NL7909171A - Fluidumstromingsregelaar. - Google Patents

Description

* t VO 3821

Fluldumstromingsrsgelaar.

Ce onderhavigs uitvinding heeft betrekking op middelen voor net regelen van een fluïdumstroming, en is in het bijzonder, hoewel niet uitsluitend, van toepassing op middelen voor het regelen van esn stroming van koelvloeistof welke stroomt langs het 5 achtervlak van een werkzaam element dat een van twee ten opzichte van elkaar draaibare afdichtvlakken van een vlakafdiohting met esn positieve speling vormt.

Bij machines met hoge snelheden, zoals turbo-comprssso-ren, hogs-snelheidspompen, turbo-generatoren, koordwindinrich-10 tingen voor autobanden en spoelen, d.w.z. machines waarbij de omtrekssnelheid van de as in de ordegrootte van 100 m/sec is, zijn conventionele radiale vlakafdichtingen in het algemeen niet succesvol. Zelfs sen radiale vlakafdiohting met een positieve speling wekt aanzienlijke viskeuze schuifKrachten tussen 15 de twee tegenover elkaar gelegen afdichtCwerk)vlakken op en vanwege de kleine speling bij het in werking zijn, bezit de fluï-dumstroming voor het regelen van de speling tussen de vlakken in het algemeen een onvoldoende thermische capaciteit om te dienen als een afvoer voor dit vermogensverlies, zonder dat dit 20 een zo hoge temperatuur krijgt dat de eigenschappen van de re-gelvloeistof permanent nadelig veranderd zouden worden.

Bovendien kan de warmte die opgewekt wordt in de planairs werkzame elementen van vermogenskoppelingen en remsystsmen b.v. aanleiding geven tot net geleidelijk verdwijnen van de koppe-25 ling en net remmen als de warmte niet snel gedissipeerd wordt.

7909171 2 \

Ds werkzame elementen van radiale vlakafdichtingen zijn door middel van botsingskoeling,zoals dcor over de omtrek verdeelde koelspuitmonden,gekoeld, die echter geen noemenswaardige drukondersteuning verschaffen voor de wand van het werkzame ele-5 ment hetwelk een thermische barrière vormt,waarvan de'dikte derhalve niet verkleind kan worden om de warmteoverdracht over de wand te vergroten, indien deze wand in hoofdzaak vlak moet blijven. Bovendien geeft botsingskoeling aanleiding tot een niet uniforme verdeling van de koelingsstroming rond de omtrek het-10 geen een verschillende koeling verschaft hetwelk onbevredigend is bij radiale vlakafdichtingen met een positieve speling.

Een van de doeleinden van de onderhavige uitvinding is het vóórtbrengen van een stroming van de koelfluïdum, welke voorziet in een noemenswaardige drukondersteuning voor de wand van 15 een ringvormig werkzaam element, om zo de warmteoverdrachtsweer-stand van de thermische weg door de wand heen te verkleinen. Een ander oogmerk is te voorzien in een gelijkmatige verdeling over de omtrek van de stroming van koelfluïdum over het achtervlak van een ringvormig werkzaam element, met een hoge oppervlakte-20 warmteoverdrachtscoëfficiënt.

Overeenkomstig de onderhavige uitvinding worden middelen voor het regelen van een fluldumstroming gekenmerkt door twee tegenover elkaar gelegen samenwerkende ringvormige vlakken, door middelen voor het toevoeren van fluïdumstromen tussen die vlak-25 ken bij een inlaatzone van de stromingsregelmiddelen, opdat deze 'radiaal stroomt naar tenminste één stroomafwaartsgebied van de stroomregelmiddelen, en doordat een van de vlakken belast .is of te belasten is naar het andere van de vlakken en een onder druk buigzaam elastisch of elastisch belast element omvat, dat bij 30 het in werking zijn verbogen wordt om te voorzien in een speling tussen de samenwerkende Vlakken, welke convergent is naar een of ieder stroomafwaartsgebied van de stroomregelmiddelen.

