PT1904771E

PT1904771E - Conjunto de vedação de um veio

Info

Publication number: PT1904771E
Application number: PT67584243T
Authority: PT
Inventors: Neil F Hoehle; David C Orlowski
Original assignee: Inpro Seal Llc
Priority date: 2005-07-09
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2013-04-01
Also published as: DK1904771T3; EP1904771B9; US7396017B2; PL1904771T3; EP1904771A4; JP2009500578A; JP5228154B2; US20070241514A1; US20110187055A1; ES2402273T3; MX2007010692A; EP1904771A1; AU2006269712A1; US20100109251A1; WO2007008270A1; CA2614548A1; BRPI0612716A2; US7631878B1; EP1904771B1; AU2006269712B2

Description

ΡΕ1904771 1 DESCRIÇÃO "CONJUNTO DE VEDAÇÃO DE UM VEIO"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um conjunto de vedação de um veio com múltiplos modelos de realização. Uma vedação de labirinto para reter soluções de lubrificação no interior da cavidade do rolamento de um conjunto de cubo, tal como uma caixa de rolamentos, para aplicação a um veio rotativo para manter os contaminantes fora da cavidade do rolamento é divulgado e reivindicado. Noutro modelo de realização, o conjunto de vedação de um veio pode ser usado como um produto de vedação entre um recipiente de produto e um veio do mesmo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Durante anos tem havido uma grande quantidade de tentativas e ideias para proporcionar uma vedação satisfatória quando um veio rotativo está angularmente desalinhado resultando no empeno ("run out") do veio. Tipicamente as soluções apresentadas não conseguiram proporcionar uma vedação adequada que permitisse, simultaneamente, um valor aceitável de desalinhamento do veio durante a operação. 0 problema é especialmente agudo 2 ΡΕ1904771 em produtos de vedação em que o potencial desalinhamento do veio com o furo pode ser maximizado. Uma solução típica da técnica anterior é a de aumentar a folga operacional entre o veio rotativo e os elementos de vedação para criar uma folga "solta" ("loose") ou condição operacional. A folga "solta" funciona para o ajustamento ou como resposta às condições operacionais, especialmente o desalinhamento do veio em relação ao estator ou elemento estacionário, no entanto, geralmente reduz ou diminui a eficiência e eficácia dos elementos de vedação.

As vedações de labirinto, por exemplo, têm sido, durante muitos anos, de utilização comum para aplicação na vedação de veios rotativos. Algumas das vantagens das vedações de labirinto em relação às vedações de contacto são o aumento da resistência ao desgaste, o aumento da vida útil e o baixo consumo de energia durante a sua utilização. As vedações de labirinto, no entanto, também dependem de uma definida e estreita folga com o veio rotativo para um funcionamento adequado. 0 desalinhamento do veio é também um problema com vedações de "contacto" porque o contacto entre a vedação e o veio desalinhado resulta, tipicamente, em maior desgaste. A abrasividade do produto também afecta o padrão de desgaste e a vida útil das vedações de contacto.

As tentativas anteriores para utilizar a pressão de um fluido (seja vapor ou líquido) para vedar ambos os materiais líquidos e sólidos em combinação com os elementos 3 ΡΕ1904771 de vedação, tais como vedações de labirinto ou vedações de contacto, não têm sido inteiramente satisfatórias devido à "apertada" ou pequena folga necessária para criar o exigido diferencial de pressão entre a vedação e o produto no outro lado da vedação (isto é, quanto mais apertada a vedação, menor o volume de fluido requerido para manter a vedação contra a pressão externa do material). Outro ponto fraco na técnica anterior é que muitos dos produtos de vedação expõem as faces móveis entrelaçadas da vedação ou superfícies do produto de vedação ao produto resultando num desgaste agressivo e numa fiabilidade reduzida. Além disso, para certas aplicações, o produto de vedação pode ter de ser removido inteiramente do conjunto de vedação do veio para limpeza, devido à exposição do produto às superfícies ou faces de vedação.

Um exemplo de tal técnica anterior é o documento US 2003/0235354 Al, que divulga um rolamento isolador do veio e invólucro com um elemento de estator anelar fixado ao invólucro e um rotor anelar fixado ao veio de tal forma que roda com o mesmo. A superfície radialmente exterior do rotor é convexa e a superfície radialmente interior do estator é côncava. O rotor é recebido rotativamente no interior do estator, a face convexa do rotor e a face côncava do estator formam uma interface esférica. O desalinhamento angular do veio é acomodado pela basculamento do rotor no interior do estator (mantendo ao mesmo tempo a interface esférica), e o desalinhamento radial é acomodado pelo movimento radial do estator no 4 ΡΕ1904771 interior do invólucro. A técnica anterior não conseguiu proporcionar uma solução que permita quer uma folga operacional "apertada" entre os elementos de vedação e o elemento estacionário para uma vedação eficaz quer uma folga operacional "solta" para um ajustamento ou resposta às condições operacionais, especialmente o desalinhamento do veio rotativo em relação ao estator ou elemento estacionário.

