SE423436B

SE423436B - SEALING DEVICE FOR A ROTARY AXLE

Info

Publication number: SE423436B
Application number: SE7811266A
Authority: SE
Inventors: S-A Andersson; G Berggren
Original assignee: Tetra Pak Int
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1982-05-03
Also published as: IT7926991A0; SE7811266L; JPS5563056A; IT1124894B; FR2440502A1; DE2944072A1

Description

å7s11266-1å anliggningskraften mellan läpptätningen och axelytan. I avsikt att säkerställa en viss anliggningskraft innefattar tätningsringen dess- utom ofta ett fjädrande metallorgan, vilket inpressas mellan spårets botten och den från axelytan vända sidan av tätningsläppen, som I sålunda konstant pressas mot axelytan med en viss, av fjädern be- stämdlanliggningskraft. å7s11266-1å the abutment force between the lip seal and the shaft surface. In order to ensure a certain abutment force, the sealing ring also comprises except often a resilient metal member, which is pressed between the groove the bottom and the side of the sealing lip facing away from the shaft surface, as I thus constantly pressed against the shaft surface with a certain, spring-determined tuning force.

Ovan beskrivna tätningstyper fungerar i allmänhet väl i pumpar och andra organ som.användes för pumpning och hantering av de mest skiftande fluider. Inom vissa branscher, t.ex. livsmedels- industrin, ställes emellertid exceptionella krav vad beträffar ren- görings- och steriliseringsmöjligheter och dessa krav förmår hittills kända tätningsanordningar för roterande axlar endast delvis uppfylla på ett tillfredsställande sätt. g _ Vid exempelvis pumpning av flytande mejeriprodukter, d.v.s. mjölk, grädde etc., krävs förutom sedvanliga krav på täthet och ekonomi också att tätningen ej får uppvisa smutssamlande fickor i kontakt med det pumpade fluidet, att tätningen skall tåla de ren- göringsvätskor (natronlut etc.) som användes vid diskning av pumpen samt att tätningen skall tåla rengöring med överhettad ånga, d.v.s. tåla att under en viss tidsrymd.upphettas till en temperatur av cirka l4o°c, 7 Kända tätningsanordningar har hittills icke förmått uppfylla dessa krav och det finns därför inom bl.a. mejeriindustrin ett stort behov av en för flytande mejeriprodukter lämplig tätning som har stor motståndskraft mot de aggressiva rengöringsmetoder som är nöd- vändiga för att säkerställa en god hygien.The types of seals described above generally work well in pumps and other means used for pumping and handling the most varied fluids. In certain industries, e.g. food industry, however, exceptional requirements are set with regard to making and sterilization opportunities and these requirements are hitherto possible known sealing devices for rotating shafts only partially meet in a satisfying way. g _ For example, when pumping liquid dairy products, i.e. milk, cream, etc., are required in addition to the usual requirements for density and economy also that the seal must not show dirt-collecting pockets in contact with the pumped fluid, that the seal should withstand the cleaning fluids (baking soda, etc.) used in washing the pump and that the seal must withstand cleaning with superheated steam, i.e. withstand being heated to a temperature of for a certain period of time about 140 ° C, Known sealing devices have so far not been able to meet these requirements and there are therefore within e.g. dairy industry a large need for a seal suitable for liquid dairy products that has high resistance to the aggressive cleaning methods required necessary to ensure good hygiene.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en ftätningsanordning som är lämplig för användning tillsammas med flytande livsmedel och som ej uppvisar de hittills kända tätnings- anordningarnas nackdelar. * . _ Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en tätningsanordning som förutom att den är lämplig för användning tillsammans med livsmedel samt möjlig att diska och sterilisera under utnyttjande av inom livsmedelshanteringen sedvanliga metoder och dessutom saknar smutssamlande fickor eller organ vilka äventyrar hygienen. _ K I K Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en tätningsanordning som är föga kostnadskrävande och har lång livslängd. i i 7 Z Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att 7811266-1 L ombesörja en tätningsanordning vid vilken förslitning av tätnings- anordningens i kontakt med axelytan befintliga organ kan kompenseras, automatiskt eller manuellt.An object of the present invention is to provide one sealing device suitable for use with liquid foods and which do not exhibit the hitherto known sealing disadvantages of the devices. *. _ A further object of the present invention is that provide a sealing device which, in addition to being suitable for use with food and dishwashing and sterilize using food handling practices methods and also lacks dirt-collecting pockets or bodies which endangers hygiene. _ K I K A further object of the present invention is that provide a sealing device that is low cost and has long service life. i i A further object of the present invention is that 7811266-1 L provide a sealing device in which wear of the sealing the means of the device in contact with the shaft surface can be compensated, automatically or manually.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en tätningsanordning för en roterbar axel innefattande ett mot axelytan öppet spår med reglerbar bredd samt ett i spåret beläget tätningsorgan getts kännetecknet att tätningsorganet inne- fattar en tätningsläpp som anligger mot axelytan, en mot tätnings- läppens från axelytan vända sida anliggande flexibel ring, som direkt eller indirekt även anligger mot såväl spårets botten som dess sidoväggar, så att vid reducering av spårets bredd den flexibla ringen bringas att svälla i radiell riktning och pressa tätnings- läppen mot axelytan.These and other objects have been achieved according to the invention by comprising a sealing device for a rotatable shaft one groove open to the shoulder surface with adjustable width and one in the groove located sealing means has been characterized in that the sealing means contains takes a sealing lip which abuts against the shaft surface, one against the sealing the flexible ring of the lip facing away from the shoulder surface, which directly or indirectly also abuts both the bottom of the track and its side walls, so that when reducing the width of the groove the flexible the ring is caused to swell in the radial direction and press the sealing the lip against the shoulder surface.