De stromingsregelmiddelen volgens de uitvinding voorzien, bij het in werking zijn, in een drukverdeling van het koelfluï-35 dum -over het andere van de samenwerkende vlakken, zodat wanneer 79 0 9 1 7 t 3 t dit het achtervlak van een werkzaam element vormt, de drukverde-ling de wand van het werkzame element ondersteunt, waardoor deze veel dunner kan zijn dan anders het geval zou zijn en dus voorziet in een lage warmteoverdrachtsweerstand met dientengevolge 5 een verbeterde koeling. De verbuiging van het buigzame element in combinatie met de belasting daarop maakt het mogelijk dat een dunne fluïdumlaag met een aanzienlijke stijfheid Cd.w.z. de mate van verandering van de dikte van de dunne fluïdumlaag met betrekking tot de belasting] in stand gehouden wordt tussen de samen-10 werkende vlakken en voorziet dus in een koelingsstroming welke geregeld is en gelijkmatig over de omtrek verdeeld is van het samenwerkende vlak. Dit is van bijzonder belang bij radiale vlakaf dichtingen met een positieve speling, waarbij de stabiliteit essentieel is voor een bevredigende werking, omdat dit een ver-15 scniilende koeling over de omtrek vermijdt, hetgeen een destabi lisatie van de hydrodynamische effecten tussen de werkvlakken zou veroorzaken vanwege de thermo-elastische verbuigingen.

Door middel van de uitvinding wordt de speling tussen de samenwerkende vlakken nauwkeurig geregeld, waardoor het mogelijk 20 is om gebruik te maken van kleine spelingen zonder noemenswaar dige omtreksvariaties, waardoor een uniform verdeelde en hoge oppervlaktewarmteoverdrachtscoëfficiënt van het achtervlak van het werkzame element ontstaat.

0e uitvinding vermijdt ook dat het nodig is om een samen-25 werkend vlak van de stromingsregelmiddelen nauwkeurig te bewer ken tot een gestapte of tapse vormj beide samenwerkende vlakken kunnen radiaal vlak machinaal bewerkt worden, hetgeen een relatief eenvoudige behandeling.is. Zelfs met een dunwandig werkzaam element kan het andere vlak van de stromingsregelmiddelen in een 30 in hoofdzaak vlakke toestand gehouden worden, om een adequate belastingscapacitait en stijfheid van de dunne·'fluïdumlaag tussen de samenwerkende vlakken te verzekeren. Het werkzame element zelf Kan een onder druk buigzaam element omvatten, zoals bij de raciale vlakafdichtingen met positieve speling welke beschre-35 ven zijn in de Sritse octrooiaanvrage 7.332.753. 3ij dergelijke 79 0 917 f 1» 4 vlakafdichtingen Kan de opbouw van stromingsregelmiddelen een onder druk buigzaam element omvatten dat bestaat uit een ringvormig element dat starre radiale binnen- en buitenringen omvat, waarvan er één axiaal kan bewegen, welke een elastisch tussen-5 element steunen, en een ringvormig gedeelte dat de andere van de ringen van het buigzame element ondersteunt en radiaal geplaatst houdt en afdicht ten opzichte van de axiaal beweegbare ring.

Dit voorziet in een gebied met een lage druk achter tenminste een gedeelte van het buigzame element en een belasting op zowel 10 de binnen- en buitenringen. De nettobelasting op het achtervlak van de stroomopwaartse, axiaal beweegbare ring, wordt de belasting vooraf op het buigzame element genoemd. Het ringvormige deel dat zelf axiaal beweegbaar is, is radiaal geplaatst en afgedicht binnen een ringvormige drager welke het buigzame werk-15 zame element van de afdichting ondersteunt, zodat de belasting op de opbouw van de stromingsregelmiddelen, welke de stroming van koelvloeistof bepaalt, ovsrgedragen wordt naar een gedeelte van het achtervlak van het buigzame werkzame element om een belasting vooraf daarop te verschaffen.

20 Het voorzien in een belasting vooraf op het buigzame stroomregelelement en het overdragen van de totale belasting op de opbouw van stroomregelmiddelen om te werken als een belasting vooraf op het buigzame werkzame element, verhoogt de stijfheid van de dunne fluïdumlagen tussen de samenwerkende vlakken van 25 resp. de stromingsregelmiddelen en de werkzame vlakken van de afdichting aanzienlijk, b.v. met een factor 10.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het ringvormige drager-element axiaal belast of te belasten in de richting van het werkzame element dat een in hoofdzaak starre stroomafwaartse ring 30 omvat, welke ondersteund wordt door een ringvormig draagelement en verbonden is met een relatief dun buigzaam ringvormig stroomopwaarts element, naar een deel waarvan de gehele belasting op de stromingsregelmiddelen overgedragen wordt terwijl voorzien is in een relatief klein drukverschil over het genoemde gedeelte 35 van het buigzame ringvormige element in de stroomopwaartse zones 79 0 9 1 7 f 5 van de stromingsrsgslmiddelen en het werkzame element. Dit Kleine drukverschil Kan verkregen worden bij een opbouw waarbij een bufferfluïdum ook als het koelfluïdum gebruikt wordt, in een radiale vlakafdichting, door de inlaatzones van resp. de stro-5 mingsregelmiddelen en de werkzame afdichtingvlakken aangrenzend aan elkaar aan te brengen of wanneer het koelfluïdum dat toegevoerd wordt aan de stromingsregelmiddeien afgedicht is ten opzichte van het afgedichte fluïdum onder hoge druk, door de twee fluïdumstromingen onder in hoofdzaak dezelfde druk toe te voeren. 1C Het ringvormige gedeelte van de stromingsregelmiddeien kan radiaal gelegen zijn binnen en afgedicht zijn ten opzichte van de ringvormige drager door ieder geschikt orgaan met-een stijfheid die kleiner is dan die van de dunne laag tussen de samenwerkende vlakken, zoals een ringvormige afdichtring of bij 15 voorkeur een ringvormige membraanafdichting. Dit maakt het mogelijk dat de strcmingsragelcpbouw vrij is om zichzelf te oriënteren bij verbuigingen van het werkzame element en maakt het cus mogelijk dat ce geregelde speling tussen de samenwerkende vlakken van de stromingsregelmiddeien gehandhaafd wordt.

