PT2949973T

PT2949973T - Dispositivo de vedação

Info

Publication number: PT2949973T
Application number: PT151726643T
Authority: PT
Inventors: Ebihara Hiroshi; Arita Yasuhisa; Ikeda Yasuhiro
Original assignee: Eagle Ind Co Ltd
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2017-10-04
Also published as: BRPI0621390A2; CN101331351B; US20110285092A1; JP5710053B2; WO2007102267A1; KR101335636B1; EP1992848B1; JP2014206277A; US8052153B2; EP1992848A1; JP2012255565A; CN101331351A; KR20080097387A; KR20130086084A; JP5591896B2; EP2949973A1; EP1992848A4; EP2949973B1; PT1992848E; JP5133868B2

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE VEDAÇÃO"

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um dispositivo de vedação para vedar um veio, o dispositivo de vedação tendo um lábio de vedação; e refere-se particularmente a um dispositivo de vedação em que um lábio de vedação pode estabelecer uma vedação fiável do veio relativamente a um fluido de arrefecimento a alta pressão ou outro desses fluidos confinados, e em que a vida útil do lábio de vedação pode ser prolongada até um maior período de tempo. 0 documento EP 1296086 A2 mais próximo da técnica anterior divulga um correspondente dispositivo de vedação.

TÉCNICA ANTERIOR

Recentemente, os fluidos de arrefecimento utilizados em ar condicionado de veículos, e semelhantes, estão a ser alterados de CFC gasoso para dióxido de carbono gasoso por razões de impacto ambiental e estruturas para vedação de veios com dióxido de carbono gasoso como fluido confinado têm-se tornado mais comuns. Porém, nos casos em que o dióxido de carbono gasoso é utilizado como fluido de arrefecimento, o fluido confinado que será o fluido de arrefecimento é colocado a pressões mais elevadas do que foi utilizado no passado. Surgiu uma necessidade urgente de melhorar a força de vedação da parte de vedação do veio e têm sido desenvolvidos diversos dispositivos de vedação tendo elevada força de vedação, como vedantes de lábio para compressores em ar condicionado de viaturas.

Um exemplo é um dispositivo de vedação de lábio (ver FIG. 10) divulgado no Pedido de Modelo de Utilidade N° 3-41264 (Documento 1 de Patente).

Neste dispositivo de vedação de lábio, um anel 103 de apoio feito de um material de metal e tendo uma forma de anel, está disposto entre um veio 102 rotativo e uma superfície interna periférica no lado da atmosfera de um lábio 101 de vedação, o anel 103 de apoio estando em ligeiro contacto com a superfície interna periférica do lábio 101 de vedação. Além disso, uma parte 104 anular feita de um material de resina está disposta do mesmo modo que o anel 103 de apoio no lado B da atmosfera do anel 103 de apoio. Além disso, num lado A da câmara de armazenamento de fluido do anel 103 de apoio, uma superfície 107a de vedação firmemente ligada à superfície externa periférica do veio 102 rotativo, é proporcionada numa parte 107 de extremidade na qual o lábio 101 de vedação se estende de modo inclinado na direção da câmara de armazenamento de fluido a partir de uma parte 106 proximal na qual um anel 105 de reforço está encaixado, e uma mola 108 de lâmina para submeter a tensão a superfície 107a de vedação, está montada num sulco anular proporcionado na superfície externa periférica da parte 107 de extremidade.

Uma placa 109 de suporte circular está disposta no lado da atmosfera da parte 104 anular, e o anel 103 de apoio, a parte 104 anular e a placa 109 de suporte estão ensanduichados em conjunto por um anel 110 de fixação cuja periferia externa em corte tem uma forma de U. Estes três componentes ensanduichados são coletivamente uma parte de vedação que reforça o lábio 101 de vedação alinhado. A distância entre o sulco anular e a superfície 107a de vedação na extremidade distal do lábio 101 de vedação deve ser fabricada de modo fiável mas, sendo feito de borracha, o lábio 101 de vedação deforma-se facilmente e é difícil assegurar a dimensão desta distância quando a borracha é moldada. Além disso, o anel 103 de apoio e o lábio 101 de vedação devem ser unidos em conjunto de modo fiável e, quando o anel 103 de apoio é pressionado para o interior do lábio 101 de vedação, a capacidade de vedação é comprometida, porque o lábio 101 de vedação é levantado para cima da superfície externa periférica do veio rotativo.

