FI79897B - Mekanisk taetningskonstruktion. - Google Patents

Description

1 79897

Mekaaninen tiivisterakenne

Keskipakoispumppu käsittää yleensä pumpun pesän ja keskipakoisjuoksupyörän, joka pumppuaa nestettä pesän tu-5 loaukosta sen ulostulo- eli poistoaukkoon. Juoksupyörä on asennettu akselille ja sitä pyörittää voimakone, kuten esim. sähkömoottori. Juoksupyörän ja moottorin välille on sijoitettu tiiviste, joka estää pumpattavan nesteen vuotamisen moottorin akselia pitkin ja lopuksi moottoriin tai 10 ilmakehään. Tiivistykseen käytetään usein mekaanisia tiivisteitä, jolloin kukin mekaaninen tiiviste käsittää parin tiivisterenkaita, joilla on vastakkaiset tiivistepinnat ja joista ainakin yhtä painetaan joustavasti toista vasten. Yksi tiivisterengas on kiinteä ja se on tavallisesti 15 kiinnitetty pumpun pesään. Toinen tiivisterengas on kytketty pyörimään akselin ja juoksupyörän mukana. Asennuksen yhteydessä tiivisteen osat asetetaan tietylle etäisyydelle toisistaan ja siten, että yhtä rengasta toista vasten painava jousivoima on tietyn suuruinen ja mainittu 20 etäisyys on mekaanisen tiivisteen asetusarvo. Mekaaninen tiiviste voidaan koota sarjasta mekaanisia tiivisteitä, joista kukin muodostuu selostetuista tavanomaisista osista .

Monissa keskipakoispumpuissa pyörivän rakennekoko-25 naisuuden eli juoksupyörän, akselin ja akselia kannattavien laakereiden sekä pyörimättömien kannattimien tai muiden laakerin tuentaelinten asemaa voidaan säätää akselin suunnassa alkuperäisen pienen välyksen asettamiseksi tulo-aukkoon pesän ja juoksupyörän välille ja tämän pienen vä-30 lyksen säätämiseksi tai ylläpitämiseksi, koska se voi muuttua pumpun osien kulumisen johdosta. Kun pesän ja juoksupyörän välys tulee liian suureksi, pumpun energiaa kuluu hukkaan ja siinä tapahtuu painehäviöitä, koska virtaus alkaa kiertää eli muodostuu "oikosulkuja" tässä koh-35 dassa. Tuuman tai kahden suuruusluokkaa olevat säädöt 2 79397 muuttavat mekaanisen tiivisteen asetusarvoja ja edellyttävät siten näiden säätämistä alkuperäisen ja/tai halutun asetuksen palauttamiseksi. Tämä toimitus on aikaa vievä ja kallis. Pumpuissa, joissa on useita juoksupyöriä, pum-5 pun osien ja viereisen juoksupyörän välisten välysten tulee olla säädettävissä kulumisen kompensoimiseksi. Myös tässä tapauksessa pumpun osien ja juoksupyörän kulumisen edellyttämä yhden tai useamman mekaanisen tiivisteen uu-delleensäätö on aikaa vievää ja kallista.

