SE520864C2 - Mekanisk tätningsanordning, speciellt för pumpar - Google Patents

Description

.. v.. I, 'nu 520 864 2 att ett ringformigt gummielement placeras mellan tätningselementet och hållarorganet. Hållarorganet kan även vara kompletterat med medbringarpinnar som sträcker sig in i spår i hållarorganets tätningselement. Ett sådant ringformigt gummielement tätar visserli- gen effektivt mellan tätningselementet och hållarorganet, så att några kaviteter för vätskerester ej uppstår, men ger dess värre upphov till ett annat problem. Således förekommer det att pumpar med tätningsanordningar av det aktuella slaget används intermittent för samma slags vätska utan någon mellanliggande diskning, sterilisering eller rengöring av pumparna, vilket medför att vätska, t ex flytande livsmedel, under stillestånd av en sådan pump kan torka mellan de två mot varandra anliggande tätningselementen, så att dessa fastnar vid varandra. Detta kan få till följd att tätningselementet knäcks vid igångsättning av pumpen, eftersom det dels är sprött, dels är eftergivligt förbundet vid hållarorganet medelst nämna ringformiga gummielement. Nämnda medbringarpinnar kan även orsaka sprickor i tätningselementet. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en tätningsanordning av det diskuterade slaget, som eliminerar de ovan beskrivna problemen och som har en hög tillförlitlighet.

Detta ändamål uppnås medelst en tätningsanordning av det inlednings- vis beskrivna slaget, som enligt en aspekt av uppfinningen har hållarorganet förbundet med väggen och som kännetecknas av att hållarorganets tätningselement är utformat med en omkretsyta som sträcker sig i väggens hål så att en ringformig spalt bildas mellan väggen och nämnda omkretsyta, och att en elastisk tätningsring är anordnad i nämnda spalt för tätning mellan väggen och hållarorganets tätningselement.

Nämnda ändamål uppnås även medelst en tätningsanordning av> det inledningsvis beskrivna slaget, som enligt en annan aspekt av uppfinningen har hållarorganet förbundet med axeln och som känneteck- nas av att hållarorganets tätningselement är utformat med en omkretsyta som sträcker sig i en ringformig koaxiell urtagning i axeln, varvid urtagningen radiellt utåt avgränsas av en inre omkretsyta hos axeln, så att en ringformig spalt bildas mellan axeln 520 864 3 m. 4,. och omkretsytan hos nämnda tätningselement, och att en elastisk tätningsring är anordnad i nämnda spalt för tätning mellan axeln och nämnda tätningselement.

Härigenom erhålls den fördelen att tätningselementet är stabilt fastsatt direkt på hållarorganet utan risk för att vätskerester ska fångas i kaviteter mellan tätningselementet och hållarorganet, eftersom nämnda tätningsring' hindrar vätska från att nå nämnda kaviteter.

Enligt en föredragen utföringsform av tätningsanordningen enligt uppfinningen övergår nämnda omkretsyta hos hållarorganets tätnings- element axiellt till en omkretsyta hos hållarorganet via en skarv mellan nämnda tätningselementet och hållarorganet. Den elastiska tätningsringen sträcker sig till hållarorganets omkretsyta och täcker nämnda skarv, varigenom vätska förhindras att tränga in i skarven.

Vidare är hållarorganet utformat med ett yttre omkretsspår och är den elastiska tätningsringen försedd med ett radiellt inåt sig sträckande parti som är anordnat i nämnda omkretsspår, varigenom tätningsringen förankras i avsett läge. Med fördel har den elastiska tätningsringen ett P-formig tvärsnitt, varvid huvudet hos Pzet är anordnat i nämnda omkretsspår.

Företrädesvis är hållarorganet utformat med ett parti, som omger hållarorganets tätningselement och som sträcker sig axiellt ett stycke längs detta, varvid nämnda tätningselement är fastsatt på nämnda parti av hållarorganet, t ex genom limning, hårdlödning eller krympning av hållarorganet på nämnda tätningselement. I detta fall kan hållarorganets tätningselement med fördel utformas med rektangu- lärt tvärsnitt.

Det föredras dock att hållarorganets tätningselement har ett väsentligen L-formigt tvärsnitt, varvid det ena av Lzets ben sträcker sig axiellt och det andra av Lzets ben sträcker sig radiellt.