Para resolver esta variedade de problemas, foram desenvolvidas técnicas, tais como aquelas demonstradas na Patente Japonesa N° 3346743 (Documento 2 de Patente) e no Pedido de Patente Japonesa Publicado N° 2003-120821 (Documento 3 de Patente). Nas técnicas divulgadas, uma parte de suporte inclinada de um anel de apoio é encaixada à pressão numa superfície cónica num lábio de vedação para expandir o diâmetro da superfície da parte de vedação, a superfície cónica ampliada do lábio de vedação inclinado é mantida em contacto sob pressão pela parte de suporte inclinada, e a superfície da parte de vedação no lado da atmosfera é mantida num ângulo constante. De acordo com este tipo de configuração, a superfície da parte de vedação mantida sob tensão pelo anel de apoio é firmemente ligada com acentuada pressão de superfície à superfície externa periférica do veio, a superfície da parte de vedação está em contacto com o veio através de uma pequena área de superfície de contacto, a capacidade de vedação é, de modo eficaz, impedida de encolher em resultado de deformação anormal, na qual a superfície da parte de vedação é esmagada, o estado do rebordo de vedação que está em contacto sob acentuada pressão superficial, é mantido e é apresentada uma excelente capacidade de vedação.

Documento 1 de Patente: Pedido de Modelo de Utilidade N° 3-41264 (página 1, FIG. 1)

Documento 2 de Patente: Patente Japonesa N° 3346743 (página 2, FIG. 2)

Documento 3 de Patente: Pedido de Patente Japonesa

Publicado N° 2003-120821 (página 2, FIG. 1)

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

[Problemas a Serem Resolvidos Pela Invenção]

Porém, em técnicas convencionais, tal como aquelas divulgadas na Patente Japonesa N° 3346743 (Documento 2 de Patente) e no Pedido de Patente Japonesa Publicado N° 2003-120821 (Documento 3 de Patente) , quando uma grande quantidade de pressão do fluido confinado é aplicada à periferia externa do lábio de vedação de borracha, o lábio de vedação é pressionado na direção do veio rotativo, e é criado um esforço excessivo entre o rebordo onde a superfície cónica do anel de apoio se dobra para trás na direção do veio rotativo e a superfície interior de vedação do lábio de vedação. Uma quantidade extremamente grande de esforço equivalente de Mises é criada no lábio de vedação localizado no rebordo do anel de apoio e, com utilização a longo prazo, existe o perigo do lábio de vedação sofrer roturas. Na prática, embora se forme ovalização (R) no rebordo do anel de apoio acima descrito e sejam feitos esforços para reduzir o esforço equivalente de Mises criado no lábio de vedação é, porém, desejada uma redução adicional no esforço equivalente de Mises. A presente invenção foi concebida em face de problemas tais como aqueles descritos acima e um seu objetivo é proporcionar um dispositivo de vedação em que um lábio de vedação possa manter uma vedação fiável do veio relativo relativamente a um fluido confinado a alta pressão, o esforço equivalente de Mises criado no lábio de vedação, possa ser reduzido, e a vida útil do lábio de vedação possa ser prolongada até um maior período de tempo.

[Meios Para Resolver Estes Problemas]

Para resolver estes problemas, a presente invenção proporciona um dispositivo de vedação com as caracteristicas da reivindicação 1 independente. Formas de realização adicionais são divulgadas pelas reivindicações dependentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 é uma vista em corte parcial do dispositivo de vedação na primeira forma de realização da presente invenção; A FIG. 2 é uma vista em perspetiva do anel de apoio; A FIG. 3 é uma vista em corte da metade superior do anel de apoio; A FIG. 4 contém desenhos mostrando a medição (Ensaio 1) do esforço equivalente de Mises alcançado com o anel de apoio e uma experiência (Ensaio 2) para avaliar a probabilidade do lábio de vedação se romper; A FIG. 5 contém desenhos mostrando os resultados do Ensaio 1; A FIG. 6 é um diagrama mostrando os resultados do Ensaio 2; A FIG. 7 contém desenhos que comparam os anéis de apoio da primeira forma de realização e do Exemplo 3 Comparativo; A FIG. 8 é um desenho mostrando a estrutura do lábio de vedação; A FIG. 9 é um desenho mostrando o dispositivo de vedação da segunda forma de realização; e A FIG. 10 é um desenho mostrando o dispositivo de vedação de lábio divulgado no Pedido de Modelo de Utilidade N° 3-41264 (Documento 1 de Patente).

