SE414219B - Anordning for avtetning av en ringformig oppning mellan en inre del som foretredesvis utgores av en axel och en denna omgivande yttre del - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 35 40 _ 7i1u71s-7 lämplig spalt mellan tätningsorgan och axel. En nackdel är härvid, att gummihylsan där relativt känslig för åverkan och inte tål höga temperaturer, samtidigt som det kan vara svårt att byta ut hylsor av detta slag genom att de är svära att göra delbara. Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma en förbättrad tàtningsanordning av det beskrivna slaget, d v s en tätningsanordning där tätningsorganet har en tätningsyta som är anordnad att samverka med en motstående tätningsyta på den andra av de nämnda delarna, och anordningen innefattar en tryckfluidumtillförselanordning för tillförsel av tryckfluidum till ett spaltformigt utrymme mellan tätningsytorna under ett tryck, som överstiger trycket på ömse sidor om tätningsorganet.

För tillgodoseende av detta ändamål kännetecknas tätningsanordningen enligt upp- finningen av att tätningsytorna har formen av rotationsytor med väsentligen kontinu- erligt avtagande diameter, t ex koniska ytor, och är på sådant sätt rörliga relativt varandra, att storleken av det spaltformiga utrymmet mellan tätningsytorna åtminstone delvis bestämmes genom axiell relativrörelse mellan tätningsytorna.

Det inses, att tätningsorganet härvid kan.bestâ av en helt stel metallring, vars tät- ningsyta samverkar med en motstående tätningsyta på t ex en axel och genom axiell förflyttning åstadkommer den nämnda spalten mellan tätningsytorna. En sådan metallring kan lätt göras delbar och tål höga temperaturer och hög hastighet hos relativrörelsen mellan tätningsytorna.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen är tätningsorganet fjäderbelastat för att tätningsorganet, då något tryckfluidum inte tillföres mellan tätningsorganet och den motstående tätningsytan på den nämnda andra delen, skall sträva att förflyttas till ett läge, där tätningsytorna tätande anligger mot varandra.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar. Fig. l - 8 visar i axialsektion olika utföringsformer av tätningsanord- ningar enligt uppfinningen.

I fig, l betecknar hänvisningsnummer 2 en del av ett hus, vilket bildar en genomför- šngsöppning för en axel 4. Utrymmet inuti huset 2 är betecknat med hänvisníngsnunmer 6, medan utrymmet utanför huset 2 är betecknat med hänvisningsnummer 8. Axeln 4 har 'ett parti l0 med relativt liten diameter och ett parti 12 med relativt sett större diameter, vilka partier förbindes av ett koniskt parti 14, som bildar en tätningsyta.

I det ringformiga utrymmet mellan väggen av husets 2 genomföringsöppning och axeln l0 är anordnat ett tätningsorgan l6, vilket har en väsentligen cylindrisk ytteryta 18 och en väsentligen konisk inneryta 20. Den cylindriska ytan 18 är anordnad att tätande 10 15 20 25 30 35 40 7'?“l4?19~? 3 ansluta sig till huset 2, medan den koniska ytan 20 bildar den för samverkan med ytan 14 å axeln anordnade tätningsytan. Den tätande anslutningen mellan ytan l8 och huse. 2 är bildad genom att tätningsorganet l6 är försett med periferiella lister 22, vilka mellan sig bildar ett spår för upptagande av en 0-ring 24, och genom att tätningsorganet är utformat med ett spår för upptagande av en 0-ring 28.

Mellan husets 2 genomgängsöppning och ytan 18 på tätningsorganet l6 och de i spåren lanordnade 0-ringarna 24 och 28 bildas således en ringformad kammare 30. Den ring- formade kammaren 30 är anslutbar till en yttre tryckfluidumkälla genom en öppning 32 i huset 2. Skiljeytan mellan tätningsorganets koniska yta 20 och axelns koniska yta l4 står i förbindelse med kammaren 30 och genom ett flertal på periferiellt avstånd från varandra runt tätningsorganet belägna, radiellt förlöpande kanaler 34.