Hållarorganets nämnda parti är i detta fall komplementärt utformat till nämnda L-formiga tvärsnitt och sträcker sig in på ovansidan om nämnda axiella ben. 520 864 §Tffj¥§§4}Å»ï 4 Ändamålet med uppfinningen uppnås även medelst en tätningsanordning av det inledningsvis beskrivna slaget, som enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen kännetecknas av att hållarorganets tätnings- element är utformat med ett första parti, som är direkt fastsatt vid hållarorganet, och ett andra parti, som bildar en av nämnda ringfor- miga tätningsytor och som sträcker sig radiellt utåt från det första partiet, varvid ett ringformigt utåt öppet spår bildas mellan tätningselementets andra parti och hållarorganet, och att en elastisk ringformig packning är anordnad i nämnda spår. Den ringformiga packningen säkerställer att vätska ej kan tränga in i eventuella kaviteter mellan hållarorganet och tätningselementets första parti.

Företrädesvis är det första partiet hos hållarorganets tätningsele- ment ringformigt och koaxiellt med axeln, varvid hållarorganet omger nämnda första parti, vilket medför att tätningselementet kan fastsättas på hållarorganet genom ett krympningsförfarande.

Med fördel bildar hållarorganet en axiell ansats mot vilken tätnings- elementets andra parti anligger, vilket automatiskt ger den önskade bredden hos det det ringformiga spåret vid monteringen av tätnings- elementet på hållarorganet, så att den elastiska packningen tätar i spåret.

Lämpligen är hållarorganet och tätningselementets andra parti utformade med respektive ringformiga ytor, vilka sträcker sig i radiella plan genom axeln, varvid nämnda ringformiga spår avgränsas av nämnda ringformiga ytor.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka figur 1 visar en perspektivvy av en snittad lob-rotorpump med borttagen gavelvägg, varvid pumpen är försedd med en känd tätnings- anordning vid en pumpaxel och en tätningsanordning enligt en första utföringsform av uppfinningen vid en annan pumpaxel, figur 2 visar en förstorad detalj av pumpen enligt figur 1 inklusive tätningsanordningen enligt uppfinningen, figur 3 visar samma detalj som figur 2 men med en andra utföringsform av tätningsanordningen enligt uppfinningen, 520 864 5 figur 4 visar pumpen enligt figur 1 med en tredje utföringsform av tätningsanordningen enligt uppfinningen, och figur 5 visar en förstorad detalj av pumpen enligt figur 4 inklusive tätningsanordningen enligt uppfinningen.

I figurerna har identiska komponenter försetts med samma hänvisnings- beteckningar.

I figur 1 visas en lob-rotorpump 1 som innefattar ett hus 2 med en vägg 3, som bildar en kammare 4, två parallella pumpaxlar 5 och 6, vilka sträcker sig genom respektive hål 7 och 8 i väggen 3 in i kammaren 4, och två med varandra ingripande pumpelement 9 och 10, vilka är fastsatta på de respektive pumpaxlarna 5,6 i kammaren 4.

Pumpaxeln 5 avtätas mot husets 2 vägg 3 medelst en tätningsanordning 11 enligt uppfinningen, som visas närmare i figur 2, medan pumpaxeln 6 i illustrativt syfte avtätas mot husets 2 vägg 3 medelst en känd tätningsanordning 11a, som beskrivs närmare nedan.

Tätningsanordningen 11 har en stationär' del som innefattar ett ringformigt rotationssymmetriskt hållarorgan 12, som koaxiellt omger pumpaxeln 5 i hålet 7 och är fastsatt på väggen 3 medelst icke visade skruvförband, och ett stationärt ringformigt rotationssymmetriskt, företrädesvis keramiskt, tätningselement 13, som koaxiellt omger pumpaxeln 5 och som är fastsatt direkt på hållarorganet 12. Tätnings- anordningen 11 har vidare en pumpaxeldel som innefattar ett rörligt ringformigt rotationssymmetriskt keramiskt tätningselement 14, som är förbundet med pumpaxeln 5 koaxiellt med denna. Tätningselementen 13 och 14 är utformade med respektive plana ringformiga tätningsytor 15 och 16, vilka sträcker sig i radiella plan genom pumpaxeln 5 och anligger tätande mot varandra.