20 De uitvinding is ook toe te passen bij dampafdichtingen waarbij er moeilijkheden zijn bij het regelen van de plaats waar dampvorming plaats vindt, omdat de stromingsregelmiddeien gebruikt kunnen worden om de koeling te lokaliseren bij een uitgekozen omtreksgebied van tenminste een van de werkzame elemen-25 ten van de dampafdichting.

De stromingsregelmiddeien volgens de uitvinding voorzien in een stroming welke evenredig is met de vierde macht van het drukverval over de ringvormige samenwerkende vlakken, dit in tegenstelling tot het lineaire verband of het verband volgens 3G een wortel, dat resp. verkregen wordt bij laminaire en turbulente stromings- resp. capillairs buizen en mondstukken, welke toegepast worden bij conventionele hydrostatische ondersteuningsre-gelingen.

Er moet opgemerkt werden dat bij een buffervlakafdichting 35 met pesirieve speling en een buigzaam werkzaam element, de doel- /909171 8 i

V

matigheid van de geometrische convergentie tussen de werkzame afdichtvlakken voor het doen ontstaan van de stijfheid van de dunne laag verkleind zal worden door iedere afname van de visko-siteit van het fluïdum wanneer de temperatuur van het fluïdum 5 voor het regelen van de speling stroomafwaarts ±ijgt. Door middel van de uitvinding kunnen mogelijke nadelige effecten van vis-kositeitsveranderingen beheerst worden.

De uitvinding zal in het hiernavolgende nader beschreven worden aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, onder verwijzing 10 naar de tekening. Hierin toont:

Fig.l een dwarsdoorsnede van radiale vlakafdichting met een positieve speling met twee ten opzichte van elkaar draaibare afdichtvlakken, omvattende een fluïdumstroomregelaar volgens de uitvinding; 15 Fig.2 en 3 dwarsdoorsneden van andere uitvoeringsvormen.

Fig.l toont een behuizing 11 die voorzien is van een gat waar doorheen een draaibare as 12 gaat, waarbij het noodzakelijk is om te voorzien in een afdichting tussen een gebied 13 met vloeistof onder hoge druk en een gebied 14 met vloeistof onder 20 lage druk.

Een achterplaat 20 is door middel van een bevestigings-gedeelte 20A daarvan in de behuizing bevestigd met een speling op de as 12, en grijpt afdichtend aan tegen de behuizing 11 door middel van ringvormige afdichtringen 23 terwijl draaiing ervan 25 verhinderd wordt door een pen 26.

Het rechter eindgedeelte van de achterplaat (gezien in de tekening] vormt één werkzaam element 21 dat één van twee ten opzichte van elkaar draaibare afdichtvlakken 25 vormt van een radiale vlakafdichting met positieve speling.

30 Een kraag 16 is zodanig bevestigd, dat deze met de as 12 door middel van een bevestigingsgedeelta 16A van de kraag draait, waarbij het bevestigingsgedeelte 16A met de as vergrendeld is door een van schroefdraad voorziene bout 18 of een ander geschikt orgaan zoals een pen. Het bevestigingsgedeelte 16A omvat 35 twee gedeelten die met bouten aan elkaar gezet zijn, en ringvor- 7 9 0 S 1 7 f 7 mige afdichtringen 19 an 19A verhinderen lekkage tussen het' kraagbevestigingsgedeelte 16A en resp. de as 11 en de delen van het bevestigingsgsdaelte. Het linker eindgedeelte van de kraag 16 Cals gezien in de tekening) vormt een ander werkzaam element 5 121 dat het andere vlak 125 van de twee ten opzichte van elkaar draaibare afdiohtviakken van de vlakafdichting vormt.