RESUMO DA INVENÇÃO A presente técnica oferece, em relação à técnica anterior, uma vedação melhorada do veio e uma melhor performance do produto de vedação. A solução do conjunto de vedação de um veio aqui revelada e reivindicada permite quer uma folga operacional apertada ou reduzida entre os elementos de vedação e o elemento estacionário quer uma folga operacional solta para ajustamento ou resposta às condições operacionais, principalmente o desalinhamento de um veio rotativo em relação ao estator ou elemento estacionário.

Tal como aqui divulgado, a presente técnica descreve e proporciona uma função melhorada ao permitir que uma vedação de labirinto se ajuste a movimentos radiais, axiais e angulares do veio enquanto mantém uma folga desejada do veio-ao-labirinto. A presente técnica também permite a equalização de pressão através do labirinto 5 ΡΕ1904771 padrão ao permitir a ventilação e, consequentemente, uma função melhorada sobre modelos actualmente disponíveis. Além disso, a pressão do fluido de vedação (ar, vapor, gás ou líquido) pode ser aplicada através do respiradouro ou locais de porta para estabelecer uma pressão de vedação interna maior do que a pressão interior ou exterior (sobrepressurização). Isto permite ao labirinto vedar os diferenciais de pressão que possam existir entre os lados interior e exterior da vedação. A pressurização da parte interior do conjunto de vedação do veio isola eficazmente as faces móveis ou envolventes do conjunto de vedação do veio do contacto com o produto por meio do projecto e, em combinação com uma barreira de fluido pressurizado. É, portanto um objecto da presente invenção proporcionar um conjunto de vedação de um veio para o envolvimento com um invólucro que mantém a sua integridade de vedação com um veio mediante a aplicação de força axial, angular ou radial sobre o dito veio. É outro objecto da presente invenção proporcionar um conjunto de vedação de um veio, que pode ser montado numa parede de um recipiente para o envolvimento com um veio, que mantém a sua integridade de vedação com um veio durante ou em resposta ao movimento da força axial, angular ou radial do dito veio.

Outros objectivos e características da presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição 6 ΡΕ1904771 detalhada quando lida com referência aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 é uma vista exterior em perspectiva do conjunto de vedação do veio. A FIG. 2 é uma vista de trás exterior do conjunto de vedação do veio com o elemento de veio alinhado. A FIG. 3 é uma vista em corte de um primeiro modelo de realização do conjunto de vedação do veio, como mostrado na FIG. 2 e montado num invólucro. A FIG. 3A ilustra a integridade da primeira superfície de vedação do veio durante o alinhamento angular e radial do veio. A FIG. 3B ilustra a integridade da segunda superfície de vedação do veio durante o alinhamento angular e radial do veio. A FIG. 4 é uma vista de trás exterior com o veio desalinhado. A FIG. 5 é uma vista em corte do primeiro modelo de realização, como mostrado na FIG. 3, com ambos os desalinhamentos angular e radial do veio aplicados. 7 ΡΕ1904771 A FIG. 5A ilustra a integridade da primeira vedação do veio permitida por articulação durante o desalinhamento angular e radial do veio. A FIG. 5B ilustra a integridade da segunda vedação do veio permitida por articulação durante o desalinhamento angular e radial do veio. A FIG. 6 é uma vista em corte de um segundo modelo de realizaçao do conjunto de vedação do veio, como mostrado na FIG. 2. FIG. 7 é uma vista em corte de um terceiro modelo de realização, como mostrado na FIG. 2. A FIG. 8 é uma vista em perspectiva de um quarto modelo de realização tal como montado numa parede do recipiente.

DESCRIÇÃO DETALHADA - LISTAGEM DOS ELEMENTOS

Na do Elemento 1 2 2a 3 3a 4 5

Descrição

Veio

Estator fixo

Estator fixo (linha de partição Vedação de labirinto Face arredondada Estator flutuante

Via de retorno do fluido ΡΕ1904771

Folga de vedação do veio 6 Primeiro 0-ring 7 Pino anti-rotação 8 Respiradouro 9 Ranhura anti-rotação (estator flutuante) 10 Interface esférica 11 Pino anti-rotação 12 Segundo O-ring 13 Ranhuras da vedação de labirinto 14 Canal do primeiro O-ring 15 Cavidade para dispositivo anti-rotação (estator fixo) 16 Face axial da vedação de labirinto 17 Face axial do estator flutuante 18 Canal do segundo O-ring 19 Primeira folga entre estator flutuante/estator fixo 20 Segunda folga entre estator flutuante/estator fixo 21 Ranhura de estrangulamento ("throttle groove") 22 Ranhura anelar do labirinto padrão 23 Manga 24 Conjunto de vedação do veio 25 Estrangulador ("throttle") (patim de alinhamento) 26 Ranhura anelar do estator flutuante 27 Passagem da vedação de labirinto 28 Passagem do estator flutuante 29 Invólucro 30 Ângulo de desalinhamento 31 Rolamentos e cavidade de rolamento 32 Parafusos de montagem 33 Parede do recipiente 34 9 ΡΕ1904771