Tätningselementet 13 har ett väsentligen Lzformigt tvärsnitt, varvid det ena av Lzets ben sträcker sig axiellt och det andra av Lzets ben sträcker sig radiellt. Hållarorganet 12 har ett parti 17 som är utformat med ett tvärsnitt som är komplementärt till nämnda L:formiga tvärsnitt hos tätningselementet 13. Partiet 17 sträcker sig in på ovansidan om det axiella benet hos tätningselementets 13 L:formiga tvärsnitt och är förbundet med tätningselementet 13 genom krympning 520 864 6 eller, alternativt, genom limning eller hårdlödning.

En cirkulärcylindrisk omkretsyta 18, som avgränsar det radiella benets fria ände hos tätningselementets 13 Lzformiga tvärsnitt och som sträcker sig i hålet 7 på avstånd från väggen 3, är utformad på tätningselementet 13 så att en ringformig spalt bildas mellan väggen 3 och omkretsytan 18. Omkretsytan 18 övergår axiellt via en skarv mellan tätningselementet 13 och hållarorganet 12 till en cirkulärcy- lindrisk omkretsyta 19 hos hållarorganets 12 parti 17 med samma diameter som omkretsytan 18. En elastisk tätningsring 20 med ett P:formigt tvärsnitt anligger mot omkretsytorna 18 och 19 och har huvudet 21 hos P:et anordnat i ett cirkulärt yttre omkretsspår 22 på hållarorganet 12. Tätningsringen 20 tätar mellan omkretsytorna 18,19 och väggen 3.

Den stationära delen hos den kända tätningsanordningen lla, som i figur 1 är anordnad mellan väggen 3 och pumpaxeln 6, har ett stationärt keramiskt tätningselement 13a, som är förbundet med ett hållarorgan 12a medelst ett gummielement 20a, vilket är fastvulkat vid tätningselementet 13a och hållarorganet 12a.

Tätningselementet 14 är axiellt förskjutbart på pumpaxeln 5 mot det stationära tätningselementet 13. En fjäder 23 pressar mot tätnings- elementet 14 så att dess tätningsyta 16 anligger mot tätningsytan 15 hos tätningselementet 13. En tätningsring 24 omger tätningselementet 14 och tätar mellan denna och pumpelementet 10.

Under drift av pumpen 1 roterar det keramiska tätningselementet 14 tillsammans med pumpaxeln 5, så att tätningsytan 16 glider på det stationära tätningselementets 13 tätningsyta 15 med ett visst tryck som bestäms av vätkskans tryck i kammaren 4. Vätskan som pumpas kan i vissa applikationer tränga in mellan tätningsytorna 15 och 16 och härvid bilda en tunn smörjande vätskefilm mellan dessa. Vanligen finns dock mellan tätningsanordningen 11 och en ytterligare pumpaxel- tätning en särskild smörjvätska under högre tryck än den pumpade vätskan som bildar nämnda tunna vätskefilm. Den elastiska tätnings- ringen 20, hos tätningsanordningen 11 enligt uppfinningen, förhindrar att vätska tränger in i kaviteter mellan det stationära keramiska 520 864 7 tätningselementet 13 och hållarorganet 12.

I figur 3 visas en alternativ utföringsform av tätningsanordningen 25 enligt, uppfinningen, i vilken tätningselementet. 13 med sitt hållarorgan 12 ingår i tätningsanordningens 25 pumpaxeldel och är fastsatt. medelst ett icke visat förband, t ex skruvförband, på pumpaxeln 5, medan tätningselementet 14 ingår i den stationära delen och är förbundet med väggen 3 i hålet 7 analogt med utföringsformen enligt figur 2. Ett pumpelement 26 bildar en del av pumpaxeln 5 och har en ringformig koaxiell urtagning 27, som radiellt utåt avgränsas av en inre omkretsyta 28. Tätningselementets 13 omkretsyta 18 sträcker sig i urtagningen 27 så att en ringformig spalt bildas mellan pumpaxeln 5 omkretsytan 18. Den elastiska tätningsringen 20 är anordnad i denna spalt för tätning mellan pumpaxeln 5 och tätningselementet 13.

I figur 4 visas samma lob-rotorpump som i figur 1 med undantag av att ena pumpaxeln 5 är försedd med en tätningsanordning 29 enligt en tredje utföringsform av uppfinningen. Således har pumpaxeldelen hos tätningsanordningen 29 ett tätningselement 30 med L-formigt tvärsnitt som är direkt fastsatt vid ett hållarorgan 31, vilket är förbundet med pumpaxeln 5, medan den stationära delen har ett stationärt tätningselement 13 som är förbundet med väggen 3 på samma sätt som i utföringsformen enligt figur 2. Tätningselementet 30 är utformat med ett ringformigt parti 32, som är koaxiellt med pumpaxeln 5 och som omges av hållarorganet 31, och ett radiellt parti 33 som sträcker sig radiellt utåt från det ringformiga partiet 32. Partiet 32 anligger mot en axiell ansats 34, som bildas av hållarorganet 31, och är fastsatt vid hållarorganet 31 genom ett krympningsförfarande.

