SE433965B - Hydrodynamisk axialtetningsanordning for avtetning av hoga fluidtryck - Google Patents

Description

v9os91o-e _2_ ske mellan tätningsring ochO-ring, varvid O-ringen snabbt förstöras och tätnings- funktionen förloras. Genom inverkan av värme, p g a för höga förluster, kan en 0~ríngs sättning bli avsevärd och även här kan tätningsfurktionen gå förlorad.

Syftet med föreliggande uppfinning är att söka undanröja ovan nämnda olägenheter och åstadkomma en tätningsanordning där yttrycket reducerats eller helt eliininerats mellan tätningselement och motyta (tätyta) , åtminstone den del som beror av hydraul- trycket. Detta sker genom att tätningselementet utbalanseras och att tätningsaiiord- ningen utföres tolerant mot axiella förskjutningar och att jämförelsevis grova tole- ranser kan användas .

Nämnda syfte uppnås enligt uppfinningen genom de i efterföljande patentkrav angivna kännetecknen.

Anordningen enligt uppfinningen beskrivs närmare under hänvisning till på bifogade ritning visade utföringsexernpel där fig 1 visar en principsektion av en känd axialtätniirgsanordxüng av det inlednings- vis nämnda slaget fig 2 visar i förstoring en del FFZ med en inre tätningsring ingående i anordningen enligt fig l med tryckfördelningsdiagraxn -_ tryckbilder ' fig Za visar resulterande tryckfördelningsdiagraln - tryckbild - för tätningsringen enligt fig 2 fig 3 visar som utföringsexempel en sektion av en del av en hydraulmaskin med axial- tätningsanordning enligt uppfinningen fig 4 visar i förstoring en del FF4, med en inre axialtätrlingskrage, i anordningen enligt fig 3 _ fig 5 visar ett generellt diagram över sambandet mellan oljefilmstryck, fördelning och tryckskillnader vid olika breda tätningsspalter fig 6, 6a, 7, 7a, 8, 8a, 9, 9a och 10 visar tryckfördelningsdiagraiu - tryckbilder - för olika tätningsspalter för inre axialtätningskragen enligt fig 4 fig ll och lla visar som exempel en felaktigt utformad inre tätningskrage med tryckfördelningsdiagram - tryckbilder Ä fig 12 visar en variant för en inre axialtätrlingskrage av en del FF4 fig *4 fig 13 viser ett snitt ev axieitatftingektegen efter linjen XIII-XII: i fig 12 fig 14 och l4a visar tryckfördelningsdiagrarn - tryckbilder för tätningskragen enligt fig 13 i i _ fig 1.5 visar i förstoring en del PFlS av anordningen i fig 3 med en yttre axíaltät- ningskrage i axialtämingsanordningen enligt uppfinningen.

Vid den i fig 1 och 2 visade kända aicialtätningsanordningen är avsikten att en inre -z- * 7908910-'8 och en yttre tätníngsring l resp 2, inbyggda i cirkulära 'spår 3 resp 4 i en hus- kropp 5 till en hydraulmaskin, där cylinderblocket betecknas 6, och där varje tät- níngsring l resp 2 står under statiskt tryck av en O-ring 7 resp 8, skall reducera det läckflöde som kan uppstå mellan å ena sidan plana vertikala ytor 9 resp 10 på huskroppen 5 och å andra sidan vertikala tätytor ll resp l2 på en kring en rotations- axel 13 applicerad roterande fördelare 14. Hydraulmaskinens cylindrar (ej visade) erhåller oljeflöde och oljetryck från en (ej visad) tryckkälla till en :lnlopps- kanal l5 och vidare till en cirkulär första ringformad kanaldel 16 i huskroppen 5 förbunden med en cirkulär andra ringformad kanaldel 17 och sedan till en distri- butionskanal l8 i fördelaren 14. Under fördelarens 14 rotation distribueras olja från distributionskaxralen 18 till cylinderinloppskanaler 19 (en visad) i cylinder- blocket 6 fvb till cylindrarna. Retur av olja från cylindrarna sker från kanal 19 via dräneringskanal 20 och utloppskanal 21 i fördelaren 14 resp huskroppen 5. Vid motsatt rotationsriktning för hydraulmaskinen införes tryckolja i kanal Zl fvb i kanal 20 till cylindrarna och returolja, dvs dränering, sker genom kanalerna 19, 18, 17-16 och 15.