DESCRIÇÃO DETALHADA

As Figuras 1-5 proporcionam uma vista de um primeiro modelo de realização do conjunto de vedação do veio 25 que permite a vedação de várias soluções lubrificante no interior do invólucro do rolamento 30. As Figuras 6 e 7 proporcionam modelos de realização alternativos do conjunto de vedação do veio 25 em que são utilizados fluidos de vedação. 0 requerente define, aqui, fluidos de vedação que incluiem líquidos e vapores. 0 requerente considera o ar, o azoto, a água e o vapor, bem como qualquer outro fluido que possa funcionar com o conjunto de vedação do veio proposto de forma a proporcionar uma barreira de fluido pressurizado para quaisquer e todos os modelos de realização aqui divulgados como estando dentro do âmbito da presente divulgação. A escolha do gás ou fluido baseia-se na adequação do processo com o produto a ser vedado. A Figura 1 é uma vista exterior em perspectiva do conjunto de vedação do veio 25 disposto e envolvido com um veio 1 inserido através do estator fixo 2 do conjunto de vedação do veio 25. A Figura 2 é uma vista de trás exterior do conjunto de vedação do veio com o veio 1 alinhado dentro do conjunto de vedação do veio 25. A Figura 3 é uma vista em corte de um primeiro modelo de realização do conjunto de vedação do veio 25 mostrado na Figura 2, ilustrando o conjunto de vedação do 10 ΡΕ1904771 veio 25 como uma vedação de labirinto para manter a solução de lubrificação dentro da cavidade do rolamento 32 do invólucro 30. O veio 1 mostrado na Figura 3 é do tipo que pode ter movimento radial, angular ou axial em relação ao elemento estator fixo ou parte do estator fixo 2 durante a rotação. A parte do estator fixo do conjunto de vedação do veio 25 pode ser montada no invólucro 30 por flange ou por pressão ou ainda fixada por quaisquer outros meios. A invenção também funcionará com um invólucro rotativo e um veio estacionário (não mostrado). Como requerido pela aplicação particular, é permitido ao veio 1 mover-se livremente na direcção axial em relação ao conjunto de vedação do veio 25.

Uma vedação de labirinto 3 tendo uma superfície interior está envolvida com o veio 1. Existe uma folga definida 6 entre a superfície interior da dita vedação de labirinto 3 e o veio 1. Oposta à superfície interior da dita vedação de labirinto 3 está a superfície arredondada 3a da dita vedação de labirinto 3. A superfície arredondada 3a da vedação de labirinto 3 e o interior do estator flutuante 4 formam uma interface esférica 11. Canais de 0-ring 15 e O-rings 7 são dispostos para cooperar com a dita superfície arredondada 3a da dita vedação de labirinto 3 para vedar (ou reter) a migração do fluido através de, entre e ao longo da vedação de labirinto 3 envolvida e do estator flutuante 4 enquanto mantém a interface esférica 11 o que permite um movimento relativo de rotação limitado (articulação) entre a vedação de labirinto 3 e estator 11 ΡΕ1904771 flutuante 4. Os canais de O-ring 15, como mostrados, maquinados no estator flutuante 4 e posicionados interface esférica 11 com a vedaçao de labirinto 3, canais de O-ring 15 são anelares e contínuos em relação á vedação de labirinto 3. O canal de O-ring 15 e o O-ring 7 podem também ser colocados na vedação de labirinto 3 adjacentes à interface esférica 11. Os O-rings 7 devem ser feitos de materiais que são compatíveis tanto com o produto a ser vedado como com o fluido de vedação preferido escolhido. Os canais de O-ring 15 e os O-rings 7 são uma combinação possível de meios de vedação que podem ser utilizados no interior do conjutno de vedação do veio 25 como especificado nas reivindicações. Um pino ou pinos anti-rotação 12 estrategicamente colocados e inseridos em ranhuras anti-rotação 10 limitam o movimento de rotação relativo entre a vedação de labirinto 3 e o estator flutuante 4. Uma pluralidade de ranhuras anti-rotação 10 e pinos 12 podem ser colocados em torno do raio do veio 1. Se o conjunto de vedação do veio 25 é utilizado em combinação com um fluido de vedação, pinos anti-rotação 12 estratégicos podem ser removidos permitindo ás correspondente ranhuras anti-rotação 10 servirem como uma passagem de fluido através do respiradouro 9 e retorno do lubrificante 5 (ver Figura 7). Além disso, a relação entre os diâmetros dos pinos anti-rotação 12 e das ranhuras anti-rotação 10 pode ser seleccionada para permitir mais ou menos desalinhamento angular do veio 1. Um pino anti-rotação 12 de pequeno diâmetro utilizado com uma ranhura anti-rotação 10 de maior diâmetro permitirá uma maior 12 ΡΕ1904771 movimento relativo da vedação de labirinto 3 em relação ao estator flutuante 4 em resposta ao desalinhamento angular do veio 1. A vedação de labirinto 3 é um possível modelo de realização de um meio de vedação que pode ser usado adjacente ao veio 1 no interior do conjunto de vedação do veio 25 como especificado nas reivindicações.