Föredragna utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.Preferred embodiments of the device according to the invention have further been given the characteristics set out in the subclaims.

En föredragen utföringsform av tätningsanordningen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare under särskild hänvisning till bifogade, schematiska ritning, som blott visar de för förståelse av uppfinningën nödvändiga detaljerna.A preferred embodiment of the sealing device according to the invention will now be described in more detail with particular reference to the attached, schematic drawing, which only shows those for understanding the necessary details of the invention.

Den bifogade ritningen visar i tvärsnitt en del av en kugg- f hjulspump som användes för pumpning av bl.a. mjölk vid förpackning V av mjölken i engångsförpackningar. Den illustrerade delen av kugg- hjulspumpen innefattar ett parti av en gavelvägg 1 samt en genom ett hål 2 i denna sig sträckande, roterbar axel 3. Hålet 2 uppvisar vid sin mot pumphusets inre vända sida en med gavelväggen 1 fast för- bunden fläns 4, samt vid sin motsatta ände en med pumphuset lös- bart förbunden fläns 5. Mellan flänsarna 4 och 5 upptar hålet 2 en tätningsanordning 6 enligt uppfinningen, vilken innefattar en i hâlets axialriktning förskjutbar ringformig tätníngsbehållare 7. Mellan tätningshållaren 7 och flänsen 4 finns ett huvudsakligen U-formlgt spår i vilket ett tätningsorgan 8 är beläget. Tätningsorganet 8 be- står av två delar, nämligen en i tvärsnitt huvudsakligen U-formig tätningsring 9, vars U-formiga urtagning är vänd mot flänsen 4, samt en i denna urtagning belägen flexibel ring 10. Den i tvärsnitt U- formiga tätningsringens 9 mot den roterande axelns 3 yta vända skänkel bildar en tätningsläpp ll, vilken av den flexibla ringen 10 anpressas mot axelns 3 yta. Den flexibla ringen 10 har formen av en 0-ring och uppfyller det mellan tätningsringens 9 skänklar befintliga utrymmet samt sträcker sig något utanför skänklarnas ändkanter så att den anligger mot flänsens 4 från pumphusets inre vända yta. Tät- ningsringens 9 skänklarna förbindande bottenvägg anligger samtidigt 7811266-1 mot tätningshållaren 7, varigenom tätningsorganet 8 som helhet huvudsakligen uppfyller det mellan flänsen 4 och tätningshållaren 7 befintliga spåret. * Tätningshållaren 7fär såsom tidigare nämnts axiellt för- skjutbar i hålet 2 och påverkas vid den beskrivna, föredragna ut- föringsformen konstant i riktning mot flänsen 4 med hjälp av en mellan _tätningshållaren 7 och flänsen 5 inspänd skruvlinjeformig tryckfjäder l2. Fjädern 12 pressar således tätningshållaren med en viss, förut- bestämd kraft i riktning mot flänsen 4 och strävar således att minska bredden av det mellan tätningshållaren 7 och flänsen 4 befintliga Ispåret. Det i nämnda spår belägna tätningsorganet 8 utsättes härigenom för en axiellt sammanpressande kraft som framförallt påverkar den av ett elastiskt material, t.ex. silikongummi, tillverkade, flexibla. ringen 10, vilken då den med ökad kraft anpressas mot flänsen 4 sväller ut i radiell riktning och ökar tätningsläppens ll anliggnings- tryck mot axelns 3 yta. Samtidigt säkerställer den av fjädern 12 utövade axialkraften att den flexibla ringen anligger vätsketätt mot flänsen 4, varigenom det inne i.pumphuset befintliga pumpade fluidet säkert hindras att utströmma. Tätningsorganet 8 enligt uppfinningen består såsom ovan beskrivits av två delar, vilka har olika funktion och vilka därför kan tillverkas av olika material med för sin funktion optimala egenskaper. Tätningsringen 9 och framförallt tätningsläppen ll måste tillverkas av ett material med låg friktion och stor slit- styrka, t.ex. tetrafluoreten, eftersom tätningsläppen befinner sig i ständig anliggning mot den roterande axelns 3 yta. När det gäller den flexibla ringen l0 behöver någon hänsyn till slitstyrka ej tagas eftersom denna är stationär och endast anligger mot stationära ytor.The attached drawing shows in cross section a part of a gear f wheel pump used for pumping