ÍNDICE 1 dispositivo de vedação 2 anel de apoio 3 lábio de vedação 4 lábio de vedação 5 lábio de vedação 6 invólucro 7 parte de encaixe 7A parte de vedação 8 anel de reforço 21 parte fixa 22 parte saliente 23 parte cónica 24 extremidade distai 26 periferia 27 superfície da extremidade interior 29 periferia 31 extremidade distal do lábio 32 superfície côncava 50 veio rotativo 61 orificio de encaixe

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

Em seguida são descritas formas de realização da presente invenção.

FORMAS DE REALIZAÇÃO

Em seguida serão descritas formas de realização da presente invenção com referência aos desenhos. Em primeiro lugar, a FIG. 1 é uma vista em corte parcial do dispositivo de vedação na primeira forma de realização da presente invenção. A FIG. 2 é uma vista em perspetiva do anel de apoio. A FIG. 3 é uma vista em corte da metade superior do anel de apoio. A FIG. 4 contém desenhos mostrando a medição (Ensaio 1) do esforço equivalente de Mises alcançado com o anel de apoio e uma experiência (Ensaio 2) para avaliar a probabilidade do lábio de vedação se romper. A FIG. 5 contém desenhos mostrando os resultados do

Ensaio 1. A FIG. 6 é um diagrama mostrando os resultados do

Ensaio 2. A FIG. 7 contém desenhos comparando os anéis de apoio da primeira forma de realização e do Exemplo 3 Comparativo. A FIG. 8 é um desenho mostrando a estrutura do lábio de vedação. A FIG. 9 é um desenho mostrando o dispositivo de vedação da segunda forma de realização. A FIG. 10 é um desenho mostrando o dispositivo de vedação de lábio divulgado no Pedido de Modelo de Utilidade N° 3-41264 (Documento 1 de Patente). A FIG. 1 mostra o dispositivo de vedação da primeira forma de realização de acordo com a presente invenção e é uma vista em corte parcial de um estado, no qual o dispositivo de vedação não está unido a um veio. Na FIG. 1, a referência numérica 1 indica um dispositivo de vedação instalado entre um lado Y da atmosfera e um lado X da câmara de armazenamento de fluido e este dispositivo 1 de vedação é dotado de uma parte 7 de encaixe em borracha para encaixar num orifício 61 de encaixe num invólucro 6. Uma parte 7A de vedação de forma convexa é formada na superfície externa periférica da parte 7 de encaixe. Um anel 8 de reforço é embutido no interior da parte 7 de encaixe. O encaixe com o invólucro 6 é reforçado por este anel 8 de reforço e um segundo lábio 4 de vedação e terceiro lábio 5 de vedação são mantidos pela parte 7 de encaixe.

Um lábio 3 de vedação em borracha é formado numa forma cilíndrica que se inclina a partir da parte 7 de encaixe na direção de um veio 50 rotativo, com o anel 8 de reforço interposto entre estes. Uma extremidade 31 de lábio distal do lábio 3 de vedação, constitui uma superfície de função vedante e apresenta uma capacidade de vedação aumentando a pressão superficial quando ligada de modo ótimo ao veio 50 rotativo. O lado do lábio 3 de vedação que está virado para a câmara X de armazenamento de fluido da parte 7 de encaixe é dotado de um anel 2 de apoio tendo uma forma substancialmente semelhante ao lábio 3 de vedação ao longo da superfície do lábio 3 de vedação. Este anel 2 de apoio é formado com uma espessura que é suficientemente resistente à pressão para não se deformar apesar da pressão do fluido confinado que atua sobre o lábio 3 de vedação.