Ce vlakafdichting werkt op een wijze zoals die beschreven is in de Britse octrooiaanvrage No.7.932.753.

De in de onderhavige aanvrage getoonde vlakafdichting is 10 van het buffertype, en fluïdum onder een hogers druk dan die in het gebied 13 wordt via een leiding 15 in de behuizing 11 geleid naar een doorgang 22 in het achterplaatgedselte 20A, en daar vandaan naar een gebied 17 tussen de binnen- en buitenomtrek van de vlakken 25, 125. Er zal derhalve een radiale binnenwaart-15 se stroming van fluïdum zijn vanuit gebied 17 over samenwerkande gebieden 3 van de vlakken 25, 125 naar het gebied 13 en eveneens een radiaal buitenwaartse fluïdumstroming van gebied 17 over samenwerkende vlakken A van de vlakken 25, 125 naar het gebied 14. Het buitenwaarts stromende bufferfluïdum wordt afgevoerd 20 en vervolgens opnieuw in circulatie gebracht via een leiding ISA in de behuizing 11.

De vlakken 25 en 125 zijn machinaal radiaal vlak bij de fabricage behandeld. De werkzame elementen 21 en 121 van ce achterplaat en de kraag omvatten radiale stijve binnen- en buiten-25 ringen 2IA, 213 en 121A, 1213 welke met elkaar verbonden zijn door buigzame tussengedeelten 42, 142 waarbij een onder druk buigzaam elastisch element gevormd wordt, zodat bij het·dn werking zijn, door de differentiaaldrukverdeling over het buigzame element dit zodanig zal verbuigen dat het een convergente door-20 gang tussen de vlakken 25 en 125 verschaft. De afdichting is zo gedimensioneerd, dat bij het in werking zijn de minimumspeling tussen ce vlakken 25 en 125 optreedt bij de buitenomtrek van de gebieden A en in de ordegrcotte is van 0,01 mm. Er moet opge-merkr warden dat voorzien is in een groef nabij de buitenomtrek 25 om plaats te bieden aan vastzetorganen, b.v. boutgaten, boutkop- 79 0 9 1 7 i 8 1» t pen en dergelijke, en deze groef is over een veel grotere afstand vanaf het afdichtvlak teruggezet dan de spleet, en derhalve maakt het van een groef voorziene gedeelte geen deel uit van het afdichtvlak.

5 De stroming van afdichtfluidüm tussen de vlakken 25 en 125, waarvan er een met een hoge snelheid draait ten opzichte van de andere, wekt een grote hoeveelheid warmte op, voornamelijk vanwege het verschuiven van de dunne fluïdumlaag.

Om deze warmte te dissiperen wordt de in het hiernavolgen-10 de beschreven inrichting toegepast. De getoonde inrichting is in de kraag IS en in de achterplaat 20 in hoofdzaak identiek, met uitzondering van het feit, dat de een, gezien in de tekening, een spiegelbeeld is van de andere. Ter bekorting zullen de twee koelingsinrichtingsn tezamen beschreven worden.

15 Er is voorzien in een ringvormig gedeelte 24, 124 binnen een ruimte 27, 127, binnen een dubbelwandig ringvormig draag-eiement 208, 16B van resp. de achterplaat 20 en de kraag 16, waarbij de draagelementen 20B, 1SB radiaal ondersteund worden en op hun plaats gehouden worden door een buigzame metalen dia-20 fragma- of membraanafdichting 40, 140 van het bevestigingsge- deelte 20A, ISA. De ringvormige gedeelten 24, 124 worden radiaal ondersteund en op hun plaats gehouden door een buigzame metalen diafragma- of membraanafdichting 28, 128 van het draagelement 20B, 16B, waardoor de ruimte 27, 127 in twee gebieden 29, 129 25 en 30, 130 met resp. lagere en hogere relatieve drukken verdeeld wordt.

