SE523857C2 - Enkeltätning med fjädrande element - Google Patents

Description

20 25 30 35 523 857 2 kan det också ta upp eventuella rörelser i axeln till skillnad från stel hylsa.

Tätningen saknar också i stort sett fickor där medium kan ansainlas. Hela fjädringspaketet är anordnat på atrnosfarssidan så att man undviker problemen förknippade med pumpmedium i kontakt med fjädrarna.

Sammanfattning av uppfinningen Således tillhandahåller föreliggande uppfinning en enkeltätning för tätning vid genomföring av en roterande axel genom en vägg. Tätningen är fast med hjälp av en fläns vid väggen för att avtäta en kammare innanför väggen mot axeln och mot utsidan. Tätningen innefattar en yttre tätningsring och en inre tätningsring, vilka tätningsringar är i glidande och tätande kontakt med varandra. Den yttre tätningsringen är fast vid flänsen.

Enligt uppfinningen tätar den inre tätningsringen dels mot nämnda roterande axel och är dels förbunden med ett axiellt löpande element, vilket element i sin tur är fast vid och roterar tillsammans med axeln och sträcker sig genom väggen och flänsen. Närrmda element är fjädrande och tillhandahåller både en kraft som verkar i en riktning för att öka kontakten mellan 'den yttre och den inre tätningsringen och en kraft för att medbringa den inre tätningsringen i nämnda roterande axels rotation.

I en utföringsforrn är det rörliga elementet en slitsad hylsa.

I en annan utföringsform är det rörliga elementet en spiralfjäder.

Uppfinningen är definierad i åtföljande patentkrav 1 medan fördelaktiga utföringsforrnar är definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfimiingen kommer att förklaras i detalj härefter med hänvisning till bifogade ritningar varav figur l är en vy i genomskärning av en enkeltätning enligt en första utförings- form av uppfinningen utefter snittet i figur 3, figur 2 är en ändvy över tätningen monterad vid en fläns, figur 3 är en snittad pcrspektivvy över enkeltätningen i figur 1. figur 4 är en snittad perspektivvy över ett fjädrande element i forin av en slitsad hylsa, figur 5 är en vy i genomskäming av en enkeltätning enligt en andra utförings- form av uppfinningen med ett fjädrande element i form av en spiralfjäder.

Detaljerad beskrivning av föredragna utfóriiigsformer Föreliggande uppfinning avser en enkeltätning som är särskilt lämpad för användning i en pump för livsmedel och liknande. I sådana pumpar ställs höga krav på hygien, vilket innebär att tätningspaketet skall vara så slätt som möjligt så att inte 10 15 20 25 30 35 523 857 3 det pumpade livsmedlet avsätter sig i fickor och små utrymmen. I sådana pumpar är ofta också utrymmet för packningen begränsat. Ofta har tätningen tillhandahållits av boxflätor med ett tvärsnitt på 9x9 mm. Livsmedlet pumpas vanligtvis också vid lågt tryck vilket kräver en hög balanseringsgrad hos tätningen.

Föreliggande uppfmning tillhandahåller en enkeltätning som väl uppfyller dessa krav tack vare en ny konstruktion.

Allmänt levereras tätningen som en kassett eller ett paket för att fästas i en vägg (visas ej) kring en pumpaxe122, såsom visas i figur 1 och 3. Paketet fásts med bultar genom en fläns 12. I figur 1 befinner sig pumpkammaren till vänster om flänsen 12. I pumpkammaren finns skovelhjul (visas ej) som driver pumpmediet. I föreliggande beskrivning avser tennerna yttre och inre positioner i förhållande till pumpkammaren och utsidan av flänsen. Med andra ord är yttre till höger i figurerna och inre till vänster i figurerna. I figur 2 visas två skåror eller urtag 21 i vilka bultar placeras för att fästa tätningen vid pumphusets vägg.

Som tidigare nänmts avser uppfinningen en enkeltätning, det vill säga det finns endast en tätningsspalt mellan delar som rör sig. Tätningen har en mottätningsring eller yttre tätningsring 1 (inne i pumphuset) och inre tätningsring' 2.

