedante pode ser constituído por qualquer metal trabalhado à máquina, como o bronze ou o aço inoxidável, ou por plásticos trabalhados à máquina, tais como o Teflon® ou outros plásticos trabalhados à máquina. Variações e outros aspectos do modelo preferido irão surgir aos entendidos na técnica, sem que se afastem do âmbito das reivindicações. -7-

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para a conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento de Patente Europeia. Embora muito cuidado tenha sido tomado na compilação das referências, erros e omissões não podem ser excluídos e o IEP não assume qualquer responsabilidade neste sentido.

Documentos de Patente citados na descrição • US 4706968 A, Orlowski [0003] • US 4989883 A [0003] • US 5069461 A [0003] • US 5378000 A [0004] • US 5522601 A [0004]

Lisboa, 26/02/2010

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Conjunto de vedantes do tipo em labirinto para a vedação de um veio rotativo que entra num cárter, compreendendo: a. um cárter (11) ; b. um estator (14) que circunda um veio (10) e que está fixo ao cárter (11), em que o dito estator (14) possui um corpo principal e uma saliência (19) que se estendem axial e radialmente para além do dito corpo principal; c. um rotor (14) que circunda o dito veio (10), rotativamente ligado ao dito veio (10), sendo que o dito rotor (13) possui uma extensão radial; d. o dito rotor (14) e o dito estator (13) estão em contacto um com o outro no dito veio (10) de modo a definir um intervalo da interface (20,21) entre eles; caracterizado por a dita extensão radial do rotor se estende radialmente mais para fora do que a saliência radial (19) do dito estator (14) e circundar a saliência (19) .
2. Um vedante de acordo com a reivindicação 1, em que o intervalo da interface (21) é dotado de um espaço radial entre a dita extensão radial do rotor e a dita parte que se estende na radial (19) da saliência do estator e o espaço radial (21) forma uma primeira passagem axial. -2-
3. Um vedante de acordo com a reivindicação 2, em que uma primeira passagem axial (21) abre-se para um espaço no dito estator (14) e está de frente para o corpo entre o dito cárter (11) e as extensões radiais do rotor e do estator.
4. Um vedante de acordo com a reivindicação 3, em que a dita dimensão da dita primeira passagem axial (21) é constante.
5. Um vedante de acordo com a reivindicação 4, em que a dimensão da dita primeira passagem axial (21) é previamente determinada.
6. Um vedante de acordo com a reivindicação 3, em que a dita abertura da dita primeira passagem axial (21) está virada para o lado contrário do refrigerante injectado, da dita extensão do rotor e na direcção do dito cárter (11) .
7. Um vedante de acordo com a reivindicação 2, em que o dito corpo principal do dito estator (14) circunda uma parte do dito rotor (13).
8. Um vedante de acordo com a reivindicação 2, em que o raio da superfície interna radial da extensão radial do rotor que circunda o dito rotor (14) é maior do que o raio de uma superfície externa da parte (19) que se estende radialmente da saliência do dito estator (14). -3-
9. Um vedante de acordo com a reivindicação 1, em que há, pelo menos, um labirinto formado entre o corpo principal do dito estator (14) e o corpo principal do dito rotor (13).
10. Um vedante de acordo com a reivindicação 1, em que o dito rotor (13) e o dito estator (14) são impedidos de movimento axial relativo entre si.
11. Um vedante de acordo com a reivindicação 1, em que uma ranhura é formada no dito corpo principal do dito estator (14), em que a dita ranhura aumenta a parte que se estende na radial (19) da saliência do dito estator (14) ·
12. Um método de vedaçao de um veio que sai de um cárter, compreendendo: a) a fixação de um estator (14), dotado de um corpo principal e uma saliência (19), ambos estendendo-se radial e axialmente para além do corpo principal do dito estator (14) concentricamente em redor do veio (10); b) a montagem de um rotor (13) vedado no veio (10) próximo do cárter (11) para a rotação com o veio (10) e fornecendo ao rotor (13) uma extensão radial; a dita extensão do rotor circundando a extremidade radial da saliência radial (19) do estator (14) e com superfícies espaçadas, radialmente sobrepostas, formando uma passagem -4- axial (21) entre as superfícies da extensão do rotor e a saliência do rotor (19); a abertura da dita passagem axial (21) virada para o lado contrário do dito rotor (13) e na direcção do corpo do dito estator (14).
13. 0 método de acordo com a reivindicação 12, incluindo, pelo menos, um labirinto entre o rotor (13) e o corpo principal do estator (14).
14. 0 método de acordo com a reivindicação 13, incluindo as fases de ligação do estator ao rotor (13) para evitar o movimento axial relativo entre o estator (13) e o rotor (14). Lisboa, 26/02/2010