Het ringvormige gedeelte 24, 124 is voorzien van een gestapte ringvormige groef 31, 131 welke, naar de as 12 en het ach-tervlak van het respectieve werkzame element 21, 121 toe open 30 is. Een ringvormig element 32, 132, dat in doorsnede L-vormig is, en dat voorziet in een onder druk buigzaam element, omvat een dik, in hoofdzaak stijve, radiaal naar binnen toe in stroom-opwaartse richting gelegen ring 35A, 135A welke axiaal "glijdend aangrijpt op de groef 31, 131 en in de groef afgedicht is door 35 een ringvormige afdichtring 33, 133. Het radiale buitengedeelte 7909171 9 -$r van het in dwarsdoorsnede L-vormige element, bestaat uit een in hoofdzaak stijve stroomafwaarts gelegen ring 35B, 135B welke ondersteund wordt door het ringvormige gedeelte 24, 124 en de twee ringen 35A en 135A,· 35B en 135B zijn verbonden door een dunner, 5 buigzaam tussengedeelte 35, 135. De koelinrichting in zowel de achterplaat 20 als de kraag 16 omvat dus twee samenwerkende vlakken waarvan een vlak 43, 143 gevormd wordt door het buigzame in dwarsdoorsnede L-vormige gedeelte 32, 132 en het andere vlak 44, 144 gevormd wordt door een gedeelte van het achtervlak van 10 het werkzame element 21, 121. De vlakken 43, 44 en 143, 144 werken op een wijze samen die gelijk is aan die waarop de afdicht-ylakken 25 en 125 met elkaar samenwerken, met uitzondering van het feit, dat de vlakken 43, 44 en 143, 144 niet ten opzichte van elkaar kunnen draaien.

15 een gebied 30, 130 strekt zich uit rond de binnenemtrek van het ringvormige gedeelte 24, 124 en het in doorsnede L-vormi-ge element 32, 132 en staat in verbinding met het gebied 17 via amtrsksgaten 41, 141 door de vlakken 25, 125, waarbij de gaten 41 in verbinding staan met de bron 15 van fluïdum onder hoge 23 druk vanuit de doorgang 22 in de bevestigingsplaat 20A van de achterplaat. Alhoewel een weinig van dit fluïdum weglekt tussen de afdiohtvlakken 25 en 125 naar de afvoer, kunnen niettemin de cmtreksgaten 41 en 141 behandeld worden alsof zij onder in hoofdzaak dezelfde druk als de hogedrukbren stonden.

25 Het zal duidelijk zijn, dat de linkeruiteinden van ge deelte 24 en element 32, en de rechtereinden van gedeelte 124 en element 132 blootgesteld zullen worden aan deze hogedruk, waardoor het buigzame element 32, 132 belast wordt naar de ermee samenwerkende vlakken 44, 144 toe, waarbij de belasting ge-3Q deeld wordt tussen de. binnen- en buitenringen 35A, 135A en 355 en 135B. De nettobelasting welke op resp. de ringen 35A en 135A werkt, waarbij de belasting dia veroorzaakt wordt door de cruk-verdeling tussen de samenwerkende vlakken 43, 44 en 143, 144 er vanaf getrokken wordt, vertegenwoordigt een belasting vooraf 35 welke op het in dwarsdoorsnede L-vcrmige element 32, 132 werkt.

7909171 ί 10 8ovendien zijn ds druk die resp. op de linker- en rechtereinden van de draagelementen 20B en 168 werken gebalanceerd, zodat de achterplaat 20 en de kraag 16 in axiale richting naar elkaar toe belast zijn en de gehele belasting op de stromingsregelopbouw 5 overgedragen wordt naar het deel van het achtervlak van het werkzame element 21, 121 dat het samenwerkende vlak 44, 144 vormt.

De gebieden 29, 129 die radiaal buitenwaarts van de in doorsnede L-vormige elementen 32, 132 gelegen zijn en de ruimtes tussen de achterzijde van de buigzame gedeelten van de in door-10 snede L-vcrmige elementen en de afdichtringen 33, 133 zijn met de laagste druk van het systeem i.n gebied 14 verbonden via gaten 36, 136 en 37, 137.

Bij het in werking zijn is er een fluïdumstroming van het gebied 30, 130 in radiale richting in buitenwaartse richting 15 vanaf het inlaatgebied van de koelinrichting bij de binnenomtrek van de vlakken 43, 44 en 143, 144 naar de buitenomtrek van deze vlakken, d.w.z. naar het stroomafwaartse gebied van de koelinrichting, en deze stroming wekt een drukverdeling over de achtervlak-ken van de werkzame elementen 21, 121 op, die verandert vanaf 20 de hoge druk bij 30, 130 naar de lage druk van gebied 14.

Dit drukverschil ondersteunt de wanden van de werkzame elementen 21, 121 zodat de dikte van deze wanden voor een maximale koeling minimaal gemaakt kan worden. Omdat deze wanden dus relatief dun zijn, kunnen zij gemaakt worden uit materialen met 25 een lage geleidbaarheid, b.v. roestvaste stalen welke in verband met hun bestendigheid tegen corrosie, uitgekozen zijn.