Den yttre tätningsringen 1 är placerad i ett urtag i flänsen 12. I en variant kan tätningsringen 1 hållas av en hållarring. Mellan den yttre hållarringen 19 och flänsen 12 fmns dessutom en gummipackning i form av en tätningsmanschett 11. Mellan flänsen 12 och pumphusets vägg (visas ej) finns dessutom en planpackning 16.

Den inre tätningsringen 2 roterar alltså tillsammans med axeln 22. Den hålls av ett fjädrande element, här en axiell genomgående hylsa 5. Hylsan håller tätnings- ringen 2 t.ex. med hjälp av en klackar 15 på hylsans ändkant, vilka klackar griper i ett urtag i tätningsringen 2.

Klackama 15 syns tydligast i figur 4 som endast visar hylsan 5. Klackarna 15 är bildade av tungor som slitsats ut och bockats av hylsmaterialet. Vid monteringen av hylsan i tätningsringen 2 grips klackarna med en tång och förs fjädrande ihop så att de kan passera in i tätningsringen 2 och släpps sedan ut i sina respektive urtag.

Det är denna hylsa 5 som roterar den inre tätningsringen 2. Hylsan drivs i sin tur av en koppling på utsidan (atmosfårssidan) av pumphuset. Kopplingen är i sin enklaste fonn en eller flera radiella stoppskruvar 4 som stadigt spänns in mot axeln 22. Hylsan 5 dras ut till en önskad anspänningskraft innan stoppskruvama 4 ras åt.

Hylsan 5 tillhandahåller också den fjädrande kraften som håller tätnings- ringama 1, 2 mot varandra. Hylsan har gjorts fjädrande genom att slitsa upp den i ett antal cirkelformade segment 13. Segmenten 13 är kopplade till varandra genom att lärnna kvar bryggor 14 av hylsmaterialet. Bryggoma 14 är omväxlande placerade så att hylsan kan sträckas ut elastiskt som en fiäder. Lämpligen finns det två bryggor 14 mellan varje segment 13. Bryggoma är då placerade mittemot varandra i 180° i 10 15 20 25 30 35 523 857 4 ett par med 90° till bryggoma i omväxlande par. Om man önskar en styvare fjädring kan fler bryggor per par användas. Det inses att bryggoma bör fördelas jämnt kring Omkretsen och omväxlande i vartannat par.

Antalet segment 13, liksom segrnentens och bryggomas bredd i axialled samt bryggomas periferiella utsträckningen kan varieras för att erhålla de lämpliga fjädringsegenskaperna.

Hylsan är lämpligen tillverkad av rostfritt stål med lämplig elasticitetsmodul, t.ex. ett fjäderstål. Hylsan tillverkas lämpligen genom att dras från en ståltrissa.

Hylsan kan altemativt smidas av ett gjutet rör eller en uppborrad stång och slitsarna fräsas ur. Såväl materialval som tillverkningsmetod påverkar den färdiga hylsans fjädringsegenskaper.

Som ett altemativ till den fjädrande hylsan kan en spiralfjäder 8 användas såsom visas i figur 5. Den inre änden av spiralfjädem 8 är fäst vid en hållarring 18 som i sin tur häller den inre tätningsringen 2'. Hållarringen kan också vara i ett stycke med tätningsringen som i figur 1. Hållarringen 18 är försedd med ett invändigt spår som följer fjäderns stigning (obelastad eller något belastad). Fj ädem 8 träs i spåret och avslutas med en rak axiellt riktad del 9 som griper i ett urtag" 19 i hållarringen 18. Den yttre änden av spiralfjädem 8 är på motsvarande sätt fäst vid en yttre hållarring 17 med en rak axiellt riktad del 10 som griper i ett urtag 7. En eller flera radiella stoppskruvar 20 spänns in mot axeln för att säkra den yttre hållarringen 17 och därmed överföra axelns rotation till den inre tätningsringen 2' via fjädern 8.