e.g. milk on packaging V of the milk in disposable packaging. The illustrated part of the gear the wheel pump comprises a portion of a gable wall 1 and one through one hole 2 in this extending, rotatable shaft 3. The hole 2 has at facing the inner side of the pump housing one fixed to the end wall 1 with the end wall bonded flange 4, and at its opposite end one with the pump housing loosened connected flange 5. Between the flanges 4 and 5 the hole 2 occupies one sealing device 6 according to the invention, which comprises an i axial direction of the hollow displaceable annular sealing container 7. Between the seal holder 7 and the flange 4 have a substantially U-shaped shape groove in which a sealing member 8 is located. The sealing member 8 is consists of two parts, namely one in cross-section mainly U-shaped sealing ring 9, the U-shaped recess of which faces the flange 4, and a flexible ring 10 located in this recess 10. The cross-section U- facing the surface of the rotating shaft 3 leg forms a sealing lip 11, which of the flexible ring 10 pressed against the surface of the shaft 3. The flexible ring 10 has the shape of a 0-ring and meets what exists between the 9 ring legs of the sealing ring the space and extends slightly beyond the end edges of the legs that it abuts against the inner facing surface of the flange 4 from the pump housing. Close- the bottom wall connecting the legs of the ring 9 abuts simultaneously 7811266-1 against the sealing holder 7, whereby the sealing member 8 as a whole substantially it meets between the flange 4 and the seal holder 7 existing track. * The seal holder 7 is, as previously mentioned, axially displaced slidable in the hole 2 and is actuated at the described, preferred constant in the direction of the flange 4 by means of an intermediate the sealing holder 7 and the flange 5 clamped helical compression spring l2. The spring 12 thus presses the sealing holder with a certain, determined force in the direction of the flange 4 and thus strives to reduce the width of the existing between the seal holder 7 and the flange 4 The ice trail. The sealing member 8 located in said groove is hereby exposed for an axially compressive force which primarily affects it of an elastic material, e.g. silicone rubber, manufactured, flexible. the ring 10, which when it is pressed against the flange 4 with increased force swells out in the radial direction and increases the abutment of the sealing lip 11 pressure against the surface of the shaft 3. At the same time, it secures the spring 12 exerted the axial force that the flexible ring abuts fluid tight against the flange 4, whereby the pumped fluid inside the pump housing certainly prevented from flowing out. The sealing member 8 according to the invention consists as described above of two parts, which have different functions and which can therefore be made of different materials for their function optimal properties. The sealing ring 9 and above all the sealing lip ll must be made of a material with low friction and high wear strength, e.g. tetrafluoroethylene, as the sealing lip is located in constant abutment against the surface of the rotating shaft 3. Regarding the flexible ring l0 does not need any consideration for wear resistance since this is stationary and only abuts against stationary surfaces.

Däremot har ringens flexibilitet stor betydelse och ringen tillverkas därför av ett elastiskt material, t.ex. silikongummi{ Båda dessa föredragna material, tetrafluoreten och silikongummi, är resistenta 7 mot de kemikalier som användes vid diskning av pumpen och tål dessutom _ de förhöjda temperaturer som ångsterilisering av pumpen medför.However, the flexibility of the ring is of great importance and the ring is manufactured therefore of an elastic material, e.g. silicone rubber {Both of these preferred materials, tetrafluoroethylene and silicone rubber, are resistant 7 against the chemicals used in washing the pump and can also withstand _ the elevated temperatures caused by steam sterilization of the pump.