10 Tämän keksinnön mukaan juoksupyörän ja muiden pum pun osien aksiaalisen aseman säätö pumpun pesän suhteen kulumisen kompensoimiseksi voidaan suorittaa muuttamatta mekaanisen tiivisteen asetusta. Tämä saadaan aikaan poistamalla mekaanisen tiivisteen osan tai osien ja pumpun 15 pesän tai muun kiinteästi sijaitsevan pumpunosan välinen kiinteä kytkentä. Erityisesti mekaaninen tiiviste liittyy pumpun aksiaalisesti liikuteltavaan ja säädettävään osaan tai osiin. Eräässä erikoisessa sovellutusmuodossa pumpun juoksupyörä on pyöritettävästi kytketty akseliin, jonka 20 aksiaalista sijaintia voidaan säätää pumpun pesän suhteen. Mekaaninen tiiviste ympäröi akselia ja sijaitsee juoksu-pyörän ja akselin laakerin välissä, jolloin viimeksi mainittu on tuettu tukeen tms., jonka aksiaalinen asema on kiinteä akseliin nähden. Tiivisteen yksi pää on kiinnitet-25 ty juoksupyörän suhteen ja toinen pää on kiinnitetty laakerin tuentavälineiden tai tuen suhteen. Pyörivien osien aksiaalinen säätö suoritetaan muuttamalla akselin sijaintia pumpun pesään nähden. Tiiviste ja osat, jotka sijaitsevat kiinteästi akselin suhteen, tulevat tällöin aksiaa-30 lisesti säädetyiksi pumpun pesän suhteen ilman, että mekaanisen tiivisteen asetus muuttuu. Tämä on toteutettu patenttivaatimuksen 1 määrittämän rakenteen suhteen siten, että välineet mainitun voiman kohdistamiseksi ainakin toiseen tiivisterenkaaseen käsittävät elatomeeristä materiaa-35 lia olevan, leikkausjännityksiä vastaanottavan renkaan, 3 79897 joka on kytketty laakeria kannattavien välineiden ja kiinteän tiivisterenkaan välille, ja että elastomeerisen renkaan ja laakeria kannattavien välineiden väliin on sovitettu säädettävät elimet mainitun voiman säätämiseksi.

5 Seuraavassa kuvataan keksinnön erästä toteutustapaa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät vain yhtä erityistä sovellutusmuotoa.

Kuvio 1 esittää pystykuvantoa, josta on osia leikattu pois ja esitetty leikkauskuvantona, tyypillisestä 10 keskipakoispumpusta, johon kuuluu keksinnön mukaisesti konstruoitu mekaaninen tiiviste.

Kuvio 2 on suurennettu leikkauskuvanto, joka esittää osaa tyypillisestä pumpun ja mekaanisen tiivisteen rakenneyhdistelmästä, jossa on sovellettu esillä olevaa 15 keksintöä.

Kuvio 3 on osittainen leikkauskuvanto pitkin viivaa 3-3 kuviossa 1 ja se esittää kelkan säätömekanismin yksityiskohtia.

Kuvio 1 esittää tyypillistä pumppurakennetta 10, 20 johon sisältyy tämän keksinnön mukaisesti konstruoitu mekaaninen tiiviste 12. Pumppu 10 käsittää keskipakoisjuok-supyörän 14, joka on kiinnitetty pyörivään akseliin 16, joka puolestaan on kytketty voimakoneeseen, esim. sähkö-moottoriin, jota ei ole esitetty. Juoksupyörä 14 on sijoi-25 tettu pesään 18, joka on kiinnitetty kannattimeen 19, ja pesässä on tuloaukko 20 ja poistoaukko 22. Akseli 16 on asennettu sijainniltaan kiinteästi kelkkaan eli laakeri-runkoon 24, jota kannattavat kiinteästi asennetut jalusta 26 ja kannatin 19 ja jota voidaan säätää aksiaalisesta 30 näiden suhteen. Pesä 18 on kiinnitetty pulteilla kannattimeen 19, joka on kiinnitetty jalustalle 26. Kelkka/laa-kerirunko 24 sisältää kaksi tietyllä etäisyydellä toisistaan olevaa laakeria 28 ja 30, jotka kumpikin nojaavat laakerin tukiin 32 ja 34. Laakerit 28 ja 30 mahdollistavat 35 akselin 16 pyörimisen. Laakerin tukeen 32 liittyy pö- 4 79897 ly-/likatiiviste 36, joka ympäröi akselia 16. Keksinnön mukainen mekaaninen tiiviste 12, joka on konstruoitu ja järjestetty olennaisesti estämään pumputtavan nesteen vuotamisen juoksupyörältä ja pumpun pesästä moottorin akse-5 lia pitkin ja lopulta moottoriin tai ilmakehään, ympäröi akselia 16 ja sijaitsee tuen 34 ja pesän 18 välissä ja pesän tietyn osan sisäpuolella ja sitä kuvataan yksityiskohtaisesti jäljempänä.

