SE505434C2 - Cellhjulssluss med en tätningsanordning mellan cellhjulets sidoskiva och tillhörande lagerlock - Google Patents

Description

505 10 15 20, 25 30 35 BNSÛOCI D: 434 2 därför endast för ett ringa slitage. Den mellan fyllnads- ringens yttre omkretsyta och det motsvarande innerväggs- omradet på slusshuset kvarstående tätningsspalten, vilken utgör förutsättningen för den relativt huset flytande pla- ceringen av fyllnadsringen, kan göras mycket liten. Det räcker till med en spaltbredd som är lika med den termiska utvidgningen (dvs diameterns ökning) av cellhjulets sido- skivor vid den högsta förekommande driftstemperaturen med tillägg för de brukliga toleranserna för kompensation av orundheter, samt en eventuell genomböjning av cellhjuls- axeln vid hög tryckdifferens mellan slussens inloppssida och dess utloppssida. Den ástadkomna tätningseffekten är tack vare den smala tätningsspalten och den stora spalt- längden mycket god. Samtidigt bortfaller alla nackdelar med de tidigare kända tätningsanordningarna, nämligen högt slitage, uppvärmning och således utvidgning av cellhjulets sidoskivor redan pà grund av uppkommande friktion mellan dessa och tätningsanordningen, samt omfattande styrnings- åtgärder för inställning av tätningsanordningens anpress- ningskraft.

En lämplig fjäderplacering och dess vidareutveck- lingar anges i patentkraven 2 till 4.

Eftersom metall och plast har mycket olika värmeut- vidgningskoefficienter är det dessutom fördelaktigt att dela fyllnadsringen enligt krav 5 pa ett ställe av dess omkrets genom anbringande av en slits. I och med detta upptas temperaturutvidgningsrörelser, vilka således inte kan leda till en koncentration av mekaniska spänningar.

En annan fördelaktig placering av fjädern och dess vidareutveckling är föremål för kraven 6 och 7. En ytter- ligare lösning av den angivna uppgiften är föremål för patentkravet 8.

Pá bifogade ritning visas förenklat en cellhjulssluss enligt uppfinningen i som exempel valda utföringsformer.

Därvid visar: 10 15 20 25 30 35 BNSDOCID: 505 434 3 fig 1 cellhjulsslussen i ett längdsnitt, fig 2 ett område II i fig l i förstorad skala, som återger en första utföringsform av tätningsanordningen, fig 3 ett område III i fig 1 i förstorad skala som återger en andra utföringsform av tätningsanordningen och fig 4 ett område IV i fig 1 i förstorad skala som återger en tredje utföringsform av tätningsanordningen.

Cellhjulsslussen av konventionell uppbyggnad består av ett hus 1, vilket på översidan har ett inlopp la för rasgods och på undersidan ett utlopp lb för rasgods. Mel- lan inloppssidan och utloppssidan kan föreligga en tryck- differens i storleksordningen t ex några bar (hekto- pascal). Det i en cylindrisk urborrning i huset l anordna- de cellhjulet innefattar i huvudsak en axel 2, ett antal (t ex 12) cellhjulsväggar 3 samt sidoskivor 4a och 4b.

Axeln 2 är lagrad i pá sidan anordnade lagerlock 5a och Sb till huset l. Mellan varje lagerlock 5a respektive 5b och sidoskivan 4a respektive 4b på samma sida finns var sin tätningsanordning, vilken eliminerar läckageluftströmning från inlopps- till utloppssidan (eller omvänt) i slussen och varav olika utföringsformer beskrives i det följande i anslutning till fig 2 till 4.