Kanalerna står vid sin inre ände i förbindelse med ett periferiellt spår 36, som är utformat i tätningsorganets l6 koniska yta 20. Även om så inte visas i figuren, kan tätningsorganet l6 vara utformat med axiella fördelningsspår, som lämpligen är belägna mittför var sin av kanalerna 34.

Vid tillförsel av tryckfluidum genom öppningen 32, fördelar sig fluidet runt tätnings- organet l6.i kammaren 30 och tillföres fluidet var och en av kanalerna 34 i tätnings- organet l6. Fluidets tryck överstiger trycket på ömse sidor om tätningsorganet, vilket medför, att tätningsorganet strävar att förflytta sig axiellt åt höger i figuren för att bilda en spalt mellan ytorna l4 och 20. Härvid avgår fluidum från spaltens båda ändar till utrymmena 6 och 8, vilket medför, att någon förbindelse inte kan komma till stånd mellan utrymmena 6 och 8 och dessa därmed är effektivt skilda' från varandra. Tätningsorganet l6 bildar ett beröringsfritt tätningsorgan, vilket upprätthåller en spalt mellan tätningsytorna l4 och 20, vars storlek är likformiga och beroende av trycket hos det tillförda.fluidet samt trycken i utrymmena 6 och 8.

Eftersom den axiella projektionen av tätningsytan 20 är större än den av den inrelist- en 22 och tätningsringen 24 bildade ändytan av kammaren 30, kommer tätningsorganets axiella läge att balanseras genom att trycket mot ytan 20 sjunker vid ökande spalt mellan tätningsytorna, medan trycket i kammaren 30 på grund av strypningen av flödet genom kanalerna 34 är väsentligen konstant.

I fig. 2 visas en axialsektion genom en andra utföringsform av uppfinningen. även här sträcker sig en axel 40 genom en genomgående öppning i ett hus 42. I den ringform- iga öppningen mellan väggen av husets genomgående öppning och axeln 40 är anordnat ett tätningsorgan 44. Axeln 40 har en konisk tätningsyta 46, som samverkar med en motsvarande konisk yta 48 på tätningsorganet 44. Tätningsorganet 44 är fjäderbelastat medelst ett antal konventionella skruvfjädrar 50, som är inspända mellan en med tätningsorganet förbunden ring 52 och en motstående yta av huset 42. Fjädrarna 50 strävar att hålla de koniska tätningsytorna 46 och 48 i ingrepp med varandra. I detta 10 l5 20 25 ¿3q SS 40 _7?1u719-vi 4 utföringsexempel hålles således tätningsorganet i ett förutbestämt läge oberoende av trycket i utrymmena på ömse sidor om tätningsanordningen. En ringformad kammare 54 är belägen mellan huset och tätningsorganet, och denna kammare står genom en kanal 56 i huset 42 i förbindelse med en tryckfluidumkälla. Kammaren 54 står i förbindelse med ett antal periferiellt runt tätningsorganet fördelade, radiellt förlöpande kanaler 58, som är anslutna till ett runtomgående spår 60 i tätningsorganet 44.

Vid tillförsel av tryckfluidum till kammaren 54 genom kanalen 56 sker en axiell för- flyttning av tätningsorganet 44 i riktning åt höger enligt figuren för bildande av en spalt mellan de koniska tätningsytorna 46 och 48, varvid tryckfluidet avgår från spalten vid ömse sidor av tätningsorganetf Tätningsanordningen enligt fig. 2 fungerar 'alltså på samma sätt som tätningsanordningen enligt fig. l för att hindra förbindelse mellan utrymmena på ömse sidor om tätningsanordningen och för åstadkommande av en beröringsfri tätning. Då tryckfluidumtillförseln upphör, återföres tätningsorganet " till det läge, där de koniska tätningsytorna anligger mot varandra, genom fjädrarnas 50 inverkan.