För att åskådliggöra tryckfördelningen vid exempelvis inre tätningsringen 1 hän- visas till fig 2 och Za med tryckfördelningsdiagrarmnen - tryckbilderna - TAI, TAZ, TM, TM och TAS. önskemålet vid den kända konstruktionen har varit att vid länxplig optimering av läckage och yttryck reducera oljeläckaget så mycket som möjligt och oljetrycket från ett värde pl påhögtryckssidan till ett värde pz på lågtrycks- sidan i tätningsspalten 22.

Tryckbilderna T Al och TAZ visar att tryckförhållanden i radiell led i stort sett uppväger varandra. Tryckbilden TM visar att trycket i axiell led på baksidan av tätningsringen l i tätningsspalten 22 är konstant utefter hela inre tätningsringens l bredd. Däremot är trycket mellan inre tätningsringen l ochitätytan ll avtagande från högtrycks- till lågtryckssidan, se tryckbild TM. För enkelhetens skull har tryckbildslinjen schematiskt ritats lzinjär, men den kan i verkligheten avvika.

Detta innebär, som fig Za, tryckbild TAS visar, att resulterande trycket - kraften på inre tätningsringen l - blir stigande från högtrycks- till lågtryckssidan, vilket medför, som inledningsvis nänmts, att hela hydraultrycket fortplantar sig till delar av tätytan ll och att inre tätningsringen l belastas olika över tvär- snittet med hög friktion, slitage och stor vämeutveckling som följd. En annan o- lägenhet är att en oönskad rotation kan ske mellan inre tätningsringen 1 och O-ringen 7, varvid O-ringen snabbt förstöres och tätningsfmmlctionen går förlorad.

För yttre tätningsringen 2, som principiellt är inbyggd på samna sätt som inre tät- ningsringen l, blir olägenheterna desamma som för den sistnämnda. 7908910-8 _4_ I fig 3, som visar en delsektion av en hydraulisk maskin med en utföringsfonn av en axíaltätrxingsanordning enligt uppfinningen, betecknar 23 en första maskindel, nämligen en stationär anslutningsfläns med flödeskanaler 24 och 25 vilka står i för- bindelse med flödeskanaler 26 resp 27 i en andra maskindel, 'nämligen en roterande fördelare 28. Denna fördelare 28 med rotationsaxel 29 är irnbyggd i ett stationärt cylinderblock 30 med kolvar 3l (en visad) och cylinderirilopps (avlopps)kanaler 32 (en visad). Kolvarna 31 arbetar på konventionellt sätt mot en icke visad kamkurva vilken är kopplad till maskinens bakre gavel 33, vilken således är roterande och normalt ansluten till den enhet som skall drivas. Fördelaren 28 är i förhållande till cylinderblocket 30 axialstyrd av ett axialrullager 34 och via en medbringare kopplad till bakre gaveln 33 och får därigenom sanma hastighet som dem1a.

För att ernå avtätning mellan anslutningsflärlsen 23 och fördelaren 28 är insatt två axialtätxlingsorgaxl i form av en inre och en yttre axialtämingskrage 36 resp 37 vilka båda har långsträckt axiell utsträckning och vilka med hjälp av spännstift 38 resp 39 är säkrade mot rotation relativt anslutníngsfläxlsen 23.

Yttre axialtätningskragens 37 yttre cirkulära yta 40_ liksom en mindre axiell del av ytterytaxr 41 på fördelaren 28 närmast yttre axialtätrxingskragen 37 har ett spelrum 42 resp 43 till cylinderblocket 30 för att underlätta dränering av läckflöden.

Dessa läckflöden passerar dräneringshål 44 och kanal 45 för återgång till oljetaxak.

En visad cirkulär första ringfomad kanaldel 46 i fördelaren 28 har förbindelse med en cirkulär andra ringformad kanaldel 47 mellan inre och yttre axíaltämingskragen 36 resp 37 i anslutníngsfläxlsen 23 och dessa bildar tillsanmans en flödesförbindelse mellan flödeskanalerna 25 och 27. För maskinens ena rotatíonsriktning tillföres tryckolja genom flödeskanalen 25 och vidare genom kanalerna 46-47 och 27 till cylinderinlopps (avlopps)kanalen 32 för kolven 31. Retur av olja för dränering sker sedan genom flödesförbindelsen i kanalerna 26 och 24. Vid motsatt rotationsríktning sker en onkastning av flödesriktningen, dvs tryckolja genom kanalerna 24_ och 26 och returolja (dränering) genom kanalerna 32, 27, 46-47 och 25.