Den i fig 2 återgivna tätningsanordningen innefattar en med cellhjulets axel koaxiell metallring 6a, vilken har svetsats fast på sidoskivan 4a och slutar på ett ringa av- stånd från lagerlocket 5a på samma sida. Pà metallringen 4a sitter löst en fyllnadsring 7a av plast. Vid stilla- stående cellhjul, utan differenstryck mellan inloppssidan och utloppssidan i slussen och vid omgivningstemperatur kvarstår mellan den yttre omkretsytan av fyllnadsringen 7a och den cylindriska insidan lc av slusshuset 1 en smal tätningsspalt s. Fyllnadsringen 7a har på sin mot lager- locket Sa vända gavelyta ett diametersteg, uppvisar såle- des en ungefär L-formig profil. Detta diametersteg utfyl- les av en profilring 8a, vilken har rektangulärt tvärsnitt och består av en elastomer, t ex mossgummi. Denna elas- tiska profilring 8a har dimensionerats så att den både i 505 10 15 20 25 30 35 BNSDOCID: 434 4 radiell riktning (i samma riktning som innerväggen lc i huset l) och även i axiell riktning (i samma riktning som lagerlocket Sa) utskjuter utanför fyllnadsringen Aëïoch med sina utskjutande ytor i lätt komprimerat tillstånd à ena sidan ligger an mot insidan lc i huset l och å andra sidan mot insidan eller gavelväggen av lagerlocket Sa. De därigenom både i radiell riktning och även i axiell rikt- ning på fyllnadsringen 7a utövade krafterna håller den- samma i lätt anliggning å ena sidan mot den yttre omkrets- ytan på metallringen 6a och å andra sidan mot den utåt- vända gavelytan på sidoskivan 4a. Trots att de härigenom på den stillastående fyllnadsringen 7a i omkretsriktning utövade, genom cellhjulets rotering framkallade med- bringande krafterna förblir små kan det ändå vara ända- målsenligt att utrusta fyllnadsringen 7a med en låsning mot vridning, t ex i form av ett i lagerlocket Sa fastsatt och in i fyllnadsringen 7a inskjutande stift (ej visat).

Dessutom är det att rekommendera att förse fyllnadsringen pá ett ställe på dess omkrets med en genomgående slits, såsom detta har antytts i fig l vid 9a. I praktiken kommer man emellertid att montera fyllnadsringarna så att de aktuella slitsarna kommer att ligga 90° vridna relativt den på ritningen valda àtergivningen, eftersom i annat fall (här i utloppsområdet) skulle uppkomma extra, icke önskvärda spalter.

Fyllnadsringen 7a och elastomerringen Ba kan åtmins- tone omràdesvis vara sammanklistrade med varandra, så att de gemensamt bildar en detalj i ett stycke.

Om man strävar efter speciellt ringa slitage av fyll- nadsringen 7a så kan med vissa avkall med avseende på tät- ningseffekten en axiell anpressning av fyllnadsringen 7a mot den utåtvända gavelytan på sidoskivan 4a slopas.

Eftersom i detta fall elastomerringen 8a i axiell riktning icke behöver skjuta utanför fyllnadsringen 7a (eller åt- minstone icke behöver monteras axiellt komprimerat i denna riktning), kan profilringen istället för mellan husväggen lc och fyllnadsringen 7a (såsom detta visas i fig 2) även 10 15 20 25 30 35 BNSDOCID. 505 434 5 anordnas mellan fyllnadsringen 7a och den utàtvända man- telytan på metallringen 6a (ej visad).

Väsentligt kännetecknen för tätningsanordningen en- ligt fig 2 liksom även de i det följande beskrivna fig 3 och 4 är den med avseende på huset 1 och de motsvarande lagerlocken flytande placeringen av fyllnadsringen, vilken således kan följa med termiska utvidgningsrörelser av cellhjulets sidoskivor, axel till följd av hög tryckdifferens mellan slussens in- en genomböjning av cellhjulets loppssida och utloppssida samt andra faktorer som inverkar på samma sätt, utan att därigenom uppkommer extra, slita- get ökande (tvångs-)krafter. Istället ökas respektive minskas endast spalten s i motsvarande mån.