För att hindra att tryckfluidet avgår till det inre av huset frân utrymmet 62 till vänster om tätningsanordningen enligt figuren, är på axeln anordnad en tätnings- ring 64, vilken samverkar med en vid huset fäst bricka 66. Det till utrymmet 62 mellan tätningsorganet 44 och tätningsringen 64 avgående fluidet uppsamlas i detta utrymmet och avledes genom en kanal 68, från vilken fluidet, om så önskas, kan äter- föras till tryckfluidumkällan-för att på nytt tillföras tryckfluidumkanalan 56.

Den i fig. 3 visade utföringsformen av tätningsanordningen enligt uppfinningen inne- fattar ett tätningsorgan 70, vilket i likhet med vad som är fallet vid utförings- formerna enligt fig. l och 2 är anordnat i en ringformig öppning mellan en axel 72 och ett hus 74, genom vilket axeln sträcker sig. Tätningsorganet 70 innefattar en ~ yttre ring 76, som är av väsentligen cylindrisk form och tätt inspänd i huset 74, en inre ring 78 av stelt material, t ex vävbakelit, samt ett mellan ringarna 76 och 78 beläget och ringarna förbindande parti 80 av elastiskt material, företrädesvis mjukt gummi. Den inre ringen 78 har en konisk tätningsyta 82, vilken samverkar med en konisk tätningsyta 84 på axeln 72. Det av gummi bestående partiet 80 är vid utförings- exemplet utformat med en relativt slank mittdel 86, vilket medför att den inre ringen 78 är förskjutbar i axiell riktning för bildande av en spalt mellan tätningsytorna 82 och 84 samtidigt som ringen 78 givetvis är radiellt inställbar för att anpassa sig till en eventuellt excentrisk rörelse hos axeln 72. Liksom vid utföringsformerna enligt fig. l och 2 är i huset utformad en tillförselkanal 88 för tryckfluidum, en i A huset utformad fördelningskammare 90, radiella kanaler 92 i tätningsorganet samt ett periferiellt spår 94 i tätningsorganets koniska yta 82. l0 15 20 25 30 35 40 7714719-7 5 Vid tryckfluidumtillförsel till anordningen alstras en spalt mellan de koniska ytorna 82 och 84, från vars ändar tryckfluidet avgår till utrymmena på ömse sidor om tätningsorganet för att skilja nämnda utrymmen från varandra. Då tryckfluidum- tillförseln upphör återgår ytorna 82 och 84 till anliggning mot varandra genom gummits elasticitet. ' I fig; 4 visas en axialsektion genom en tätningssats, avsedd att införlivas med en konventionell konstruktion i form av en axel och ett denna omgivande hus eller liknande. Tätningssatsen innefattar en yttre hylsa l00, vilken är försedd med en fluidumtillförselkanal 102, som är avsedd att stå i förbindelse med en tryckfluidum- källa. Hylsan 100 inspännes i ett hus eller liknande, varvid kanalen l02 anordnas I mittför en öppning i huset, vilken i sin tur står i förbindelse med tryckfluidum4_ källan.

I hylsan l00 är anordnat ett tätningsorgan 104, vilket har ett yttre, grunt spår 106, i vilket tätningsringar i form av 0-ringar l08 är anordnade för tätning mellan hylsan l00 och tätningsorganet l04. Ringarna 108 tillåter axiell förflyttning av hylsan l00 och tätningsorganet 104 relativt varandra i åtminstone någon grad. Tätningsorganets _inre yta utgöres av en konisk tätningsyta ll0. Mellan hylsan 100 och tätningsorganet 104 är mellan tätningsringarna 108 bildad en fördelningskammare ll2, vilken sträcker sig runt tätningsorganet 104 för att fördela det genom kanalen 102 tillförda fluidet.

Tätningsorganet 104 har ett antal på periferiellt avstånd från varandra belägna, radiellt förlöpande kanaler ll4, vilka är anordnade att tillföra fluidum mellan den koniska ytan ll0 och en motstående konisk yta ll6 på en inre hylsa ll8. Hylsan ll8 har en cylindrisk inneryta l20, i vilken är utformat ett_spår för upptagande av en tätningsring l22. Hylsan ll8 kan anbringas på en konventionell, slät axel för att bilda den koniska motyta, som vid de tidigare beskrivna utföringsexemplen varit utformad direkt i axelns material.