Fíg 4, som är en delförstoring av fíg 3, visar tydligare inbyggnaden av den inre axialtätningskragen 36, där en -avtätning skall ske mellan dess ena plana radiella (vertikala) yta, även benämnd tätningsplan, 48 och radiella (vertikala) tätytan 49 på fördelaren 28. För att öka tydlígheten är tätningsspalten 50 mellan nämnda ytor något överdrivet ritad. Inre axialtämingskragen 36 har på sin yttre cirkulära yta två trappstegsformade avsatser, med radiella plana ytor Sl och 52 och axiella cir- kulära ytor 53 resp 54, vilka avsatser (ytor) i riktning bakåt i förhållande till tätytan 49 är avsedda att samverka med motsvarande trappstegsformade avsatser med radiella plana ytor 55 och 56 och axiella cirkulära ytor 57 resp 58 i anslutnings- flänsen 23. Mellan ytan 54 på inre axialtämingskragen 36 och ytan 58 på anslut- 7908910-6 -5.. ningsflänsen 23 är utformat ett cirkulärt ringformat utrymane 59 som medger en axiell rörlighet av inre axialtätningskragen 36 i anslutningsflänsen 23 och i det- ta utrynune är för statisk tätning insatt en rektangulär ev kvadratisk plastring 60.

Dessutom uppvisar arrangemanget ett fjäderelennent i form av en ringfjäder 61 som införts i en spalt 62 mellan ytorna 51 och 55 för att ge en initialförspärming av inre axialtämingskragen 36 mot tätytan 49. Den statiska tätningen behöver ej vara en plastring 60 utan kan exv utbytas mot en O-ring, ev med stödringar. Spännstiftet 38 är insatt i anslumingsflärlsen 23 och med sträckning in i ett inbyggnadsspâr 63 i inre axialtätningskragen 36. Kan givetvis även vara annan låsning exv med knappar, på inre axialtätrringskragen 36, som passar in i hål i anslutningsflänsen 23. I inre axialtätrxingskragens 36 cirkulära inre yta 64 är även upptaget ett cirkulärt spår 65 .

Ekvationen för vätskeströlmling i en spalt med olika bredd, b, på tätningsorganet - exv inre axialtätrlingskragen 36 - och olika spalthöjd, h, ger olika tryckbilder, se fig 5. Kurva Iha visar- oljefilmstrycket i en låg spalt h a och kurva IIhb ol je- filmstrycket i en hög spalt hb.

I det följande skall beskrivas hur helt eller delvis tryckbalanserat tätningsorgan kan erhållas vid ett fluidtryck pl från utsidan och med ett lägre fluidtryck pz på insidan, dvs dräneringssidan, av inre axialtämingskragen 36 och då statisk tätning i form av en plastring 60 användes. Inre axialtämingskragen 36 är utförd för att täta från båda hallen. Detta med hänsyn till att vid motsatt rotationsriktning av hydraulmaskinen är insidan av inre axíaltätningskragen 36 trycksida och utsidan dräneringssida. Funktionssättet är helt lika. Vidare kan bakre gaveln 33 vara stillastående och anslutningsfläzasen 23 roterande eller båda roterbara utan att detta inverkar på funktionssättet.

Fig 6 visar tryckfördelningsdiagram - tryckbilder - för anordningen enligt fig 4 och där tämingsspalten 50 är jäsnn, dvs spaltöppningen i början och slutet är hl p = h2. För tydlighetens skull har i figuren plastringen 60 utelämnats och spalt-_- öppningens höjd överdrivits.

När fluídtrycken pl och pz på båda sidor om inre axíaltätrningskragen 36 är lika pressar den bågforrnade ringfjädem 61 inre axialtämíngskragen 36 mot tätytan 49.

När olja under tryck lägges på strönmar den in i spalten 62 till utrymrnet 59 mellan inre axialtätningskragen 36 och anslutningsflänsen 23 och vill trycka på de radiella tryckytorna 51 och 52 så att inre axíaltätningskragen 36 pressas mot tätytan 49 på fördelaren 28. Trycket verkar på fysiska arean A11+A12=Al, och tryckbilderna - _ 7908910-s _.- kraftfälten - TBI och TBZ blir rektangulära.

En motsatt verkan har oljan som trycks mot och in i tätningsspalten 50 mellan inre axialtätningskragens 36 tätningsplan (tryckyta) 48 och fördelarens tätyta 49. Det så bildade mottrycket, s k sprängtrycket, tenderar att öppna tätningsspalten 50.