Hållarorganet 31 och det radiella partiet 33 hos tätningselementet 30 är utformade med respektive ringformiga ytor, som sträcker sig i radiella plan genom pumpaxeln 5 och som avgränsar ett ringformigt spår. En elastisk ringformig packning 35 är anordnad i det ringformi- ga spåret och utfyller detta helt. En tätningsring 24 omger hållar- organet 31 och tätar mellan detta och pumpaxelns 5 pumpelement 9.

Alternativt kan den stationära delen av tätningsanordningen 29 utformas i stort sett som pumpaxeldelen hos tätningsanordningen 29, 529 864 ÜifíïtïfÜïàffiïlëfë"ï-íïfíš 8 dvs innefatta, motsvarande komponenter som tätningselementet 30, hållarorganet 31 och packningen 35. Alternativt kan även pumpaxelde- len hos tätningsanordningen 29 ersätta endera av den stationära delen och pumpaxeldelen hos tätningsanordningarna enligt figur 2 eller 3.

Claims (15)

520 864 .. ..» Patentkrav

1. Tätningsanordning (11) för tätning mellan en vägg (3) och en axel (5), som sträcker sig genom ett hål (7) i väggen, innefattande ett ringformigt rotationssymmetriskt första tätningselement (13), som omger axeln koaxiellt med denna och som är förbundet med väggen, och ett ringformigt rotationssymmetriskt andra tätningselement (14), som är förbundet med axeln koaxiellt med denna, vilka tätningselement är utformade med respektive ringformiga tätningsytor (15,16), vilka sträcker sig i radiella plan genom axeln och anligger tätande mot varandra, varvid ett av tätningselementen är fastsatt direkt på ett hållarorgan (12), som är förbundet med väggen, kännetecknad av att hållarorganets (12) tätningselement (13) är utformat med en omkretsyta (18) som sträcker sig i väggens (3) hål (7) så att en ringformig spalt bildas mellan väggen och nämnda omkretsyta, och att en elastisk tätningsring (20) är anordnad i nämnda spalt för tätning mellan väggen och hållarorganets tätningselement.

2. Tätningsanordning (25) för tätning mellan en vägg (3) och en axel (5), som sträcker sig genom ett hål (7) i väggen, innefattande ett ringformigt rotationssymmetriskt första tätningselement (14), som omger axeln koaxiellt med denna och som är förbundet med väggen, och ett ringformigt rotationssymmetriskt andra tätningselement (13), som är förbundet med axeln koaxiellt med denna, vilka tätningselement är utformade med respektive ringformiga tätningsytor (16,15), vilka sträcker sig i radiella plan genom axeln och anligger tätande mot varandra, varvid ett av tätningselementen är förbundet direkt med ett hållarorgan (12), som är förbundet med axeln, kännetecknad av att hållarorganets (12) tätningselement (13) är utformat med en omkrets- yta (18) som sträcker sig i en ringformig koaxiell urtagning (27) i axeln (5), varvid urtagningen radiellt utåt avgränsas av en inre omkretsyta hos axeln, så att en ringformig spalt bildas mellan axeln och omkretsytan hos nämnda tätningselement, och att en elastisk tätningsring (20) är anordnad i nämnda spalt för tätning mellan axeln och nämnda tätningselement. 520 864 10

3. Tätningsanordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nämnda omkretsyta (18) hos hållarorganets (12) tätningselement (13) övergår axiellt till en omkretsyta (19) hos hållarorganet (12) via en skarv mellan nämnda tätningselement och hållarorganet, varvid den elastiska tätningsringen (20) sträcker sig till hållarorganets omkretsyta och täcker nämnda skarv.

4. Tätningsanordning enligt krav 3, kännetecknad av att hållarorganet (12) är utformat med ett yttre omkretsspår (22), och att den elastiska tätningsringen (20) är försedd med ett radiellt inåt sig sträckande parti (21) som är anordnat i nämnda omkretsspår.

5. Tätningsanordning enligt krav 4, kännetecknad av att den elastiska tätningsringen (20) har ett P-formigt tvärsnitt, varvid huvudet (21) hos Pzet är anordnat i nämnda omkretsspår (22).