No dispositivo 1 de vedação da primeira forma de realização, o anel 2 de apoio, o qual se projeta na direção da câmara X de armazenamento de fluido para confinar o veio rotativo, tem uma forma cónica, pelo menos, na parte frontal do anel de apoio, como mostrado nas FIG. 1 e 2 e a extremidade 31 do lábio distal do lábio 3 de vedação suportado pelo anel 2 de apoio é capaz de estar em contacto com o veio 50 rotativo. O anel 2 de apoio do dispositivo 1 de vedação tem uma parte 21 fixa, que é uma parte fixa ao dispositivo 1 de vedação devido a estar ensanduichada pelo segundo lábio 4 de vedação e pelo lábio 3 de vedação em borracha suportado pelo anel 8 de reforço.

Além disso, o anel 2 de apoio tem uma parte 22 saliente, uma parte 23 cónica e uma parte 24 de extremidade distal, as quais estendem continuamente a partir da parte 21 fixa. A FIG. 3 mostra uma vista em corte da metade superior do anel 2 de apoio, em que as superficies das partes são mostradas sequencialmente como uma superfície A da parte 21 fixa, uma superfície B da parte 22 saliente, uma superfície D da parte 23 cónica e uma superfície F da extremidade 24 distai. Uma superfície E arredondada tendo um raio (R-l) de curvatura é formada pelo menos numa superfície de uma primeira periferia 26 onde a superfície D da parte 23 cónica se transforma na superfície F da extremidade 24 distai e uma superfície C arredondada tendo um raio (R-3) de curvatura é formada sobre uma superfície de uma segunda periferia 29 onde a superfície B da parte 22 saliente se transforma na superfície D da parte 23 cónica. No dispositivo de vedação da primeira forma de realização, toda a superfície D da parte 23 cónica em particular, é formada numa superfície cónica composta por uma superfície convexa tendo um raio (R-2) de curvatura substancialmente constante, maior do que o raio (R-l) de curvatura da superfície E arredondada da primeira periferia 26.

Além disso, a superfície C arredondada, que é a superfície da segunda periferia 29 onde a superfície B da parte 22 saliente se transforma na superfície D da parte 23 cónica é, igualmente, formada numa superfície convexa tendo o mesmo raio (R-2) de curvatura que o raio (R-2) de curvatura da superfície D da parte 23 cónica. Neste caso, quando o raio (R-3) de curvatura da superfície C arredondada e o raio (R-2) de curvatura da superfície D da parte 23 cónica são os mesmos raios de curvatura, a superfície C arredondada e a superfície D da parte 23 cónica são trabalhadas facilmente e a superfície B da parte 22 saliente pode transformar-se na superfície D da parte 23 cónica através simplesmente de uma superfície ligeiramente curva.

Sem ser limitada à presente forma de realização, é suficiente formar uma superficie convexa tendo um raio (R-2) de curvatura maior do que o raio (R-l) de curvatura da superficie E arredondada da primeira periferia 26, apenas na parte da superficie D da parte 23 cónica que continua até à superficie E arredondada, a qual é a superficie da primeira periferia 26.

Especificamente, na presente invenção, uma superficie retilínea na superficie D da parte 23 cónica, apenas necessita de ser feita tão pequena quanto possivel e a ovalização (raio de curvatura) dilatada de, pelo menos, parte (ou a totalidade) da superficie cónica do anel 2 de apoio pode contribuir para aumentar a área de superficie da superficie cónica do anel 2 de apoio para segurar o lábio 3 de vedação.

Nos casos em que uma superficie convexa tendo um raio (R-2) de curvatura maior do que o raio (R-l) de curvatura da superficie E arredondada da primeira periferia 26, é formada apenas em parte da superficie D da parte 23 cónica, é mais preferido formar uma superficie convexa tendo um raio (R-2) de curvatura maior do que o raio (R-l) de curvatura da superficie E arredondada na parte da superficie D da parte 23 cónica próximo da superficie E arredondada, porque esta superficie convexa provavelmente afetará a proximidade da superficie E arredondada.