De vlakken 43, 143 van de in doorsnede L-vormige elementen 32, 132 zijn zo gedimensioneerd en aangebracht, dat zij alhoewel zij bij de fabricage machinaal vlak bewerkt zijn, bij 30 het in werking zijn verbuigen, zodat de minimale speling tussen deze vlakken en de samenwerkende vlakken 44, 144 optreedt bij of nabij de buitenomtrek van de samenwerkende vlakken. Oe minimale speling kan in de ordegrootte zijn van 0,05 mm.

Bovendien maken de diafragma-afdichtingen resp. 28, 128 35 en 40, 140 het mogelijk dat de opbouw van stromingsregelorganen axiaal beweegt om relatieve bewegingen tussen de samenwerkende 79 0 9 1 7 ί 11

Jb vlakken 44, 144 an da delen 20C, ISC van de draagalamentan 2CB, 1SB mogelijk ta maken an relatieve axiale beweging toe te staan tussen de draagelementgedeelten 2QC, 16C en de rest van het draagelement 20B, 1SB, en de vereiste stijfheid van de dunne 5 laag tussen de samenwerkende vlakken 43 en 44, 143 en 144'tot stand te brengen. De buigzame diafragma's verschaffen een quasi-statische afdichting tussen de drukgebieden en -zones en verschaffen een uitlijning uit zichzelf van de afdichtgedeelten welke de samenwerkende vlakken en de afdichtvlakken dragen. De stijfheid 10 van de diafragma’s is zo gekozen, dat deze kleiner is dan die van de dunne fluldumlaag tussen de respectieve samenwerkende vlakken en afdichtvlakken. Dus in het geval van het diafragma 40, 140 dat de torsie ovemeemt welke overgedragen-is door de relatieve draaiing tussen de behuizing en de as, is de axiale 15 en hoekstij*fheid kleiner dan die tussen de afdichtvlakken 25, 125 en in het geval van het diafragma 28, 128 is de stijfheid Kleiner dan dis van de dunne fluldumlaag tussen de samenwerkende vlakken 43 en 44, 143 en 144. De dunne laag tussen de afdichtvlakken 25, 125 bezit een axiale stijfheid die groter is dan 20 die van het buigzame gedeelte 42, 142 van het werkzame element 21, 121.

Ce stroming van kcelfluïdum over de achtervlakken van de werkzame elementen 21, 121 wordt dus geregeld door de speling tussen de samenwerkende vlakken 43, 44 en 143, 144 en is geiijk-25 matig in de omtrek verdeeld over het achtervlak van het werkzame element 21, 121.

De uitvoeringsvorm van fig.2 verschilt wezenlijk van die uit fig.l doordat de koelvloeistof binnengevoerd wordt door doorgang 22, 122 tussen de samenwerkende vlakken 43, 44 en 143, 144 30 via een inlaatzane welke gelegen is tussen de buiten- en binnen-cmtrek ervan in plaats van bij de binnenamtrsk ervan.

In deze uitvoeringsvorm is het ringvormige gedeelte 2Λ, 124 gevormd met een stapvormige, dubbelwandige, ringvormige groef 31, 131 welke uitsluitend open is naar het achtervlak van 35 net respectieve werkzame element 21, 121 en in radiale richting 7909171 % 12 gelegen is en afgedicht is ten opzichte van het ringvormige draagelement 20B, 1SB door middel van de buigzame diafragma- of membraanafdichting 40, 140 welke ook het ringvormige draagelement van het bevestigingsgedeelte 20A van de achterplaat 20 5 steunt. Het ringvormige element 32, 132 heeft een T-vormige dwarsdoorsnede waarbij de doorgang 22, 122 door het beengedeelte van dit T-vormige element heen gaat, en uitopent naar het respectieve afdiohtvlak 25, 125. Het beengedeelte van het T-vormige element 32, 132 grijpt axiaal glijdend aan op de groef 31, 131, 10 en is in de groef afgedicht door 0-ringen 33, 133 en 34, 134.

Het beengedeelte van het T-vormige element, dat dik is en in hoofdzaak star, vormt een stroomopwaartse ring 35A, 135A, welke equivalent is aan de radiale stroomopwaartse binnenring 35A, 135A uit fig.l. De stroomopwaartse ring 35A, 135A is verbonden 15 met de starre radiale stroomafwaartse buitenringen 35B en 135B, die equivalent zijn aan de radiale stroomafwaartse buitenring 35B en 135B, uit fig.l, met dunne, buigzame, tussengedeelten 35, 135, die equivalent zijn. aan het tussengedeelte 35, 135 uit fig.l. De stromingsregelorganen uit fig.2 bezitten dus twee 20 stroomafwaartse zones.