Um canal anelar contínuo é formado no interior do estator fixo 2 e definido pelas folgas 20 e 21, tal como permitido entre o exterior do dito estator flutuante 4 e o dito interior do dito estator fixo 2 do conjunto de vedação do veio 25. O canal anelar do estator fixo 2 está realçado como A-A' na Figura 2. O canal anelar do estator fixo tem superfícies interiores que são substancialmente perpendiculares ao dito veio 1. As superfícies exteriores do estator flutuante 4, o qual é substancialmente incluído dentro do canal anelar do estator fixo 2, estão cooperativamente envolvidas pelas primeira e segunda faces perpendiculares do estator fixo 2. Uma interface anelar interior é formada pela primeira (lado interior do conjunto de vedação do veio) superfície perpendicular do canal anelar do estator fixo 2 envolvendo a primeira (lado interior) face perpendicular do estator flutuante 4. Uma interface anelar exterior é formada pela segunda (lado exterior do conjunto da vedação do veio motor) superfície perpendicular do canal anelar interior do estator fixo 2 envolvendo a segunda (lado exterior) face perpendicular do estator flutuante 4. Os canais de O-ring 19 e O-rings 13 aí dispostos cooperam com as superfícies do estator flutuante 13 ΡΕ1904771 4 que são perpendiculares em relação ao veio 1 para vedar (ou reter) a migração de fluido entre e ao longo do estator flutuante 4 envolvido, permitindo um movimento de rotação relativo limitado entre o estator flutuante 4 e o estator fixo 2. 0 estator flutuante 4 e o estator fixo 2 são um possível modelo de realização de meios de vedação cooperativamente envolvidos que podem ser utilizados em combinação com a vedação de labirinto 3 no interior do conjunto de vedação do veio 25 como especificado nas reivindicações.

Os canais de O-ring 19 são anelares e contínuos em relação ao veio 1. Os canais de O-ring 19 e os O-rings 13 podem ser colocados no corpo do estator flutuante 4 em vez do estator fixo 2 (não mostrado) , mas têm de ser colocados em relação proximal semelhante. Os O-rings 13 devem ser feitos de materiais que são compatíveis tanto com o produto a ser vedado como com o fluido de vedação preferido escolhido. Os canais de O-ring 19 e os O-rings 13 são uma combinação possível de meios de vedação que podem ser usados no interior do conjunto de vedação do veio 25 como especificado nas reivindicações.

Um pino ou pinos anti-rotação 8 estrategicamente colocados e inseridos nas ranhuras anti-rotação 16 limitam ambos os movimentos relativos, radial e de rotação, entre o estator flutuante 4 e o lado interior do estator fixo 2. Uma pluralidade de ranhuras anti-rotação 16 e de pinos 8 podem ser colocados em torno do raio do veio 1. A relação 14 ΡΕ1904771 entre os diâmetros dos pinos anti-rotação 8 e das ranhuras anti-rotação 16 também pode ser seleccionada para permitir mais ou menos desalinhamento angular do veio. Um pino anti-rotação 8 de pequeno diâmetro e uma ranhura anti-rotação do estator fixo de maior diâmetro permitem um maior movimento relativo da vedação de labirinto 3 em resposta ao desalinhamento angular do veio 1.

As ranhuras da vedação de labirinto 14 podem ter a pressão equalizada por ventilação através de um ou mais respiradouros 9. Se assim se desejar, os respiradouros podem ser alimentados com um fluido de vedação pressurizado para sobrepressurizar a área do labirinto 14 e a folga de vedação do veio 6 para aumentar a eficácia do conjunto de vedação do veio 25. Uma interface esférica 11 entre a vedação de labirinto 3 e o estator flutuante 4 permite o desalinhamento angular entre o veio 1 e o estator fixo 2. Os canais de 0-ring 19 são anelares com o veio 1 e, como mostrado, são maquinados no estator fixo 2 e posicionados na interface entre a estator fixo 2 e o estator flutuante 4. 0 canal de 0-ring 19 pode também ser colocado no estator flutuante 4 para contacto de vedação com o estator fixo 2. A Figura 3A ilustra a integridade da vedação do veio durante o alinhamento angular e radial do veio. Esta vista realça o alinhamento da face axial 17 da vedação de labirinto 3 e da face axial 18 do estator flutuante 4. É dado um enfoque paricular ao alinhamento das faces axiais 17 e 18 na interface esférica 11 entre o estator flutuante 15 ΡΕ1904771 4 e o labirinto 3. A Figura 3B ilustra a integridade da vedação do veio, durante o alinhamento angular e radial do veio na superfície oposta àquela mostrada na Figura 3A. Esta vista realça o alinhamento axial das faces 17 e 18 da vedação de labirinto 3 e do estator flutuante 4, respectivamente, para a porção oposta do conjunto de vedação do veio 25 como mostrado na Figura 3A. Os conhecedores da técnica irão apreciar que por causa de o veio 1 e o conjunto de vedação do veio 25 serem de forma e natureza circular, as superfícies são mostradas 360 graus em torno do veio 1. Mais uma vez, é dado um enfoque particular ao alinhamento das faces axiais 17 e 18 na interface esférica 11 entre a vedação de labirinto 3 e o estator flutuante 4. As Figuras 3A e 3B também ilustram a primeira folga 20 definida entre o estator flutuante 4 e o estator fixo 2 e a segunda folga 21 definida entre o estator flutuante 4 e o estator fixo 2 e oposta à primeira folga 20 definida.