En nackdel jämfört med hylsan är att spiralfjädem inte är oberoende av rotationsriktningen. Axeln bör drivas åt det håll som strävar att dra ihop spiral- fjädem radiellt och axiellt. Om axeln drivs åt det andra hållet reser sig spiralfjädem radiellt vilket kan orsaka brott. Spiralfj ädem tillhandahåller dock ett billigare och väl fimgerande altemativ i vissa tillämpningar. För övrigt skiljer sig funktionen av denna variant inte från varianten med den fjädrande hylsan.

Tack vare att fjäderarrangemanget och kopplingen är placerade utanför pumphuset på atmosfärssidan kan randbredden hos tätningspaketet inne i pumphuset hållas liten.

Den fjädrande hylsan 5 (eller fjädern 8) tillhandahåller en kraft som drar den inre tätningsringen 2 (eller 2') mot den yttre tätningsringen 1. Kraften från hylsan verkar för att trycka tätningsringarna 1, 2 (eller 2') mot varandra. Kraften är ett komplement till hydraultrycket i pumpen som också verkar i samma riktning. Innan pumpen startar så finns dock inget övertryck i pumphuset.

När pumpen drivs med t ex livsmedel används i allmänhet låga tryckt ex 6 bar. För att få en säker tätningsfinrlction önskar man därför en hög balanseringsgrad i tätningspaketet. Balanseringsgraden är kvoten mellan arean som hydraultrycket verkar på och tämingsarean. Trots att föreliggande enkeltätning har en förhål- 10 15 20 523 857 5 landevis låg randbredd, ca 9 mm, mellan dess innerdiameter och dess ytterdiameter, har enkeltätningen en balanseringsgrad på ca 1,3.

Tätningen har också få hörn och utrymmen där pumpmedium kan ansamlas och eventuellt bakteriehärdar utvecklas när pumpen skall pumpa livsmedel.

Den inre tätningsringen 2 (och i förekommande fall hållarringen 18) är också kompletterade med en gummitätriing 3. Denna är lämpligtvis en s k läpptätriing med en positiv radie mot pumpmediet så att pumpmediet hjälper till att nycka tätningen 3 mot axeln 22. Inte heller här bildas således någon ficka i motsats till vanliga O- ringar.

Själva tätriingsringarna l och 2, 2' är lämpligen tillverkade av ett hårt material såsom kiselkarbid. Dessutom har de lämpligen en diamantbeläggning på tätningsytorna. Diamantbeläggningen minskar fiiktionen till en tredjedel mot normala tätningsmaterial, vilket medför lägre värmegenerering och innebär att tätningen klarar torrfriktion. Beläggningen har också hög nötningsbeständighet.

Tätningsringarria tål därför en högre stängningskraft.

Således uppfyller enkeltätningen enligt föreliggande uppfinning högt ställda krav på mått, hygien och balanseringsgrad. Uppfinningen har beskrivits i detalj med hänvisning till en föredragen utfóringsform såsom illustreras i ritningarna. En fackman på området inser att dimensioner, materialval mm kan varieras utan att gå ur uppfinningens ram. Det mekaniska kopplingama med skruvar, pinnar och liknande kan också varieras på många sätt. Uppfinningen är endast begränsad av nedanstående patentkrav.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 525 857 6 PATENTKRAV

1. Enkeltätning för tätning vid genomföring av en roterande axel genom en vägg, vilken tätning är fast med hjälp av en fläns (12) vid väggen, för att avtäta en kammare innanför väggen mot axeln och utsidan, innefattande en yttre tätningsring (1) och en inre tätningsring (2, 2'), vilka tätningsringar är i glidande och tätande kontakt med varandra, varvid den yttre tätningsringen (l) är fast vid flänsen (12), kännetecknad av att den inre tätningsringen (2, 2') dels tätar mot nämnda roterande axel och dels är förbunden med ett axiellt löpande element (5, 8), vilket element (5, 8) i sin tur är fast vid och roterar tillsammans med axeln (22) och sträcker sig genom väggen och flänsen (12), där nämnda element (5, 8) är fjädrande och tillhandahåller både en kraft som verkar i en riktning för att öka kontakten mellan den yttre (1) och den inre tätningsringen ( 2, 2') och en kraft för att medbringa den inre tätningsringen i nämnda roterande axels rotation. .