Juoksupyörän 14 aksiaalisen säädön tarkoituksena 10 pesän 18 suhteen on pitää niiden välinen välys C vakiona, saattaa se oikeaksi tai muuttaa sitä ja se tapahtuu liikuttamalla aksiaalisesti kelkkaa/laakerirunkoa 24. Kuten kuvioissa 1 ja 3 on esitetty, kelkka/laakerirunko 24 on varustettu siihen ripustetulla kierteitetyllä osalla 40, 15 joka on sovitettu jalustan 26 pitkänomaiseen rakoon 42. Kierteitetty osa 40 ottaa vastaan ruuvin 44, joka on lukittu aksiaalisesti kauluksilla 43, 45 jalustan 26 suhteen. Pultit 46, 48, jotka kulkevat pitkänomaisten tai rakomaisten kelkassa/laakerirungossa olevien aukkojen (ei 20 esitetty) lävitse ja sopiviin jalustassa 26 oleviin kier-teitettyihin aukkoihin (ei myöskään esitetty) lukitsevat kelkan/laakerirungon 24 jalustaan. Löysäämällä pultit 46, 48 ja kiertämällä ruuvia 44 voidaan kelkan/laakerirungon 24 ja siten akselin 16 aksiaalista asemaa säätää, jolloin 25 myös aksiaalinen välys C tulee säädetyksi. Kelkka/laakerirunko lukitaan jälleen paikalleen kiinnittämällä pultit 46, 48. Haluttaessa voidaan järjestää sopiva mittatanko osoittamaan siirtomatkaa.

Mekaaninen tiiviste 12 (kuvio 2) käsittää kaksi 30 tiivisterengasta 54, 56, jotka ympäröivät akselia 16 ja joissa on vastakkaiset kiillotetut tiivistepinnat 58, 60. Tiivisterengas 54 pyörii akselin 16 mukana ja se on kiinnitetty lieriömäiseen hoikkiin 62, joka ympäröi akselia 16 ja nojaa juoksupyörään 14. Rengas 56 on kiinteä ja se 35 on kiinnitetty laipallisen, yleisesti ottaen lieriömäisen 5 79897 seuraajan 66 välityksellä laakeritukeen 34. Kuvatussa so-vellutusmuodossa kumia tai muuta elastomeerimateriaalia oleva rengas 68 on kiinnitetty samankeskisiin metalliren-kaisiin 72, 74 ja sisempi metallirengas 74 on kytketty 5 seuraajaan 66. Kumirengas 68 nojaa tiivisterenkaaseen 56 ja ylempi metallirengas 72 ympäröi ainakin osittain tii-visterengasta 56. Ulomman metallirenkaan 74 aksiaalinen siirtyminen sisemmän metallirenkaan 72 suhteen aiheuttaa kumirenkaaseen (68) leikkausjännityksen. Kuvatussa sovel-10 lutusmuodossa leikkausjännityksen alainen kumi aikaansaa jousivoiman, joka painaa tiivisterengasta toista vasten. Alkuperäisen asennuksen yhteydessä seuraajan 66 asema säädetään sen liitännällä laakeritukeen 34 ja tiivisterenkai-siin kohdistuu tällöin oikea ja alkuperäinen jousivoima. 15 Tuesta 34 ulottuu aksiaalisesti kierteitetty osa 80. Seuraajan 66 laippaan 66A on tehty aukko kierteitettyä osaa 80 varten ja seuraajan laipan 66A vastakkaisilla puolilla olevat mutterit 84 ja 86 lukitsevat seuraajan paikalleen tukeen 34 nähden. Jos tiivisteen asetusta on tarpeen 20 muuttaa, säätö on helposti suoritettavissa. Koska tuen 34 sijainti juoksupyörän, akselin ja seuraajan suhteen on kiinteä, mekaanisen tiivisteen asetus säilyy, kun juoksu-pyörän aksiaalista asemaa säädetään.

Seuraaja 66 nojaa pesän 18 laippaan 88 ja on hyd-25 raulisesti tiivistetty sen suhteen O-renkaalla 90, joka sallii seuraajan 66 suhteellisen aksiaalisen liikkeen pesän laippaan 88 nähden. Seuraaja 66, sen laippa 66A ja mutterit 84, 86 ovat siten esillä, että alkuperäinen tiivisteen säätö voidaan suorittaa ja tiivisteen asetusta 30 voidaan tarvittaessa muuttaa.