Tryckbilden TBS blir något bågformad men i det närmaste triangulär. En läinplig åt- gärd är att utforma tätningsanordningen så att inre axialtätrriiigskragen 36 under inverkan av tryck deformeras så att tätningsspalten 50 öppnar sig mot trycket. Den resulterande tryckbilden TB4 blir som visas i fig 6a, dvs en i stort sett helt ut- balanserad inre axialtätningskrage 36 erhålles. Med rätt geometrisk utformning av ytorna 48 och 49 säkerställas detta och det cirkulära spåret 65 i inre axialtätnings- kragen 36 har en viktig funktion i det fallet, nämligen genom att ge inre axialtät- ningskragen 36 ett vekt liv, ll, som står i ett visst förhållande till tvärsnitts- areornas delar och vekheten i inre axíaltämingskragens 36 högra tunnare del, be- tecknad 12. De radiella krafterna på inre axialtätrxingskragen 36 från oljetrycket pl på nämnda tätningskrages ytteryta 66 och ytorna 53 och 54 betecknas Fl, P2 resp P3.

Fig 7 visar tryckbilderna för en liten ringformig tätningsspalt 67, något deformerad på grund av rörelser i det veka livet ll orsakade av krafterna FZ och P3 och där måtten i spaltens början och slut är h3 resp h4 och där hå > h4. Här blir slut- giltiga tryckbílden enligt fig 7:1, dvs TBl + TBZ + TBS = TBÖ. Inre axíaltätnings- kragen 36 vill förskjutas åt höger. ' Pig 8 visar tryckbilderna för en stor ringfornxig tätningsspalt 68, något deformerad av samna orsak som angivits för fig 7, och där måtten i spaltens början och slut är h5 resp hö och där h5 > hö. Den slutgiltiga tryckbilden blir enligt fig 8a, dvs TBl + TBZ + TB., = TBs. Inre axialtämingskragen 36 vill fórskjutas åt vänster.

Fig 9 visar tryckbílderna för en spaltöppning som är ett mellanting av spaltöpp- ningarna enligt fig 7 och 8. Genom lämpligt val av tryckbildsareoma Yu + Ylz = Yl åstadkommes en bestämd tätningsspalt 69, med öppning h7 och hg i spaltens början resp slut, nämligen då kraftjänrvikt råder, dvs sumna tryck = 0 och areorna YZ = Yl.

Den resulterande tryckbilden TBI + TBZ + TBQ = TBlo består som fig 9a visar av två lika stora triangulära ytor Y a = Yb. Tätningen är således fullt utbalaliserad vid en bestämd spaltöppning h7, hg. Ríngfjädern 61 är i detta fall utan större betydelse.

Om ytan YZ skulle bli större än ytan Yl, öppnas tätningsspalten 69 och en annan tryckbild TB7 erhålles, se fig 8, dvs YZ minskar. Tätníngsspalten 69 blir så stor att resulterande kraft på inre axialtätningskragen 36 blir lika. Det cirkulära spåret 65 har härvid, som tidigare nämnts, en viktig funktion i detta sanmarmang, nämligen -1- 7908910-'8 att inre axialtätningskragen 36 blir sj älvilistållande. Skulle ytan YZ vara något mindre än ytan Yl innebär detta att tätningsspalten 69 minskar och tryckbild 'PBS enligt fig 7a erhålles, dvs YZ ökar till dess YZ = Yl.

Fig 10 visar det fall då fluidtrycket till tätningsspalten, nu betecknad 70, ökat från ett värde p; och utgångstrycket till ett värde p 4. Tryckbilderna betecknas T 'I och T Tryckkraftema på ytorna 66, 53 och 54 betecknas Fa, P5 resp B11' 'B12 B13' P6 och inre axialtätningskragen 36 deformeras nu kring det veka livet, ll, vid spår 65 och spaltens mått, hg, i början, blir mindre i förhållande till spaltens mått, h7, i slutet, dvs en resulterande tryckfördelning ungefär som i fig 7a erhålles.

Tätningskragen förskjuts åt höger, hg ökar.

En jänrförelse: Eigll fluicltryck p3 > pl spalt hg > h7 " hio > ha Även här erhålles självinställm ng genom geometrisk dimensionering så att ytan Y 4 blir lika ytan (Yšl + YSZ =) YS.