2. Enkeltätning enligt krav l, kännetecknad av att det fjädrande elementet är en slitsad hylsa (5). .

3. Enkeltätning enligt krav 2, kännetecknad av att hylsan (5) innefattar cirkelforinade segment (13) som är kopplade till varandra genom bryggor (14) av hylsmaterial och att bryggorna (14) är omväxlande placerade så att hylsan (5) kan sträckas ut elastiskt. .

4. Enkeltätning enligt krav 3, kännetecknad av att det finns två bryggor (14) mellan varj e segment (13), varvid bryggorna är placerade mittemot varandra i l80° i ett par med 90° till bryggorna i omväxlande par. .

5. Enkeltätning enligt krav 3, kännetecknad av ett antal bryggor (14) jämnt fördelade kring Omkretsen och omväxlande i vartannat par. .

6. Enkeltätning enligt något av kraven 3 till 5, kännetecknad av att antalet segment (13) är i intervallet 1 till 10, företrädesvis 6. .

7. Enkeltätning enligt något av kraven 2 till 6, kännetecknad av att hylsan (5) är kopplad till tätningsringen (2) med hjälp av en klack (15) på hylsans kant, vilken klack (15) griper i ett urtag i tätningsringen (2). .

8. Enkeltätning enligt något av kraven 2 till 7, kännetecknad av att hylsan (5) är kopplad till axeln med hjälp av en stoppskruv (4). 5 10 15 20 25 30 35 523 857 7

9. Enkeltätning enligt krav 1, kännetecknad av att det fiädrande elementet innefattar en spiralfj äder (8).

10. Enkeltätning enligt krav 9, kännetecknad av att den inre änden av spiralfjädern (8) är fast vid den inre tätningsringen (2') som är försedd med ett invändigt spår som följ er fjäderns stigning, varvid fjädern (8) är trädd i spåret och avslutas med en rak axiellt riktad del (19) som griper i ett urtag i tätningsringen (2'), och den yttre änden av spiralfjädern (8) är fäst vid en yttre hållarring (17) som är försedd med ett invändigt spår som följer fjäderns stigning, varvid fjädern (8) är trädd i spåret och avslutas med en rak axiellt riktad del som griper i ett urtag i hållarringen (17).

11. l1.Enkeltätning enligt krav 9, kännetecknad av att den inre änden av spiralfiädern (8) är fäst vid den inre tätningsringen (2') medelst en hållarring (18) som är försedd med ett invändigt spår som följer fjäderns stigning, varvid fjädern (8) är trädd i spåret och avslutas med en rak axiellt riktad del (9) som griper i ett urtag (19) i hållarringen (18), och den yttre änden av spiralfjädern (8) är fäst vid en yttre hållarring (17) som är försedd med ett invändigt spår som följer fjäderns stigning, varvid fjädern (8) är trädd i spåret och avslutas med en rak axiellt riktad .del (10) som griper i ett urtag (7) i hållarringen (17).

12. Enkeltätning enligt något av kraven 9, 10 eller 11, kännetecknad av att den yttre hållarringen (17) är kopplad till axeln med hjälp av en stoppskruv (20).

13. Enkeltätning enligt något av krav l till 12, kännetecknad av att den yttre tätningsringen (1) är anbringad mot flänsen (12) med en ytterligare tätning (1 1) däremellan och den inre tätningsringen (2, 2') är anbringad mot axeln (22) med en ytterligare tätning (3) däremellan.

14. Enkeltätning enligt krav 13, kännetecknad av att tätningen (3) mellan den inre hâllarringen (18) och axeln (22) är en läpptätníng.

15. Enkeltätning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det fjädrande elementet är tillverkat av rostfritt stål.

16. Enkeltätning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att tätnings- ringarna (l; 2, 2') är tillverkade av kiselkarbid med en diamantbeläggning på kontaktytorna.