Det inses, att den i fig. 4 visade tätningssatsen har samma funktion som de ovan beskrivna tätningsanordningarna, d v s det fluidum, som tillföras anordningen genom kanalen l02, fördelningskammaren ll2 och kanalerna ll4 åstadkommer en axiell förskjut- ning av tätningsorganet l04, så att det mellan de koniska ytorna bildas en spalt, från vars ändar tryckfluidet avgår. Sålunda utgör tätningssatsen enligt fig. 4 en anordning, som kan införlivas med i stort sett alla konstruktioner, där en axel sträcker sig genom ett hus eller liknande. Även den i fig. 5 visade utföringsformen av uppfinningen är avsedd för avtätning av 'det ringformiga utrymmet mellan en axel l30 och ett axeln omgivande hus l32. På axeln l30 är anordnat ett ringformigt element l34, vilket har en yttre, k0flíSk yïß 10 15 20 25 30 35 40 7714719-7 6 136 och är a dtat mot axeln medelst en i ett spår anordnad 0-ring 138. Utanför ringen 134 är anordnat ett tätningsorgan 140, vilket har en konisk tätningsyta l42_ som är vänd mot ytan 136. Tätningsorganets 140 ytteryta är ansluten till huset 132 medelst en av elastiskt material bestående hylsa 144. Hylsan består företrädesvis av gummi och är försedd med en fjäderarmering 146. Lämpligen är hylsan fastvulkad vid tätningsorganets 140 yttre yta och ena sidoyta på det på ritningen visade'sättet och är hylsan vid sin andra kant inspänd mellan huset 132 och en fixeringsring 148, .vilken t ex medelst bultar är fäst vid huset 132. Utrymmet innanför hylsan 144 vid den ena sidan om tätningsorganet 140 är tillslutet medelst en ändbricka 150 och en tätningsring 152. Liksom vid övriga ovan beskrivna utföringsformer är tätningsorganet försett med ett antal radiellt förlöpande kanaler 153 för tillförsel av tryckfluidum still utrymmet mellan de koniska ytorna 136 och 142. Vid tillförsel av tryckfluidum 1 åstadkommes en spalt mellan ytorna från vilken tryckfluidet avgår vid spaltens ända.

Det tryckfluidum, som avgår vid den i figuren vänstra änden av spalten avledes från det medelst brickan 150 och tätningsringen 152 avtätade utrymmet via en kanal 154.

Utföringsformen enligt fig. 5 kan modifieras genom att ringen 134, som bildar tät- åningsytan 136 sträcker sig längre åt vänster än vad som visas i fig. 3 och är försedd med lämpliga ansatser och spår för att uppbära tätningsringen 152 och fixera denna och för att uppbära och fixera t ex ett kullager.

I fig. 6 visas en utföringsform av uppfinningen, där tätningsorganets koniska yta har en speciell utformning. Tätningsorganet 160 har, liksom de ovan beskrivna ut- föringsformerna av uppfinningen,ett antal radiellt förlöpande kanaler 162. Till skillnad från vad som är fallet vid de ovan beskrivna utföringsformerna, där kanaler- na mynnar i ett gemensamt, runtomgående spår, mynnar var och en av kanalerna 162 i en trytkkammare 164..Vid denna utformning av tätningsorganets koniska yta erhålles en förbättrad centrering och reglering av spaltens storlek i förhållande till den motstâende koniska ytan. I Vid utföringsexemplet enligt fig. 7 är den koniska ytan 170, vilken samverkar med den koniska ytan 172 på tätningsorganet 174 försedd med ett antal axiellt förlöpande spår för att förbättra medbringandet av det fluidum, som tillföres spalten mellan ytorna 172 och 170 genom kanalerna 176 i tätningsorganet 174.