Oheisten patenttivaatimusten on määrä kattaa keksinnön kaikki ajateltavissa olevat sovellutusmuodot. On esim. mahdollista käyttää kahta leikkausjännityksen alaista kumilohkoa, jotka synnyttävät jousivoiman, joka painaa 35 tiivisterenkaita toisiaan vasten. Leikkausjännityksen 6 79897 alaisten kumiosien käyttö jousivoiman aikaansaamiseen on esitetty hakijan US-patentissa 4 418 919, julkaistu 6.12.1983. Keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa myös mekaaniseen tiivisteeseen, jossa jousivoiman synnyttää 5 yksi tai useampi kierrejousi.

Claims (3)

1. Mekaaninen tiivisterakenne pumppua varten, joka käsittää 5 pesän (18), pesään sovitetun pyörivän rakenteen, joka käsittää akselin (16), akselille sovitetun juoksupyörän (14) ja akselia kannattavan laakerin (30); välineet (24) laakerin kannattamiseksi, jolloin pyörivä rakenne ja laakeria kannattavat välineet on sovitettu 10 kiinteästi toistensa suhteen ja aksiaalisesta siirrettäviksi pesän suhteen siten, että juoksupyörän (14) ja pesän (18) välinen etäisyys on säädettävissä; mekaanisen tiivisterakenteen (12), joka on toiminnallisesti liitetty juoksupyörän (14) ja laakeria (30) kannattavan 15 välineiden väliin sovitettuun pyörivään rakenteeseen ja joka on siirrettävissä tämän kanssa; jolloin mekaaninen tiivisterakenne käsittää tiivisteren-gasparin (54,56), joka ympäröi akselia (16) ja jonka tii-vistepinnat (58,60) ovat toisiaan vastakkain, ja kiillo-20 tetut, jolloin toinen tiivisterengas (54) on sovitettu pyöriväksi akselin (16) ja juoksupyörän (14) kanssa ja toinen tiivisterengas (56) on kiinteä ja liitetty laakerin (30) kannattaviin välineisiin (24); välineet (68) joustavan voiman kohdistamiseksi toiseen 25 tiivisterenkaaseen sen siirtämiseksi toista tiivisteren-gasta vasten täten määrittäen tiivisterakenteen asetuksen; ja välineet (90) kiinteän tiivisterenkaan (56) tiivistämiseksi pesään (18) nähden samalla mahdollistaen mekaanisen tiivisterakenteen (12), pyörivän rakenteen ja laakeria 30 (30) kannattavien välineiden (24) aksiaalisen liikkumisen pesän suhteen muuttamatta mekaanisen tiivisterakenteen asetusta, tunnettu siitä, että välineet mainitun voiman kohdistamiseksi ainakin toiseen tiivisterenkaaseen käsittävät elastomeeristä materiaalia olevan, leikkausjän-35 nityksiä vastaanottavan renkaan (68), joka on kytketty 8 79897 laakeria (30) kannattavien välineiden (24) ja kiinteän tiivisterenkaan (56) välille, ja että elastomeerisen renkaan (68) ja laakeria (30) kannattavien välineiden (24) väliin on sovitettu säädettävät elimet (80,84,86) mainitun 5 voiman säätämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekaaninen tii-visterakenne, tunnettu siitä, että laakeria (30) kannattavat välineet (24) käsittävät lieriömäisen tuen (34), jolloin kiinteän tiivisterenkaan (56) ja tuen (34) 10 väliin on sovitettu lieriömäinen holkki (66) osan näiden välisen kytkennän muodostamiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mekaaninen tii-visterakenne, tunnettu siitä, että välineet kiinteän tiivisterenkaan (56) ja pyöriväksi sovitetun tiivis- 15 terenkaan (54) välisen alustavan asetuksen sekä mainitun voiman säätämiseksi käsittävät pultin (80), joka ulottuu tuesta (34) hoikkiin (66) ja mutterit (84,86), joiden avulla hoikin (66) asema tuen (34) suhteen asetetaan. 9 79397