Além disso, uma superficie 27 da extremidade interior substancialmente paralela ao veio 50 rotativo é formada na extremidade 24 distal do anel 2 de apoio, e uma superficie F' arredondada tendo um raio (R-0) de curvatura menor do que o raio (R-l) de curvatura da superficie E arredondada da primeira periferia 26 é formada na parte onde a superfície F da extremidade 24 distai se transforma na superfície 27 da extremidade interior. Relativamente à extremidade 24 distal, a superfície F da extremidade 24 distai está orientada de modo essencialmente perpendicular ao veio 50 rotativo e, em vez de proporcionar uma superfície perpendicular a este, a superfície F da extremidade 24 distai pode ser uma superfície curva onde a superfície E arredondada tendo um raio (R-l) de curvatura se transforma diretamente na superfície F' arredondada tendo um raio (R-0) de curvatura. O resultado da presença, pelo menos, da superfície F' arredondada tendo um raio (R-0) de curvatura, é que o lábio 3 de vedação não é danificado pelo rebordo formado na superfície da extremidade interior da extremidade 24 distai do anel 2 de apoio.

No dispositivo de vedação da primeira forma de realização, como encaixes adequados, o raio (R-0) de curvatura da superfície F' arredondada é 0,1 mm, o raio (R-l) de curvatura da superfície E arredondada é 0,4 mm, o raio (R-2) de curvatura da superfície D é 3,0 mm e o raio (R-3) de curvatura da superfície C arredondada é 3,0 mm.

No anel 2 de apoio no dispositivo de vedação da primeira forma de realização, a superfície B da parte 22 saliente que se estende continuamente a partir da parte 21 fixa é substancialmente paralela ao veio 50 rotativo e a superfície C arredondada, a qual é a superfície da segunda periferia 29 onde a superfície B da parte 22 saliente se transforma na superfície D da parte 23 cónica, pode ser uma superfície arredondada tendo um raio (R-3) de curvatura maior do que o raio (R-2) de curvatura da superfície D da parte 23 cónica. Além disso, a forma da parte 21 fixa é arbitrária e não apenas não existe nenhuma necessidade da superfície B da parte 22 saliente ser substancialmente paralela ao veio 50 rotativo, mas também não existe nenhuma necessidade de distinguir separadamente entre a parte 21 fixa e a parte 22 saliente.

Em geral, como descrito anteriormente, nos casos em que uma grande quantidade de pressão de fluido confinado é aplicada à periferia externa do lábio 3 de vedação em borracha, o lábio 3 de vedação é empurrado na direção axial do veio 50 rotativo, é criado esforço excessivo entre a superfície interna da vedação do lábio 3 de vedação e o rebordo (proximidade da superfície E arredondada) onde a superfície cónica do anel 2 de apoio se dobra para trás na direção do veio rotativo e o esforço equivalente de Mises é aplicado ao lábio 3 de vedação localizado na proximidade da superfície E arredondada. Foram efetuadas medições (Ensaio 1) de esforço equivalente de Mises alcançado com o anel 2 de apoio do dispositivo de vedação (presente invenção) da primeira forma de realização e do esforço equivalente de Mises alcançado quando foi utilizado um anel de apoio estruturado de modo diferente dos Exemplos 1, 2 e 3

Comparativos; e uma experiência (Ensaio 2) foi conduzida para avaliar a probabilidade do lábio de vedação se romper quando submetido a variações de pressão e variações nas condições de temperatura, como mostrado na FIG. 4. (1) No Exemplo 1 Comparativo do anel de apoio, uma superfície Cl arredondada é um rebordo não tendo basicamente nenhuma ovalização, e uma superfície Dl é uma superfície plana não tendo basicamente nenhuma ovalização. (2) No Exemplo 2 Comparativo do anel de apoio, uma superfície C2 arredondada tem um raio de curvatura de 1,5 mm e uma superfície D2 é uma superfície plana não tendo basicamente nenhuma ovalização. (3)

No Exemplo 3 Comparativo do anel de apoio, uma superfície C3 arredondada tem um raio de curvatura de 1,0 mm e uma superfície D3 é uma superfície plana não tendo basicamente nenhuma ovalização.

Para as condições de ensaio do Ensaio 1, foi mantida água quente a uma temperatura de 200 °C, foi aplicada uma pressão de 8 MPa como a pressão do fluido confinado e o esforço equivalente de Mises máximo na extremidade do lábio distai devido às formas dos anéis de apoio foi produzido como o resultado de análise MEF.