Het werkzame element 21, 121 heeft ook een T-vormige dwarsdoorsnede en het been-gedeelte is dik en in hoofdzaak star en vormt een stroomopwaartse ring 21A, 121A, waar doorheen de doorgang 22, 122 zich uitstrekt en die equivalent is aan de 25 radiale stroomopwaartse binnenring 21A, 121A uit fig.l. De stroomopwaartse ring 21A, 121A is door relatief dunnere, buigzame tussengedeelten 42, 142 (equivalent aan de tussengedeelten 42, 142 uit fig.l] verbonden met in hoofdzaak starre radiale stroomafwaartse binnen- en buitenringen 21B, 121B (equivalent 30 aan de stroomafwaartse ring 21B, 121B uit fig.l]. De samenwerkende vlakken 43 en 44, 143 en 144 van de stromingsregelmiddelen worden gevormd door de tegenovergelegen vlakken van het ringvormige element 32, 132 en een deel van het achtervlak van het werkzame element 21, 121, in dit geval gevormd door de ring 21A, 35. 121A. In tegenstelling tot fig.l bezit de zone 29, 129 bij deze f' 9 0 9 1 7 f 13 > uitvoeringsvorm radiale binnen- en buitengedeelten die met elkaar in verbinding staan via radiale gaten 38, 138 in de ringvormige gedeelten 24, 124 en de gebieden 30, 130 zijn axiaal gelegen ten opzichte van de gebieden 29, 129 en staan rechtstreeks in verbin-5 ding met de doorgang 22, 122.

Sij het in werking zijn van de inrichting volgens fig.2 vindt de stroming van fluïdum plaats van de doorgangen 22, 122 bij het inlaatgebied van de stromingsregelorganen, in zowel radiale binnenwaartse en buitenwaartse richting naar de stroomaf-10 waartse gebieden van de stromingsregelorganen ;bij de buiten- en binnenomtrek van de samenwerkende vlakken 43, 44 en 143, 144 [waarbij de radiale binnenwaartse stroming naar het binnengedeel-te van gebied 29, 129 via.de radiale gaten 38, 138 ontsnapt naar het buitengedeelte van zone 29, 129 en vandaar via gaten 15 37, 137 naar gebied 14).

Qe binnen- en buitenomtrekken van de gedeelten 24, 124 kunnen, zoals getoond, uitgestrekt worden naar het achtervlak van de werkzame elementen 21, 121 cm het fluïdum in contact met het achtervlak van het werkzame element met een relatief hoge 20 snelheid te doen stromen.

Alhoewel bij de uitvoeringsvormen volgens fig.l en 2 een stroming van kaelfluïdum beschreven is zowel in de achterplaat 20 als in de kraag 13 om beide afdichtvlakken 25, 125 te koelen, kan in slechts één van deze elementen voorzien zijn in 25 stroming als dit een voldoende koeling zou geven. Een dergelijke inrichting is in fig.3 getoond, waarbij voorzieningen aangebracht zijn voor een stroming van een bufferkoelfluïdum in de achterplaat 20, op een gelijksoortige wijze als bij de uitvoeringsvorm volgens fig.l.

30 De uitvoeringsvorm volgens fig.3 verschilt van die uit fig.l doordat de stroomafwaartse ring 213 van het werkzame element axiaal verlengd is in gestapte ringvormige groef en ondersteund wordt tegen een radiale schouder 45 van de groef in het ringvormige draagelement 2QS. Oe ring 213 is gevormd met een af-35 schuining, waardoor voorzien wordt in een ruimte 46 welke in ver- 79 0 9 1 7 f jf 14

binding staat met de zone 29 via gaten 37, en er is een speling tussen de radiale buitenomtrek van de ring 21B en de aangrenzende omtrek van de gestapte groef om de ruimte 46 in verbinding te brengen met het gebied 14 met lage druk. Een relatief dun'buig-5 zaam stroomopwaarts ringvormig element 42 is met de ring 21B