Vid utföringsformen enligt fig. 8 innefattar det i en ringformig öppning mellan ett hus 180 och en axel 182 belägna tätningsorganet 184 två symmetriskt anordnade partier, som har var sin konisk yta 186. Ytorna 186 samverkar med var sin konisk yta 188 på axeln. Tätningsorgnnet 184 består helt av gunmielastiskt material. Tätnings- läppar 190 är utformade vid tätningsorganets ytteryta för att åstadkomma tät anslut? 3 ning av tätningsorganet till huset 180. Vidare har tätningsorganet ett mittparti 192

Claims (8)

10 15 20. 25 30 35 40 '7714719-'7 7 med reducerad tjocklek, vilket underlättar de på ömse sidor om mittpartiet 192 belägna partiernas axiella rörelse från varandra för bildande av spalter mellan de respektive tätningsytorna 186 och 188 vid tillförsel av tryckfluidum genom en kanal 194 i huset 180, en fördelningskammare 196, radiella kanaler 198 i tätningsorganet 184 och ett runtomgående spar 200 i tätningsorganet. Tätningsläpparnas190 tillåter att tätningsorganet som helhet medföljer axeln 182 vid axialrörelse med bibehållen tätning mot huset 180. Det är naturligtvis möjligt, att helt eller delvis utforma de bada pa ömse sidor om mittpartiet 192 belägna partierna av stelt material. Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de följande patentkravent P A T E N T K R A V

1.. Anordning för avtätning av en ringformig öppning mellan en inre del (l0; 40; 84; 130; 182), som företrädesvis utgöres av en axel, och en denna omgivande, yttre del (2; 42; 74; 132; 180), varvid nämnda delar är rörliga relativt varandra, innef' fattande ett i den ringformiga öppningen anordnat tätningsorgan (l_6; 44; 70; 104; 140; 160; 174; 184), som är tätande anslutet till den ena av de nämnda delarna och har en tätningsyta anordnad att samverka med en motstáende tätningsyta på den andra av de nämnda delarna, och en anordning för tillförsel av ett tryckfluidum till ett spaltformigt utrymme mellan tätningsytorna under ett tryck, som överstiger trycket på ömse sidor om tätningsorganet, k ä n n e t e c k n a d av att tätningsytorna (20; 48; 82; 110; 142; 172; 186) har formen av rotationsytor med kontinuerligt avtagande diameter, t ex koniska ytor, och är pa sådant sätt rörliga relativt varandra, att storleken av det spaltformiga utrymmet mellan tätningsytorna åtminstone delvis bestämmes genom axiell relativrörelse mellan tätningsytorna.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tätningsorganet (16; 44; 70; 104; 140; 160; 174; 184) är fjäderbelastat på sådant sätt, att tät- ningsytorna tätande anligger mot varandra, da nagot tryckfluidum inte tillföres - det spaltformiga utrymmet mellan tätningsytorna (20; 48; 82; 110; 142; 172; 186).

3. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den tätningsytan pa tätningsorganet motstaende tätningsytan är utformad pa en pa axeln anordnad ring (l18; 134);

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ' tätningselement (28; 108; 190) är anordnade mellan tätningsorganets (16; 104; 184) ytteryta och den yttre delen på sådant sätt, att tätningsorganet är axiellt för- skjutbart relativt den yttre delen under bibehållen tätning mellan tätningsorganet 7714719-7 « 'io 15 'och den yttre delen.

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att tätningsorganet är utformat som en helt stel ring (l6; 44; 104; l40; 174), som företrädesvis består av metall;

6. ; Anordning enligt något av krav l-4, k ä n n e t e c k n a d av att tätnings- organet består av en yttre, i.den yttre delen infäst ring (75) samt en inre med den nämnda tätningsytan försedd stel ring (78), varvid ringarna är förbundna med varandra medelst ett mellanliggande parti (80) av högelastiskt material, företrädes- visagummi.

7. Anordning enligt något av föregående krav,> k ä n n ett e c k n a d av att atminstone~den ena tätningsytan är utformad med kamrar (l64), till vilka är an- slutna kanaler (162) för tryckfluidumtillförsel. -

8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone den ena tätningsytan är försedd med ett flertal axiella spar (l7l). I ÅNFÖRDÅ PUBLIKÅTIÛNÉR: Sverige 354 987 (Fl6C 17/16) U$*1 785 8Û6 (277-89)