Den i fig 3 àtergivna andra utföringsformen av tät- ningsanordningen skiljer sig fràn den i fig 2 àtergivna endast genom att profilringen 8a har ersatts med andra fjäderorgan. Dessa består à ena sidan av skruvlindade tryckfjädrar Bb, vilka har placerats mellan lagerlocket Sb och den mot detsamma vända gavelytan på fyllnadsringen 7b, och á andra sidan av två elastomerringar 8c, vilka med en del av sitt tvärsnitt är upptagna i parallella omkretsspàr ivde utàtvända mantelytorna på fyllnadsringen 7a och för övrigt ligger an mot husets 1 insida lc med ringa radiell kompression, så att tätningsspalten s är bruten genom dessa elastomera ringar. Elastomerringarna 8c trycker i motsvarande mån fyllnadsringen 7a mot den yttre omkrets- ytan på metallringen 6b. Eftersom för de elastomera ringarna Bc även står mycket slitagebeständiga, elastiska plaster till förfogande kan man i allmänhet avstå ifrån den i samband med fig 2 nämnda läsningen mot vridning. Vid roterande cellhjul vandrar fyllnadsringen 7b och de elas- tomera ringarna 8c med mer eller mindre stor eftersläpning i förhållande till cellhjulets varvtal vid dess vridning.

Vid den i fig 4 àskådliggjorda tätningsanordningen uppbär sidoskivan 4b en med metallringarna 6a och 6b jäm- förbar metallring 6c, vilken emellertid är anbringad pá den yttre omkretsen av sidoskivan 4b. Mellan den yttre 505 454 10 15 20 25 30 35 BNSDOCID: 6 mantelytan av metallringen 6c och den cylindriska inner- väggen lc av huset 1 kvarstår (såsom det är fallet i fig 2 och 3) en tätningsspalt s. Lagerlocket 5b är omkretsmäs- sigt ursvarvat till en diameter som är större än diametern av husets 1 cylindriska innerrum. På detta sätt åstadkom- mes en i ett radialplan liggande ringyta ld, mot vilken anligger en fyllnadsring 7c, vilken här återgivits såsom sammansatt av två skikt. Avvikande från fallet med fyll- nadsringarna 7a respektive 7b enligt fig 2 respektive 3 är det vid den föreliggande utföringsformen väsentligt, att fyllnadsringen består av elastiskt eller plastiskt defor- merbart tätningsmaterial. Såsom speciellt lämpligt har tätningsmaterial visat sig vara, vilka användes för pack- bussningspackningar. Fyllnadsringen 7c belastas i axiell riktning av en profilring Be av metall, vilken på sin bak- sida påverkas av skruvtryckfjädrar 8d, vilka tar stöd mot det för detta ändamål med upptagningsöppningar försedda lagerlocket 5b. Metallprofilringen 8e trycker emellertid inte bara i axiell riktning mot fyllnadsringen 7c utan om- sluter densamma även utmed den största delen av dess yttre mantelyta. Metallprofilringen 8e har för detta ändamål på sin insida ett diametersteg, i vilket fyllnadsringen 7c är formmässigt upptagen. Fyllnadsringen 7c kan således under inverkan av metallprofilringens 8e axiella tryck i det närmaste uteslutande deformeras endast radiellt i metall- ringens 6c riktning. Allt efter det valda tåtningsmate- rialet kan denna deformation vara elastisk eller plastisk.

Till följd av deformationen försvinner på detta sätt spal- ten s. Eftersom metallprofilringen 8e och fyllnadsringen 7c bildar en flytande tätningsanordning, kan denna följa de ofrånkomliga, på de beskrivna anledningarna beroende, radiella lågesändringar av metallringen 6c, så att icke önskvärt höga friktionskrafter mellan den inre omkretsytan på fyllnadsringen 7c och den yttre mantelytan av metall- ringen 6c förebygges.