Nas Figuras 2, 3, 3A e 3B, o veio 1 não está sujeito a movimento radial, axial ou angular e a largura das folgas definidas 20 e 21, que são substancialmente iguais, indicam pouco movimento ou desalinhamento sobre o estator flutuante 4. A Figura 4 é uma vista de trás exterior do conjunto de vedação do veio 25 com o veio rotativo 1 nele desalinhado. A Figura 5 é uma vista em corte do primeiro modelo de realização do conjunto de vedação do veio 25, 16 ΡΕ1904771 como mostrado na figura 3, com ambos os desalinhamentos, angular e radial, aplicados no veio 1. 0 veio 1, como mostrado na figura 5, é também do tipo que pode experimentar movimento radial, angular ou axial em relação à parte do estator fixo 2 do conjunto de vedação do veio 25.

Como mostrado na figura 5, a folga radial definida 6 da vedação de labirinto 3 com o veio 1 foi mantida apesar do ângulo de desalinhamento do veio 31 ter sido alterado. É ainda permitido ao veio 1 mover-se livremente na direcção axial apesar do ângulo de desalinhamento do veio 31 ter sido alterado. A disposição do conjunto de vedação do veio 25 permite que a vedação de labirinto 3 se mova com o estator flutuante 4 após a introdução do movimento radial do dito veio 1. A vedação de labirinto 3 e o estator flutuante 4 são fixados entre si por um ou mais 0-rings comprimidos. A rotação da vedação de labirinto 3 no interior do estator flutuante 4 é impedida por meios anti-rotação, que podem incluir parafusos, pinos ou dispositivos semelhantes 12 para inibir a rotação. A rotação do conjunto vedação de labirinto 3 e estator flutuante 4 no interior do estator fixo 2 é impedida por pinos anti-rotação 8. Os pinos, como mostrado nas figura 3, 3A, 3B, 5, 6 e 7 são um meio de impedir a rotação da vedação de labirinto 3 e estator flutuante 4, tal como especificado nas reivindicações. 0 lubrificante ou outros meios a serem vedados pela vedação de labirinto 3 podem ser recolhidos e drenados através de uma série de um ou mais 17 ΡΕ1904771 drenos opcionais ou vias de retorno do lubrificante 5. A vedação de labirinto 3 pode ter a pressão equalizada por ventilação através de um ou mais respiradouros 9. Se assim for desejado, os respiradouros 9 podem ser fornecidos com ar comprimido ou outros meios gasosos ou líquidos para sobrepressurizar a vedação de labirinto 3 para aumentar a eficácia da vedação. A combinação de tolerâncias apertadas entre as partes mecânicas envolvidas cooperativamente do conjunto de vedação do veio 25 e o fluido de vedação pressurizado inibem o contacto contaminante do produto com as partes internas do conjunto da vedação do veio 25. A interface esférica 11 entre a vedação de labirinto 3 e o estator flutuante 4 permite o desalinhamento angular entre o veio 1 e o estator fixo 2. 0 canal de 0-ring 19 e o 0-ring 13 disposto no mesmo, cooperam com as faces opostas do estator flutuante 4, que são substancialmente perpendiculares em relação ao veio 1, para vedar (ou reter) a migração do fluido entre e ao longo do estator flutuante 4 envolvido, permitindo um limitado movimento radial (vertical) relativo entre o estator 4 e o estator fixo 2. A Figura 5A ilustra a integridade da vedação do veio permitida pelo conjunto de vedação do veio 25 durante o desalinhamento angular e radial do veio. Esta vista realça o desvio ou articulação das faces axiais 17 da vedação de labirinto em relação às faces axiais 18 do estator flutuante 4 para uma primeira porção do conjunto de vedação do veio 25. É dado um particular enfoque ao desvio das faces axiais 17 e 18 na interface esférica 11 entre a 18 ΡΕ1904771 vedação de labirinto e o estator flutuante 4. A Figura 5B ilustra a integridade da vedação do veio para uma segunda superfície, oposta à primeira superfície mostrada na Figura 5A, durante o desalinhamento angular e radial do veio. Esta vista realça que durante o desalinhamento do veio 1, as faces axiais 17 e 18, da vedação de labirinto 3 e do estator flutuante 4, respectivamente, não se encontram alinhadas, mas em vez disso movem-se (articulam-se) uma em relação à outra. A folga de vedação do veio 6 é mantida em resposta ao desalinhamento do veio e a integridade global da vedação não é comprometida porque a integridade da vedação do estator flutuante 4 com o estator fixo 2 e do estator flutuante 4 com a vedação de labirinto 3 são mantidas durante o desalinhamento do veio. Os conhecedores da técnica apreciarão que, porque o veio 1 e o conjunto de vedação do veio 25 são de forma e natureza circular, as superfícies são mostradas 360 graus em torno do veio 1.