Det framgår således att tätningsspaltens storlek varierar med fluidtrycket på så sätt att densamma är större vid höga än vid låga tryck. Spåret 65 har, som tidigare nämnts, till uppgift att ge inre axialtätningskragen 36 ett vekt liv, ll, och säker- ställa att tätningsplanet 48 öppnar sig mot trycket, genom de radiella tryckkrafterna Fl, FZ, P3, alt P4, P5, P6 på yturna 66, 53 och 54, så att en tryckbild av formen TB3, TBS, TB7, TBQ och TBH) i fig 7, 8, 9 och 10 erhålles. Skulle motsatsen vara fallet, blir tryckbalarxseringen >säker som visas i fig ll.

Pig ll visar således som exempel en mindre lämplig inre tätningskrage 71 utan tidigare nämnt spår 65. Tätningsspalten 72 har spåröppningen hu vid fluidtrycket pl och öppningen hu på dräneringssidan med fluidtrycket p5.

Tryckbilden TBH vid tätytan 49 blir således olika tidigare beskrivna p g a att tryckkrufterna enligt tryckbilderna TBI, TBZ och TM försöker stjälpa tätnings- kragen 71 i fel riktning och resulterande tryckbilden blir som TMS i fig lla visar. Resultatet blir således högre tryck och snedlast och tätningskragen 71 för- skjuts kraftigt mot tätytan 49 innebärande nackdelen av högt slitage.

I det visade utföringsexexnplet enligt fíg 4 tätar plastringen 60 åt höger dvs bakåt i utrymmet 59 och mot ytorna 54, 58 på inre axialtätrxingskragen 36 resp anslutninge- flänsen 23. Vid hydraulmaskinens rotation åt andra hållet mnkastas fluidtryckrikt- 7908910-8 - 8 _ ningen med inlopp i flödeskanalen 24, varvid tryck erhålles mot den cirkulära inre ytan 64 i inre axialtämingskragen 36. Härvid kommer även fluidtryck upp på baksi- dan av inre axialtätrlingskragen 36, upp genom bakre spalten 73, varvid plastringen 60 tätar åt andra hållet i utryfmnet 59, dvs åt vänster i bilden och mot ytorna 53, 57 på inre axialtätningskragen 36 resp anslutningsflänsen 23.

Fluidtrycket på insidan av tätningskragen 36 åstadkommer förutom krafter i spåret 65 även krafter som är motriktade de krafter Fl, FZ och Få som visats i fig 7, 8, 9 och 10. De motriktade krafterna ger en deformation av inre axialtätzrxingskragen 36, vid det veka livet ll, så att tätningsspalten öppnas i tryckriktningfen. Därvid er- hålles som j äznförelse i tätningsspalten 67, fig 7 h4> hs "- 68, fíg 8 hö) h5 "- 69, fig 9 ha > h7 "- 70, fig 10 h10>h9 Genom databerälming har verifierats att ovanstående stämmer. Tätningsspalten öppnas således alltid mot tryckriktningen och man erhåller en fullt eller delvis utbalanse- rad inre axialtätningskrage 36 oberoende av från vilket håll tätning skall ske. Tät- ningsanordningen blir tolerant mot axiella förskjutningar och jämförelsevis grova toleranser kan användas .

Det kan nämnas att differensen mellan spaltöppningens ingångs- och utgångshöjd är mycket liten, i vissa applikationer ca 10 Iam.

Om fluidtryck förekommer endast i en riktning, som pl i fig 4 visar, kan spåret 65 utgå. Den geometriska utformningen av tryckytorna All och A12 i fig 6 blir härvid något annorlunda. Se närmare beskrivning för yttre axialtätníngskragen 37 enligt fig . i Fig 12 och 13 visar en delvis utbalanserad inre axíaltämingskrage 74 som är en variant av den helt utbalanserade inre axialtätnixlgskragen 36 enligt fig 4. Den plana cirkulära radiella ytan 75, på inre axialtätrxingskragen 74, som skall täta mot fördelare-ans 28 tätyta 49, är försedd med två stycken cirkulära spår 76 och 77. Dessa spår 76 och 77 är förbundna med varje trycksatt volym vl resp V2 på ut- resp insidan av inre axialtämíngskragen 74 med två radiella diametralt motsatta spår 78 resp 79.

Dänned blir tryckdífferensen mellan spår 76 och volym vl resp spår 77 och volym V2 noll.