Den beskrivna, föredragna utföringsformen anpassar-med hjälp av fjädern l2 automatiskt tätningsläppens ll anliggningstryck mot axelytan och kompenserar härigenom även tätningsläppens förslitning så att en säker avtätning av axeln garanteras under tätningsorganets hela livslängd. Fjäderns 12 anliggningstryck mot tätningshållaren 7 kan varieras och om så önskas kan även fjädern 12 helt slopas och ersättas med ett gängat organ medelst vilket tätningshållaren 7 7811266-1 kan förskjutas i axiell riktning. Det gängade organet är härvid åtkomligt för manuell justering från pumphusets utsida.The described, preferred embodiment is adapted by means of of the spring l2 automatically the abutment pressure of the sealing lip l1 against the shaft surface and thereby also compensates for the wear of the sealing lip so that a secure sealing of the shaft is guaranteed under the sealing member whole life. The abutment pressure of the spring 12 against the seal holder 7 can be varied and if desired, the spring 12 can also be completely dropped and replaced by a threaded member by means of which the seal holder 7 7811266-1 can be displaced in the axial direction. The threaded body is here accessible for manual adjustment from the outside of the pump housing.

Ett förenklat utförande av anordningen enligt uppfinningen är tänkbart om den i tvärsnitt U~formiga tätningsringen 9 uteslutes och istället ersättes med en enkel, t.ex. med tätningshållaren 7 förbunden tätningsläpp, vilken anpressas mot axelytan med hjälp av ett utrymmet mellan tätningshållaren 7 och flänsen 4 uppfyllande, flexibelt organ.A simplified embodiment of the device according to the invention is conceivable if the U-shaped sealing ring 9 is excluded and instead replaced with a simple, e.g. with the seal holder 7 connected sealing lip, which is pressed against the shaft surface by means of filling the space between the seal holder 7 and the flange 4, flexible body.

Den med hjälp av fjädern 12 âstadkomna, automatiska justeringez av tätningsläppens ll anliggningstryck mot den roterande axeln har i praktiken visat sig medföra att tätningsläppen får en avsevärt ökad livslängd samtidigt som tätheten säkerställas oberoende av tätningsläppens förslitning. Eftersom tätningsanordningen också är föga kostsam och dessutom enkel att tillverka har den visat sig mycket lämplig att använda vid pumpar för flytande livsmedel. Användnings- området är dock ej begränsat till detta utan tätningsanordningen kan användas inom de mest varierande områden där man ställer höga krav på tålighet, god tätningsförmåga och ekonomi.The automatic adjustment adjustment provided by the spring 12 of the abutment pressure of the sealing lip 11 against the rotating shaft in practice has been shown to cause the sealing lip to have a considerable increased service life while ensuring tightness regardless of wear of the sealing lip. Because the sealing device is also not very expensive and also easy to manufacture, it has proven to be very popular suitable for use with liquid food pumps. Usage however, the area is not limited to this but the sealing device can be used in the most varied areas where high demands are made on durability, good sealing ability and economy.

Claims

7s1126a ~ 1 "PATENT REQUIREMENTS

Sealing device for a rotatable shaft comprising a groove with adjustable width open towards the axle surface and a sealing member located in the groove, characterized in that the sealing member (8) comprises a sealing lip (11) which abuts against the shaft surface, a flexible ring (10) abutting the side of the sealing lip (11) from the shaft surface, which directly or indirectly also abuts both the bottom of the groove and its side walls, so that when reducing the width of the groove the flexible ring (10) is caused to swell in radial direction and-press the sealing lip (ll) against the shaft surface. _

Sealing device according to claim 1, characterized in that the sealing lip (11) forms a leg of a sealing ring (9) with a U-shaped cross-section, the flexible ring (10) being so arranged between the sealing rings (9) legs that it meets the space between them and extends slightly beyond the end edges of the legs.

Sealing device according to claim 2, characterized in that the flexible ring (10) is an O-ring.

Sealing device according to Claim 2 or 3, characterized in that the flexible ring (10) located between the legs of the sealing ring (9) abuts the limiting surface located closest to the pressure side of the groove and that the legs of the U-shaped sealing ring (9) connecting bottom wall abuts against the opposite boundary surface of the track.

Sealing device according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the groove is adjustable by axially displacing an annular holder (7) of the sealing member (8) limiting the width of the groove, which is spring-loaded in the direction of the groove. .