Para as condições de ensaio do Ensaio 2, foi mantida água quente a uma temperatura de 220 °C, o intervalo de flutuação da pressão foi ajustado para 2 MPa, foram aplicadas alternadamente pressões de 6 MPa e 8 MPa e a frequência de pulsação foi ajustada para 2400 vezes. Além disso, para a excentricidade do veio, a excentricidade axial foi ajustada para 0,3 mm e foi avaliada a probabilidade do lábio de vedação se romper devido às formas dos anéis de apoio.

Para os resultados do Ensaio 1, o máximo esforço equivalente de Mises na extremidade do lábio distal no Exemplo 1 Comparativo foi 15,2 MPa, o máximo esforço equivalente de Mises na extremidade do lábio distal no Exemplo 2 Comparativo foi 13,3 MPa, o máximo esforço equivalente de Mises na extremidade do lábio distal no Exemplo 3 Comparativo foi 8,3 MPa e o máximo esforço equivalente de Mises na extremidade do lábio distal no dispositivo de vedação (presente invenção) da primeira forma de realização foi 7,9 MPa, como mostrado na FIG. 5. Além disso, a medição da força (N) de tensão confirmou igualmente que o dispositivo de vedação (presente invenção) da primeira forma de realização tinha uma força (N) de tensão de cerca de 184 N, o que era inferior ao dos exemplos comparativos e o dispositivo de vedação era resistente ao calor gerado, como mostrado na FIG. 6.

Os resultados do Ensaio 2 mostraram que a rotura ocorreu em todos os lábios de vedação nos outros Exemplos 1, 2 e 3

Comparativos, ao passo que nenhuma rotura ocorreu no lábio de vedação do dispositivo de vedação (presente invenção) da primeira forma de realização e era evidente que o esforço equivalente de Mises no lábio de vedação poderia ser reduzido.

Referindo a FIG. 7, o anel de apoio do dispositivo de vedação da primeira forma de realização é comparado com o anel de apoio do Exemplo 3 Comparativo, o qual se assemelha comparativamente à primeira forma de realização. Em geral, quando a pressão proveniente do lado X da câmara de armazenamento de fluido atua sobre o lábio 3 de vedação, a extremidade distal do lábio é pressionada contra o veio rotativo, enquanto ao mesmo tempo é exercida força de pressão a partir do lábio 3 de vedação sobre o anel 2 de apoio. Em particular, o lábio 3 de vedação entra, em seguida, em contacto firme com a periferia (rebordo do anel de apoio) onde a superfície da parte cónica do anel 2 de apoio se transforma na superfície da extremidade distai e existe uma tendência para uma extremamente grande quantidade de esforço equivalente de Mises se concentrar nesta localização.

De acordo com a FIG. 7, a superfície D3 na parte cónica do anel 2 de apoio no Exemplo 3 Comparativo é formada numa superfície linear retilínea. Além disso, a superfície C3 arredondada é formada na periferia entre a superfície B3 da parte saliente, a qual é uma superfície linear retilínea que se estende continuamente a partir da parte fixa e a superfície D3 da parte cónica, que é uma superfície linear retilínea. No anel 2 de apoio utilizado no dispositivo de vedação da primeira forma de realização, uma superfície que não é retilínea e linear e que tem um raio de curvatura comparativamente grande é formada através da totalidade (ou parte) da superfície D da parte cónica.

Como é evidente a partir dos resultados dos ensaios comparativos descritos acima, a ovalização dilatada (raio de curvatura), pelo menos, da totalidade (ou parte) da superfície cónica do anel 2 de apoio utilizado no dispositivo de vedação da primeira forma de realização, contribui para aumentar a área de superfície da superfície cónica do anel 2 de apoio para segurar o lábio 3 de vedação e, embora a pressão proveniente da câmara X de armazenamento de fluido atue sobre o lábio 3 de vedação em resultado da força de fricção desta superfície de contacto ampliada, de modo eficaz são impedidos de ocorrer ligeiros desalinhamentos entre o lábio 3 de vedação e a superfície cónica do anel 2 de apoio. Consequentemente, uma quantidade extrema de esforço equivalente de Mises não se concentra sobre o lábio de vedação localizado na superfície E arredondada da primeira periferia 26 onde a superfície da parte cónica do anel de apoio se transforma na superfície da extremidade distai, o esforço equivalente de Mises que ocorre no lábio 3 de vedação pode ser reduzido, ao mesmo tempo que uma vedação fiável do veio é mantida pelo lábio 3 de vedação e pode ser conferida ao lábio uma vida útil mais longa do que aquela de produtos convencionais.