6. Tätningsanordning enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att hållarorganet (12) är utformat med ett parti (17), som omger hållarorganets tätningselement (13) och som sträcker sig axiellt ett stycke längs detta, varvid nämnda tätningselement är fastsatt på nämnda parti av hållarorganet.

7. Tätningsanordning enligt krav 6, kännetecknad av att hållarorga- nets tätningselement (13) har ett väsentligen L-formigt tvärsnitt, varvid det ena av Lzets ben sträcker sig axiellt och det andra av Lzets ben sträcker sig radiellt, och att hållarorganets (12) nämnda parti (17) är komplementärt utformat till nämnda L-formiga tvärsnitt och sträcker sig in på ovansidan om nämnda axiella ben.

8. Tätningsanordning enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att hållarorganets tätningselement (13) är fastsatt på hållarorganet (12) genom krympning, hårdlödning eller limning av detta på nämnda tätningselement.

9. Tätningsanordning (29) för tätning mellan en vägg (3) och en axel (5), som sträcker sig genom ett hål (7) i väggen, innefattande ett ringformigt rotationssymmetriskt första tätningselement (13), som omger axeln koaxiellt med denna och som är förbundet med väggen, och . . ~ . < . . - » - ~- 520 864 ll ett ringformigt rotationssymmetriskt andra tätningselement (30), som är förbundet med axeln koaxiellt med denna, vilka tätningselement är utformade med respektive ringformiga tätningsytor (15,16), vilka sträcker sig i radiella plan genom axeln och anligger tätande mot varandra, varvid åtminstone ett av tätningselementen är fastsatt direkt på ett hållarorgan (12,31), som är förbundet med endera av väggen och axeln, kännetecknad av att hållarorganets (31) tätnings- element (30) är utformat med ett första parti (32), som är direkt fastsatt vid hållarorganet, och ett andra parti (33), som bildar en av nämnda ringformiga tätningsytor och som sträcker sig radiellt utåt från det första partiet, varvid ett ringformigt utåt öppet spår bildas mellan tätningselementets andra parti och hållarorganet, och att en elastisk ringformig packning (35) är anordnad i nämnda spår.

10. Tätningsanordning enligt krav 9, kännetecknad av att det första partiet (32) hos hållarorganets (31) tätningselement (30) är ringformigt och koaxiellt med axeln (5), varvid hållarorganet omger nämnda första parti.

11. Tätningsanordning enligt krav 10, kännetecknad av att hållarorga- net (31) bildar en axiell ansats (34) mot vilken tätningselementets (30) första parti (32) anligger.

12. Tätningsanordning enligt något av kraven 9-11, kännetecknad av att hållarorganet (31) och tätningselementets (30) andra parti (33) är utformade med respektive ringformiga ytor, vilka sträcker sig i radiella plan genom axeln (5), varvid nämnda ringformiga spår avgränsas av nämnda ringformiga ytor.

13. Tätningsanordning enligt något av kraven 9-12, varvid hållarorga- net (31) är förbundet med axeln (5), kännetecknad av att hållarorga- net är utformat med en omkretsyta som sträcker sig i en ringformig koaxiell urtagning (27) i axeln, varvid urtagningen radiellt utåt avgränsas av en inre omkretsyta hos axeln, så att en ringformig spalt bildas mellan axeln och omkretsytan hos hållarorganet, och att en elastisk tätningsring ((24) är anordnad i nämnda spalt för tätning mellan axeln och hållarorganet. 520 864 12

14. Tätningsanordning enligt något av kraven 9-12, varvid hållarorga- net är förbundet med väggen (3), kännetecknad av att hållarorganet är utformat med en omkretsyta som sträcker sig i väggens hål (7), så att en ringformig spalt bildas mellan väggen och omkretsytan hos hållarorganet, och att en elastisk tätningsring (24) är anordnad i nämnda spalt för tätning mellan väggen och hållarorganet.

15. Pump (1), innefattande ett hus (2) med en vägg (3) som bildar en kammare (4), minst en roterbar pumpaxel (5,6), som sträcker sig genom ett hål (7,8) i husets vägg, och ett pumpelement (10), som är fast förbundet med pumpaxeln i kammaren, kännetecknad av att en tätnings- anordning (11) enligt något av kraven 1-14 är anordnad mellan husets (2) vägg (3) och pumpaxeln (5,6).