Claims (8)

BNSDOCI D. _sos4s4c2 \_ > 10 15 20 25 30 35 505 434 PATENTKRAV

1. Cellhjulssluss, bestående av ett hus (1), i vars cylindriska inre rum (lc) är anordnat ett cellhjul med sidoskivor (4a, 4b), varvid mellan varje sidoskiva och ett tillhörande lagerlock (5a, 5b) av huset en tätningsanord- ning är anbringad, k ä n n e t e c k n a d därav, att på den mot det intill belägna lagerlocket (Sa) vända gavel- ytan av varje sidoskiva (4a) har fastsatts en med cell- hjulets (2, 3, 4a, 4b) axel koaxiell metallring (6a; 6b), vars yttre omkretsyta är omgiven av en fyllnadsring (7a: 7b) av plast, vars yttre mantelyta ligger på ett avstånd från insidan (lc) av det cylindriska innerrummet i huset (1) som svarar mot bredden av en tätningsspalt (s), samt att fjäderorgan belastar fyllnadsringen (7a; 7b) både i axiell riktning och även i radiell riktning.

2. Cellhjulssluss enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att fjäderorganen består av en elastisk pro- filring (8a), vilken i axiell och i radiell riktning ut- skjuter över den mot lagerlocket (Sa) vända gavelytan av fyllnadsringen (7a) och i ringa utsträckning komprimerat å ena sidan ligger an mot lagerlockets (Sa) innervägg och á andra sidan mot det cylindriska innerrummets vägg (lc).

3. Cellhjulssluss enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att fyllnadsringen (7a) i sin yttre mantel- yta har en diameteravsats för delvis formmässig upptagning av den elastiska profilringen (8a).

4. Cellhjulssluss enligt krav 2 eller 3, t e c k n a d därav, att fyllnadsringen och elastomer- k ä n n e - ringen är sammanklistrade med varandra.

5. Cellhjulssluss enligt något av kraven 2 till 4, Vk ä n n e t e c k n a d därav, att fyllnadsringen (7a) på ett ställe av sin omkrets (vid 9a) har en genomgående slits. 505 10 15 20 25 30 35 BNSDOCID: 434 8

6. Cellhjulssluss enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att fjäderorganen består av mellan lager- locket (Sb) och den mot detsamma vända gavelytan av fyll- nadsringen (7b) anordnade skruvtryckfjädrar (Bb) samt av minst en mellan det cylindriska innerrummets vägg (lc) och den yttre mantelytan av fyllnadsringen (7b) anordnad elas- tomerring (8c), vilken i radiell riktning belastar fyll- nadsringen (7b).

7. Cellhjulssluss enligt krav 6, n a d därav, att elastomerringen (8c) till en del är upp- k ä n n e t e c k - tagen i ett omkretsspàr i fyllnadsringen (7b).

8. Cellhjulssluss, bestående av ett hus (1), i vars cylindriska innerrum (lo) är anordnat ett cellhjul med sidoskivor (4a, 4b), varvid mellan varje sidoskiva och ett tillhörande lagerlock (Sa, Sb) till huset har anbringats k ä n n e t e c k n a d där- av, att varje sidoskiva (4b) på sin omkrets är försedd med en med cellhjulets (2, 3, 4a, 4b) axel koaxiell, mot det intill belägna lagerlocket (Sh) vänd metallring (6c), vars var sin tätningsanordning, yttre omkretsyta ligger pà ett mot bredden av en tätnings- spalt (s) svarande avstånd från väggen (lc) av husets (1) cylindriska innerrum, att det cylindriska innerrummet (lc) i omradet för den yttre omkretsytan av metallringen (6c) har en genom en ökning av diametern bildad, i ett radial- plan liggande ringyta (ld), att mot denna ringyta anligger en fyllnadsring (7c) av ett elastiskt eller plastiskt de- formerbart tätningsmaterial, speciellt ett packbussnings- tätningsmaterial, samt att en fjäderbelastad metallprofil- ring (8e) belastar fyllnadsringen (7c) axiellt i riktning mot ringytan (ld) och omsluter densamma pà sin yttre man- telyta åtminstone till en del.