Pig 14 visar för varianten av inre axialtätningskragen 74 storleken av tryckbilderna -9- 7908910-s TBI och TBZ vid areorna A11 resp A12 (An + A12 = A1) arean A1 och tryckbílden TB16 visar mottrycket på arean A2 (A21 + A22 = A2) i tätningsspalten 80. Den resulte- rande tryckbilden, TBH, se fig l4a, visar att den resulterande kraften trycker inre :ncialtätningskrzngen 74 mot tätytan 49 eftersom arean A] är större än arean A.,.

Tätningsspalten 80 blir vid den delvis utbalanserade inre axialtätrüngskragen 74 mindre än tätníngsspalten 69 i den helt utbalaxxserade inre axialtätningskragen 36 enligt fig 9 och därmed blir läckaget även mindre.

Genom att förändra radiella avståndet mellan de cirkulära spåren 76 och 77 kan gra- den av tryckbalanseriixg förändras. Förhållandet mellan ytorna A21 och A22 kan ändras och därmed även inre axialtätningskragens 74 tryck mot tätytan 49.

Beteckningarna 81 t o m» 88 motsvarartidigare nämnda 51 t o m 54- samt 63 t o m 66.

Pig 15, som är en delförstoring av fig 3, visar mer ingående inbyggnaden av den yttre axialtätningskragen 37 där en avtätning skall ske mellan dess plana radiella (vertikala) yta 89 och en tätyta 90 på fördelaren 28. Tätningsspalten betecknas 91.

Yttre axialtätrlingskragen 37 har på sin inre yta 92 en trappstegsfomad nedsvarvníng .med radiell (vertikal) yta 93 och axiell (horisontell) yta 94. Mellan ytan 94 på yttre axialtätningskragen 37 och ett cirkulärt inre spår 95 i ytan 96 på anslutnings- flänsen 23 firms ett cirkulärt ringformat utrymme 97 som medger en axiell rörlighet av yttre axialtämingskragen 37 i anslutningsflänsen 23 och i detta utrynme är för » statisk tätning insatt en rektangulär ev kvadratisk plastríng 98 eller en O-ring. I _-.__._.-.-_-.-....-._-..-_.---_.-__.._- - I V ---.-_....._...._..____.-. _.. ..._ det förstnämnda fallet användes även ett fjäderelement i form av en ringfjäder 99 placerad i ett církulärt utrymme 100 mellan en radiell (vertikal) -insvarwming 101 i anslutningsflärmen 23 och en bakre yta 102 på yttre axialtätrlingskragen 37, detta för att ge en initialförspänning av yttre axialtätningskragen 37 mot tätytan 90 på fördelaren 28. Spännstift 39 är insatt i anslutningsflärlsen 23 och sträcker sig ned i ett spår l03 i yttre axialtätningskragen 37, varigenom denna är säkrad mot rota- tion.

Ytterytan på yttre axialtätriingskragen 37 är försedd med en något mindre diameteryta 104 än innerdianxeterytan 105 på cylinderblocket 30 för att medge dränering till ut- loppskanal 106 (tillagd för att förtydliga fig jämfört med fig 3). Yttre axialtät- ningskmgen 37 har dessutom i ytan 89 mot tätytan 90 en cirkulär avfasníng 107 för att åstadkomma en reservoljekamnare 108 vid dräneringen.

I tätningsspalten 9l, med spaltöppnmg hu, är inkonmande tryck pl och vid ut- gången är trycket pó vid spaltöppningen hM. Oljetrycket pl föreligger även i öpp- 19oe91o-s _ 10 _ ningen mellan yttre axialtätrlingskrageris 37 radiella (vertikala), yta 93 och an- slutníngsflämens 23 radiella (vertikala) yta 109 och vidare med en viss reduce- ring in till utrynunena 97 och 100, vilket innebär att, analogt med diskussionen för inre axialtätilingskragen 36, yttre axialtämiilgskragen 37 genom läJnplig dimen- sionering blir helt eller delvis utbalanserad för tätning :not tätyta 90. Yttre axialtämmgskragen 37 är dessutom så dimensionerad att tryckkrafterna P7 och FS på tätningskragens ytor 92 resp 94 så påverkar tätningskragen att spaltöppningens mått hls > hl4 vilket är gynnsamt för resulterande tryckbilden.

Yttre axialtämingskragen 37 behöver ej vara utförd med spår av typ 65 eller 87 som i för inre axialtämingslcragen 36, eftersom yttre axialtätxiingsla-agen 37 endast är trycksatt från ett håll och endast vid ena rotatíonsriktningen på hydraulmaskinen.