Particularmente, no dispositivo de vedação da primeira forma de realização, toda a superfície D da parte 23 cónica é formada numa superfície cónica tendo uma extremidade cónica e composta por uma superfície convexa tendo um raio (R-2) de curvatura substancialmente constante, maior do que o raio (R-l) de curvatura da superfície E arredondada da primeira periferia 26. Além disso, a superfície C arredondada, que é a superfície da sequnda periferia 29 onde a superfície B da parte 22 saliente se transforma na superfície D da parte 23 cónica, é igualmente uma superfície convexa tendo o raio (R-2) de curvatura. Neste caso, o raio (R-3) de curvatura da superfície C arredondada e o raio (R-2) de curvatura da superfície D da parte 23 cónica são o mesmo raio de curvatura. 0 anel 2 de apoio é fabricado facilmente se o raio (R-3) de curvatura da superfície C arredondada e o raio (R-2) de curvatura da superfície D da parte 23 cónica tiverem o mesmo raio de curvatura, mas não estando limitada a esta opção apenas, a superfície C arredondada pode igualmente ter um raio (R-3) de curvatura maior do que o raio (R-2) de curvatura da superfície cónica, a qual é a superfície da parte cónica.

Particularmente, no anel 2 de apoio do Exemplo 3 Comparativo, ou semelhante, a superfície C3 arredondada é realizada como uma parte curva comparativamente visível na periferia entre a superfície B3 da parte saliente, a qual é uma superfície linear retilínea que se estende continuamente a partir da parte fixa e a superfície D3 da parte cónica, a qual é uma superfície linear retilínea. Se a parte curva tendo um raio de curvatura comparativamente pequeno estiver presente deste modo, as flutuações na pressão interna da câmara de armazenamento de fluido provavelmente farão com que o lábio 3 de vedação se separe do anel 2 de apoio nesta parte curva, e é provável a ocorrência de ligeiros desalinhamentos entre o lábio 3 de vedação e a superfície cónica do anel 2 de apoio. Porém, no dispositivo de vedação da primeira forma de realização, a superfície D da parte cónica já se estende num raio de curvatura específico e uma periferia é formada onde a superfície D da parte cónica se transforma progressivamente na superfície B da parte saliente; consequentemente, não existe nenhuma parte extremamente curva e, de modo eficaz, podem ser impedidos de ocorrer ligeiros desalinhamentos entre o lábio 3 de vedação e a superfície cónica do anel 2 de apoio. A FIG. 8 mostra a estrutura do lábio 3 de vedação, em que a superfície interior do lábio 3 de vedação, o qual é suportado pelo anel 2 de apoio tendo uma parte saliente, uma parte cónica e uma parte 31 de extremidade do lábio distai que se estende continuamente a partir da parte fixa, é formada antecipadamente como uma superfície 32 côncava para se adaptar à curvatura convexa da superfície D da parte cónica do anel 2 de apoio, pelo menos durante a moldagem do lábio 3 de vedação. Quando o lábio 3 de vedação é formado antecipadamente como uma superfície 32 côncava para se adaptar à superfície D convexa da parte cónica do anel 2 de apoio, a superfície 32 côncava do lábio 3 de vedação e a superfície D convexa da parte cónica, portanto, ajustam-se em conjunto também no estado habitual de pressão. Além disso, o lábio 3 de vedação é menos suscetível de deformação do que um lábio de vedação convencional tendo uma superfície linear retilínea sobre a superfície interior e podem, de modo eficaz, ser impedidos de ocorrer ligeiros desalinhamentos entre o lábio 3 de vedação e a superfície cónica do anel 2 de apoio, dependendo da resistência do próprio material do lábio 3 de vedação. A FIG. 9 mostra o dispositivo de vedação da segunda forma de realização, o qual é diferente do dispositivo de vedação da primeira forma de realização por, no dispositivo de vedação da primeira forma de realização, toda a superfície D da parte 23 cónica em particular ser formada numa superfície cónica tendo uma extremidade cónica composta por uma superfície convexa tendo um raio (R-2) de curvatura substancialmente constante, maior do que o raio (R-l) de curvatura da superfície E arredondada da primeira periferia 26. Porém, no dispositivo de vedação da segunda forma de realização, a superfície D da parte 23 cónica é composta por superfícies Dl, D2, D3... tendo raios de curvatura diferentes que são maiores do que o raio (R-l) de curvatura da primeira periferia e a superfície D da parte 23 cónica é uma superfície cónica tendo uma extremidade cónica sem superfícies lineares retilíneas, a superfície sendo composta por uma combinação de raios de curvatura diferentes. A curvatura da superfície D da parte 23 cónica pode ser feita variar de modo extremo combinando as superfícies Dl, D2, D3 de raios de curvatura diferentes para se adaptar à distribuição de pressão no interior da câmara de armazenamento de fluido e, consequentemente, pode ser impedida a ocorrência de ligeiros desalinhamentos entre o lábio de vedação e a superfície cónica do anel de apoio.