As Figuras 5A e 5B também ilustram a primeira folga ou intervalo 20 entre o estator flutuante 4 e o estator fixo 2 e a segunda folga ou intervalo 21 entre o estator flutuante 4 e o estator fixo 2 e oposta à primeira folga ou intervalo 20.

Nas Figuras 4, 5, 5A e 5B, o veio 1 está sujeito a movimento radial, angular ou axial durante a rotação do veio 1 e a largura dos intervalos ou folgas 20 e 21, foi 19 ΡΕ1904771 alterada em resposta ao dito movimento radial, angular ou axial. (Comparar as Figuras 3, 3A e 3B) . A alteração na largura das folgas 20 e 21 indica que o estator flutuante 4 se moveu em resposta ao movimento ou desalinhamento angular do veio 1. O conjunto de vedação do veio 25 permite a articulação entre as faces axiais 17 e 18, a manutenção da interface esférica 11 e o movimento radial na primeira e segunda folga, 20 e 21, respectivamente, mantendo a folga de vedação do veio 6. A figura 6 é uma vista em corte de um segundo modelo de realização do conjunto de vedação do veio 25, como mostrado na figura 2 para sobrepressurização com ranhuras da vedação de labirinto 14 alternativas. Nesta figura as ranhuras da vedação de labirinto 14 são compostas de uma substância que diminui o atrito, tal como o politetrafluoroetileno (PTFE), que forma uma folga apertada com o veio 1. 0 PTFE é também, por vezes, referido como Teflon®, que é fabricado e comercializado pela Dupont. 0 PTFE é um plástico de alta resistência química, com capacidade a baixa e alta temperaturas, com resistência ao desgaste, de baixa fricção, é isolante eléctrico e térmico, e "escorregadio" ("slipperliness"). A característica "escorregadia" do material também pode ser definida como lubrificante ou adicionando uma qualidade de tipo lubrificante ao material. O carbono ou outros materiais podem ser substituídos por PTFE para proporcionar as necessárias qualidades de vedação e qualidades lubrificantes ás ranhuras da vedação de labirinto 14. 20 ΡΕ1904771

Fluidos de vedação pressurizados são proporcionados para sobrepressurizar o labirinto padrão lubrificante 26 como mostrado na Figura 6. Os fluidos de vedação pressurizados fazem o seu caminho para a ranhura anelar 23 do estrangulador ("throttle") 26 através de uma ou mais entradas. O estrangulador 26 é também referido como "um patim de alinhamento" pelos conhecedores da técnica. O estrangulador 26 permite à vedação de labirinto 3 responder ao movimento do veio provocado pelo desalinhamento do veio 1. O fluido de vedação pressurizado escapa através da folga apertada formada entre o veio 1 e a vedação de labirinto 3 que tem o estrangulador 26. A grande proximidade do estrangulador 26 ao veio 1 também cria uma resistência ao fluxo do fluido de vedação em relação ao veio 1 e faz com que a pressão se acumule no interior da ranhura anelar 23. A ranhura anelar flutuante 27 em cooperação e conexão com a ranhura anelar 23 proporciona, também, uma saída para o fluido de vedação em excesso ser "sangrado" para fora do conjunto de vedação do veio 25 para equalização da pressão ou para manter uma purga contínua do fluido no conjunto de vedação do veio 25 durante o funcionamento. Uma vantagem proporcionada por este aspecto do conjunto de vedação do veio 25 é a sua aplicação quando são preferidos ou requeridos procedimentos de descontaminação do produto de vedação por limpeza em circuito fechado ("clean-in place"). Alguns exemplos incluem aplicações de qualidade alimentar. A Figura 7 ilustra o conjunto de vedaçao do veio 21 ΡΕ1904771 25 com o pino anti-rotação 12 removido para melhorar a visualização das entradas. Estas normalmente existem, mas não estão limitados a, uma série de portas, entradas ou passagens sobre a circunferência do conjunto de vedação do veio 25. A Figura 7 também mostra que a forma e padrão da vedação de labirinto 3 podem ser variadas. A forma dos estranguladores 26 também pode ser variada, como mostrado pelo perfil quadrado mostrado na ranhura do estrangulador 22 para além da do tipo circular 26. É também de notar que, quando o contacto directo com o veio 1 não é desejado, o conjunto de vedação do veio 25 é usado em combinação com uma manga separada 24, que será fixada, por meios variados, ao veio 1. A Figura 8 mostra um outro modelo de realização da presente divulgação, em que o conjunto de vedação do veio 25 foi fixado a uma parede de recipiente 34. 0 conjunto de vedação do veio 25 pode ser fixado à parede do recipiente 34 através de meios de fixação tais como parafusos de montagem 33 para assegurar uma vedação melhorada quando o veio 1 é submetido a desalinhamento angular. Os parafusos de montagem 33 e as ranhuras (não numeradas) através do exterior do conjunto de vedação do veio 25 são um meio de montagem do conjunto de vedação do veio 25, tal como especificado nas reivindicações.