Vid andra rotationsriktningen är nämligen kanalen 46-47 dräneringskmal med lågt tryck. ' För fackmannen inom omrâdet är det givet att yttre axialtätningskragen 37 kan ut- föras helt eller delvis utbalanserad med analog diskussion som för inre axialtät- ningskragen 36 utan att närmare beskrivning erfordras. Vidare är det givet att yttre axíaltämingslcragen 37 kan utföras med cirkulära spår 76 och 77 och radiella spår 78 och 79 liksom i fig 12 och 13 om detta vid någon applikation skulle visa sig länpligt.

I figurerna 6 - *ll och 14, 15 har, för att icke göra bilderna för otydliga, de hydrauliska trycken på tätningskragarnas axiella ytor angivits med kraftpilar Fl . .. F8 istället för deltryckkrafter på hela ytorna. Dessutom har i fig 6 - ll, l4 tätningseleïnentet 60 utelämnats.

De fördelar som kanpårälmas med axeltämingsanordrlingen, vari ingår minst ett tätningsorgan, kan sammanfattas i följande. (l) Tätningsorganet är helt eller delvisltryckbalaxxserat, vilket ger lågt yttryck och låg friktion och därmed även ringa förslítning. (2) Genom tätníngsorganets utformning minskar kantbelastningen.

(S) Tätningsorganet och därmed även den statiska tätningen - plastringen - och ringfjädem kan ej rotera relativt första maskindelen, innebärande Inindre friktion, vänneutveckling och slitage. Tätningsfnzrktionen går ej förlorad. (4) Tätningsorganet utföres i metall och tål därför stor spalt mellan de avtätade ytorna utan att förstöras eller formförändras.

(S) Genom tätningsorganets axiella rörlighet bibehålles tätningsspalten runt hela periferin 'även om deformation i hydraulmaskinen på grund av yttre laster skulle uppstå.. Tätningsorganet är således följsamt. 7908910-8 _11- (6) Relativt grava ínbyggnadstolerarxser kan tillämpas.

Det torde stå klart för fackmaxmen att tätníngsorgmen enligt uppfinningen och deras inbyggnad kan variera :inom vida gränser utan att för den skull uppfinníngens ram överskrídes .

Claims (1)