Quando a superfície é concebida para aumentar gradualmente em raio de curvatura a partir da superfície E arredondada da primeira periferia 26, de tal modo que a relação (raio Dl de curvatura) > (raio D2 de curvatura) > (raio D3 de curvatura) seja mantida, é então formada uma periferia onde a superfície D da parte cónica se transforma progressivamente na superficie B da parte saliente e é, consequentemente, improvável que estejam presentes partes extremamente curvas.

Lisboa, 26 de setembro de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo (1) de vedação tendo um anel (2) de apoio projetando-se na direção de uma câmara (X) de armazenamento de fluido de modo a confinar um veio (50) rotativo, em que pelo menos, o referido anel (2) de apoio tem uma forma cónica e uma extremidade (31) distai de um lábio (3) de vedação suportado pelo anel (2) de apoio é capaz de entrar em contacto com o veio (50) rotativo pelo que: o referido anel (2) de apoio tem uma parte (22) saliente, uma parte (23) cónica e uma parte (24) de extremidade distai que se estende de modo continuo a partir de uma sua parte (21) fixa; uma superfície (E) arredondada tendo um raio (R-l) de curvatura é formada pelo menos numa periferia (26) onde uma superfície (D) da referida parte (23) cónica se transforma numa superfície (F) da referida extremidade (24) distai; e caracterizada por uma superfície (C) arredondada tendo um raio (R-3) de curvatura ser formada numa segunda periferia (29) onde uma superfície (B) da referida parte (22) saliente se transforma na superfície (D) da referida parte (23) cónica; e a superfície (D) da referida parte (23) cónica ser uma superfície convexa tendo um raio (R-2) de curvatura substancialmente constante maior do que o raio (R-l) de curvatura da referida primeira periferia (26); e o raio (R-2) de curvatura da referida parte (23) cónica é o mesmo raio de curvatura que o raio (R-3) de curvatura da referida segunda periferia (29).
2. Dispositivo (1) de vedação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido anel (2) de apoio ter a referida parte (22) saliente que se estende de modo continuo a partir da referida sua parte (21) fixa, em que a superfície (B) da referida parte (22) saliente é substancialmente paralela ao referido veio (50) rotativo.
3. Dispositivo (1) de vedação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por uma superfície (27) da extremidade interior, substancialmente paralela ao veio (50) rotativo, ser formada na extremidade (24) distal do referido anel (2) de apoio; e uma superfície (F' ) arredondada, tendo um raio (R-0) de curvatura menor do que aquele da superfície (E) arredondada tendo o referido raio (R-l) de curvatura, é formada na periferia onde a superfície da referida extremidade (24) distai se transforma na referida superfície (27) da extremidade interior.
4. Dispositivo (1) de vedação de acordo com qualquer das reivindicações 1 até 3, caracterizado por uma superfície interior do lábio (3) de vedação, o qual é suportado pelo referido anel (2) de apoio tendo a parte (22) saliente, a parte (23) cónica e a parte (24) da extremidade distai que se estende de modo contínuo a partir da parte (21) fixa, ser formada antecipadamente, pelo menos, quando o referido lábio (3) de vedação é moldado, como uma superfície (32) côncava, para se adaptar à superfície convexa da parte (23) cónica do referido anel (2) de apoio. Lisboa, 26 de setembro de 2017