Tendo descrito o modelo de realização preferido, outras caracteristicas da presente invenção ocorrerão, sem dúvida, aos conhecedores da técnica, assim como numerosas 22 ΡΕ1904771 modificações e alterações nos modelos de realização da invenção ilustrados, em que todas podem ser realizadas sem sair do âmbito das reivindicações.

Lisboa, 22 de Março de 2013

Claims

ΡΕ1904771 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um conjunto de vedação de um veio (25) para o isolamento de uma caixa de rolamento (32), compreendendo o conjunto: um invólucro (30) que define a caixa de rolamento (32); um veio (1) que se estende através de um invólucro (30); - um estator flutuante (4) que tem uma primeira e uma sequnda superfície opostas, em que a dita primeira superfície é arredondada e envolve a dita segunda superfície da dita vedação de labirinto (3) para criar uma interface esférica (11) e em que o dito estator flutuante (4) também tem uma primeira e uma segunda face opostas que se prolongam substancialmente na perpendicular em relação ao dito veio (1); - uma passagem (29) no dito estator flutuante (4) desde a dita segunda superfície para a dita primeira superfície arredondada; - um estator fixo (2), o exterior do dito estator fixo é envolvido pelo dito invólucro (30) e em que o dito estator fixo (2) tem uma passagem (9) que se estende desde o seu exterior na direcção do dito estator flutuante (4); - um canal anelar, o dito canal anelar é formado 2 ΡΕ1904771 no interior do dito estator fixo (2), tendo o dito canal anelar uma primeira e uma segunda superfícies que se estendem substancialmente na perpendicular em relação ao dito veio (1); uma interface anelar interior formada pela primeira superfície perpendicular do canal anelar cooperativamente envolvendo a primeira face perpendicular do dito estator flutuante (4); uma interface anelar exterior formada pela segunda superfície perpendicular do canal anelar cooperativamente envolvendo a dita segunda face perpendicular do dito estator flutuante (4); - um primeiro meio de vedação exterior (13,19), o dito primeiro meio de vedação exterior posicionado perpendicular ao dito veio (1) para vedação contínua na interface anelar interior; um segundo meio de vedação exterior (13,19), o dito segundo meio de vedação exterior posicionado perpendicular ao dito veio (1) para vedação contínua na interface anelar exterior; caracterizado por ainda compreender: uma vedação de labirinto (3) que tem uma primeira e uma segunda superfícies opostas, em que a primeira superfície da dita vedação de labirinto está cooperativamente envolvida com o dito veio (1), em que o veio (1) pode rodar em relação à vedação de labirinto (3); 3 ΡΕ1904771 - uma passagem (28) na dita vedação de labirinto (3) entre as ditas primeira e segunda superfícies opostas; - a dita segunda superfície (3a) da dita vedação de labirinto (3) é arredondada e envolvida pela dita primeira superfície do dito estator flutuante (4) para criar uma interface esférica (li); - um primeiro e segundo meios de vedação interior (7, 15), o dito primeiro e segundo meios de vedação interior posicionados perpendiculares ao dito veio (1) para a vedação contínua na interface esférica (11); - a dita superfície arredondada (3a) do dito elemento de vedação de labirinto (3) e as ditas primeira e segunda faces perpendiculares do estator flutuante (4) são móveis no interior do dito canal anelar do dito estator fixo (2), em resposta ao desalinhamento do dito veio (1) com o dito invólucro (30).
2. Um comjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 1, em que o dito veio (1) roda em relação ao invólucro (30), ao estator flutuante (4), ao estator fixo (2) e à vedação de labirinto (3).
3. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 1, em que a dita interface esférica (11) entre a dita vedação de labirinto (3) e o dito estator 4 ΡΕ1904771 flutuante (4) é mantida em resposta ao movimento radial da dita vedação de labirinto (3) produzido pelo desalinhamento entre o dito veio (1) e o dito invólucro (30),
4. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação precedente, em que o dito estator flutuante (4) é impedido de rodar por meios anti-rotação (8) .
5. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 4, em que os dito meios anti-rotação (8) são seleccionados a partir do grupo constituído por pinos, hastes, parafusos, 0-rings e ou combinações dos mesmos.
6. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que os ditos primeiro e segundo meios de vedação interior (7,15) compreendem, pelo menos, duas ranhuras de 0-ring (15) em cooperação com pelo menos dois 0-rings (7).
7. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 6, em que os ditos primeiro e segundo meios de vedação exterior (13,19) compreendem, pelo menos, duas ranhuras de O-ring (19) em cooperação com pelo menos dois O-rings (13).
8. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a 5 ΡΕ1904771 dita segunda superfície (3a) da vedação de labirinto (3) e as ditas primeiras superfícies do dito estator flutuante (4) são arqueadas.
9. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 8, em que a segunda superfície (3a) da vedação de labirinto (3) é convexa e a primeira superfície do estator flutuante (4) é côncava.
10. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 3, em que os ditos meios de vedação interior (7, 15) e exterior (13, 19) compreendem ranhuras de O-ring (15,19) em cooperação com O-rings (7, 13).
11. Um comjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender ainda uma fonte de fluido de vedação.
12. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 11, em que o dito fluido de vedação é seleccionado a partir do grupo constituído por vapor, ar, oxigénio, hidrogénio, azoto e combinações dos mesmos.
13. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 11 ou 12, em que a dita fonte de fluido de vedação descarrega no dito canal anelar através da dita passagem (9) do estator fixo, fornecendo o dito fluido de vedação através de passagens (29, 28) ao dito estator 6 ΡΕ1904771 flutuante (4) e ao dito elemento de vedação de labirinto (3) para pressurizar o dito conjunto de vedação do veio (25) restringindo assim a entrada de contaminantes no dito canal anelar.
14. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a dita interface esférica (11), entre a dita vedação de labirinto (3) e o dito estator flutuante (4), é mantida em resposta ao movimento radial da dita vedação de labirinto (3) produzido pelo desalinhamento entre o dito veio (1) e o dito invólucro (30).
15. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 14, em que a dita vedação de labirinto (3) exerce uma força radial sobre o dito estator flutuante (4) para fazer com que o dito estator flutuante responda à dita força.
16. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as ditas superfícies radiais do conjunto da vedação de labirinto movem-se radialmente numa distância e direcção determinadas pelo grau de desalinhamento do veio.
17. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o dito estator fixo (2) envolve substancialmente o dito estator flutuante (4). 7 ΡΕ1904771
18. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que uma folga de vedação do veio (6) é definida por e entre a vedação de labirinto (3) e a superfície do veio (1) e a dita folga de vedação do veio permanece constante durante o movimento radial causado pelo desalinhamento do dito veio (D ·
19. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a dita vedação de labirinto (3) é seleccionada a partir de um grupo de materiais que têm qualidades lubrificantes constituído por politetrafluoroetileno, carbono e ou combinações dos mesmos.
20. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a dita vedação de labirinto (3) tem uma ranhura anelar (23) perpendicular ao dito veio (1) e de frente para o mesmo, em que a dita ranhura anelar está ligada às ditas passagens (28, 29, 9) para o fornecimento de fluido de vedação ao dito veio (1).
21. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 20, em que a dita vedação de labirinto (3) tem, pelo menos, duas ranhuras de estrangulamento ("throttle grooves") (22), as ditas ranhuras de estrangulamento têm estranguladores ("thrott les") (26) colocados nas mesmas para contactarem com o dito veio (1) e ΡΕ1904771 pressurizar o dito conjunto de vedação do veio (25).
22. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com a reivindicação 21, em que o dito estator flutuante (4) tem uma ranhura anelar (27) perpendicular ao dito veio (1) e posicionada entre os ditos meios de vedação interior (7,15) .
23. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações 11, 12, 20, 21 ou 22, em que a entrega do fluido de vedação ao conjunto de vedação do veio (25) pode ser controlada para permitir a saída de uma corrente de purga do fluido de vedação do conjunto de vedação do veio.
24. Um conjunto de vedação de um veio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 19, 22 em que uma manga (24) é colocada entre o dito elemento de vedação de labirinto (3) e o dito veio (1).
25. Um conjunto da vedação de um veio (25) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o invólucro (30) é proporcionado por um recipiente de processo com paredes (34) que definem e envolvem um espaço interior do dito recipiente de processo, e em que o dito recipiente de processo tem uma abertura nas ditas paredes, sendo o elemento de vedação de labirinto (3) e as ditas faces perpendiculares do estator flutuante (4) móveis no interior do dito canal anelar do dito estator fixo (2) em 9 ΡΕ1904771 resposta a um desalinhamento do dito veio (1) com a dita abertura através da parede do recipiente (34). Lisboa, 22 de Março de 2013