1. 7908910-8 (7. Patentkrav Axialtätningsanordning för avtätning av höga fluidtryck mellan en stationär eller en roterbar första maskindel och en andra frcterbar maskindel, exempelvis en hydraulisk maskin med minst 4. (D rr under statisk tätning av ett eller flera elastiska element ende tätningsorgan k ä n-n e t e c k n a d av att den m» t tationära eller roterbara första maskindelen (23) är tillordnad (J) U) nämnda med minst en av en trappstegsformad avsats bildad radiell yta uppvisande tätningsorgan och att på denna radiella yta eller dess ytor (51, 52, 81, 82, 93) verkar i riktning mot den tät- ningsspalt (50 alt 67, 68, 69, 70 eller 80, 91), som skall av- tätas ett axiellt fluidtryck som kompenseras av ett motriktat axiellt fluidtryck som verkar mot den på tätningsorganet mot tätningsspalten begränsade ytan (48, 75, 89), tätningsorganet uppvisar dessutom minst tvâ cirkulära tryckytor (53, 54, 66, 64, 83, 84, 88, 86, 92, 94, 104) bildad av redan nämnda trappstegs- formade avsatser, på vilka tryckytor verkar radiella fluidtryck, varigenom tätningsorganet intar ett positionsläge innebärande att tätningsspaltens höjd på fluidtrycksidan blir större än dess höjd pâ dräneringssidan, dvs tätningsspalten öppnar sig mot fluidtrycket, och att tätningsorganet utgöres av en i axiell riktning långsträckt tätningskrage (36, 74, 37) som är axiellt rörlig på nämnda maskindel (23). Axialtätningsanordning enligt patentkrav l eller 2 k ä n n e - t e c k n a d av att tätningsorganet (36, 37, 74) med hjälp av ett ringformat fjäderelement (61, 99) är förspänt i riktning mot tätningsspalten (50 alt 67, 68, 69, 70 eller 80, 91) och av denna 'begränsad tätningsyta (49, 90) på nämnda andra maskindel (28). Axialtätningsanordning enligt patentkrav 3 k ä n n e-t e c k n a d av att tätningsorganet (36, 37, 74), medelst ett spår (63, 85, 103) i tätningsorganet och.ett:idetsamma ingripande spännstift (38, 39),æ och därmed även det ringformade fjäderelementet (61, 99) och den statiska tätningen (60, 98) är säkrade mot rotatien. nu. 7908910-8 V5 Axialtätningsanordning enligt något av patentkraven 1-4 k ä n - n e t e c k n a d av att första maskindelen (23), motsvarande den eller de av nämnda avsats(er) på tätningsorganet (36, 37, 74) bildad(e) trappstegsformad(e) cirkulär(a) tryckytan eller tryckytorna (53,54,83, 84, 94), uppvisar utbildad(e) och med nämnda tryckyta eller tryckytor samverkande trappstegsformad(e) c3lindrisk(a) yta eller ytor (57, 58, 96). Axialtätningsanordning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k ~ n a d av att mellan en genom minst en av den trappstegsformade avsaisfn begränsad cylindrisk yta (57, 96) på första maskindelen (23) och en motsvarande begränsad cirkulär tryckyta (54, 94) på tätningsorganet är ett cirkulärt ríngformat utrymme (59, 97) ut- bildat i vilket nämnda statiska tätningselement (60, 98) är pla- cerat för tätning antingen axiellt bakåt mellan två avsatsers tryckytor eller cylindriska ytor, (54, 58, 84, 58, 94, 96) eller axiellt framåt mellan två andra avsatsers tryckytor eller cylind- _riska ytor (53, 57, 83, 57), Axialtätningsanordning enligt något av patentkraven 5 eller 6 k ä n n e t e c k n a d av att de(n) trappstegsformade cylind- riska ytan eller ytorna (57, 58) i nämnda första maskindel (23) är ursvarvning(ar) och att de(n) trappstegsformade tryckytan eller tryckytorna (53, 54, 83, 84) är nedsvarvningar på ytter- ytan av tätningsorganet (36, 74). Axialtätningsanordning enligt något av patentkraven S eller 6 k ä n n e t e c k n a d av att den trappstegsformade ytan (96) på nämnda ena maskindel (23) är nedsvarvning och att den trapp- stegsformade tryckytan (94) på tätningsorganet (37) är ursvarv- ning på dess inneryta. Axialtätningsanordning enligt något av patentkraven 1-7 k ä n - n e t e c k n a d av att tätningsorganet (74), på den yta (75) som är vänd mot tätningsspalten (80), är försedd med ett eller flera, lämpligen två, cirkulära spår (76, 77) vilka via radiella spår (78, 79) är förbundna med var sin trycksatt volym (V1, V2). uuAuTv auAuTv 7908910-8 au '___/ff 9. Axialtätningsanordning enligt något av patentkraven l-7 eller 9 k ä n n e t e c k n a d av att tätningsorganet (36, 74) i sin inre cylindriska yta (64, 86) är försett med ett inre cirkulärt spår (65, 87), som ger tätningsorganet ett vekt liv (ll). 10. Axialtätningsanordning enligt patentkrav 10 k ä n n e t e c k - a n av att tätningsorganets (36, 74) yttre cirkulära tryckytor u (53, 54, 66, 83, 84, 88) eller inre cirkulära tryckyta (64, 86), efter val, står under fluidtryck varigenom genom nämnda fluid- tryck, oberoende av fluidtryckets riktning mot tätningsspalten (50 alt 67, 68, 69, 70 eller 80), erhålles en deformation i det ”Q veka livet (ll) så att tätningsspaltens höjd på trycksidan blir något större än dess höjd på dräneringssidan, dsv spalten öppnar sig mot trycksidan. K 1 «- ll.- Axialtätningsanordning enligt något av patentkraven 1-7, 9-ll k ä n n e t e c k n a d av att anordningen uppvisar två tät- ningsorgan i form av en inre tätningskrage (36, 74) och en yttre tätningskrage (37) varav den inre tätningskragen (36, 74) är av- sedd för avtätning från utsida till insida eller tvärtom och den yttre tätningskragen (37) är avsedd för avtätning från endast en sida. ' 12. Axíàltätningsanordning enligt patentkrav 12 k ä n n e t e c k n a_d av att yttre tätníngskragen (37) på motsatt sida mot den mot ”“ tätningsspalten (91) riktade har en inre nedsvarvad cirkulär tryckyta (94) som vid påverkan av fluidtryck ger en sådan deformation av tätningskragen (37) att tätningsspalten (91) ,. öppnar sig mot fluidtrycket. *mot