verbonden en vormt, met uitzondering van een in hoofdzaak starre radiaal ringvormig binnenvoetgedeelte 21A, het achtervlak van het werkzame .element 21. Een gedeelte van di't buigzame ringvormige element 42 vormt het vlak 44 wat samenwerkt met het vlak 43 10 dat gevormd wordt door het ringvormige element 42 en de gehele ~ belasting op de stromingsregelorganen wordt overgedragen naar dit gedeelte van het buigzame ringvormige element 42. Bij deze constructie kan voorzien zijn in een relatief klein drukverschil over het genoemde gedeelte van het buigzame ringvormige element 15 42 in resp. de stroomopwaartse en inlaatgebieden van het werkzame element 21 en de stromingsregelorganen, Bij deze uitvoeringsvorm is de minimale convergentie tussen de samenwerkende vlakken -43, 44 niet bij maar nabij de radiale omtrek daarvan. Het koelbuffer-fluïdum kan op geschikte wijze een vloeistof zoals olie of water 20 zijn maar kan ook een gas zoals gecomprimeerde lucht zijn. Bovendien kan het bufferfluidum gekoeld worden voordat het aan de afdichting toegevoerd wordt, om de koeling te verbeteren.

Er kunnen verscheidene wijzigingen aangebracht worden zonder buiten het kader van de uitvinding, zoals beschreven in 25 de bijbehorende conclusies, te treden. B.v. kan in plaats van het gebruik van het bufferfluidum als het koelfluidum in een bufferafdichting, een ander fluïdum dat afgedicht is ten opzichte van het bufferfluidum als koelfluïdum gebruikt worden. Bovendien kan bij radiale vlakafdichtingen met een positieve speling waar-30 bij de afgedichte vloeistof onder hoge druk gebruikt wordt om lekkage vanuit de afdichting te beperken, zoals beschreven in de Britse octrooiaanvrage No.7.932.758, het koelfluïdum binnengevoerd worden vanuit het gebied 13 met hoge druk tussen de samenwerkende vlakken van de fluïdumstromingregelorganen. ïn dit ge-35 val kan het afgedichte fluïdum onder hoge druk, dat gebruikt wordt voor het koelen, teruggevoerd worden naar de bron van afge-

7 9 0 S 1 7 T

15 dicht fluïdum ander hoge druk, via een gebied met een druk welke gelegen is tussen die van gebieden met hoge en lage druk. In plaats van het onder druk buigzame element, dat een oppervlakte-element uit buigzaam elastisch materiaal omvat, dat zoals be-5 schreven vóórziet in een convergentie met een in het algemeen tapse vorm, kan het buigzame element een plunjervormig element omvatren, dat er aan bevestigd een oppervlaktemembraan bezit en dat kan bewegen ten opzichte van het ringvormige gedeelte tegen een elastische belasting door de drukverdeling tussen de samen-10 werkende vlakken van de stromingsregelorganen om zo te voorzien in een convergentie met een stapvornr.

t 7909171

Claims (9)

1. Middelen voor het regelen van een fluldumstroming, gekenmerkt door twee tegenover elkaar gelegen samenwerkende ringvormige vlakken, middelen voor het toevoeren van een fluïdumstro-ming tussen die vlakken, bij een inlaatgebied van de.stromings- 5 regelmiddelen, zodat ds;e radiaal naar tenminste één stroomafwaartse zone van de stromingsregelmiddelen stroomt, en doordat een van de vlakken belast is of te belasten is naar de andere van de vlakken en een- onder druk buigzaam elastisch of elastisch belast element omvat, dat bij het in werking zijn verbogen wordt 10 om te voorzien in een speling tussen de samenwerkende vlakken, die convergent is naar de of ieder stroomafwaarts gebied van de stromingsregelmiddelen.

2. Stromingsregelmiddelen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het onder druk buigzame element een ringvormig element 15 omvat met in hoofdzaak starre stroomopwaartse en stroomafwaartse ringen welke een elastisch tussenelement of -elementen ondersteunen, waarbij de stroomafwaartse ring of ringen ondersteund worden door een ringvormig gedeelte dat radiaal gelegen is en met de stroomafwaartse ring afdicht, om te voorzien in een getied 20 met een lage druk achter tenminste een gedeelte van het buigzame element,en om de belasting tussen de stroomopwaartse en stroomafwaartse ringen te verdelen.

3. Stromingsregelmiddelen volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het ringvormige gedeelte radiaal gelegen is en afge- 25 dicht is door veerkrachtige organen.

4. Stromingsregelmiddelen volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de veerkrachtige organen buigzame diafragma-afdichtin-gen of membraanafdichtingen zijn.

5. Stromingsregelmiddelen volgens een der conclusies 2 t/m 30 4, met het kenmerk, dat het ringvormige gedeelte bevestigd is op en binnen een ringvormig draagelement dat een werkzaam element ondersteunt,waarvan een gedeelte van het achtervlak het an- 79 0 9 1 7 f dere samenwerkende vlak vormt. S. Stromingsregelmiddelen volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het werkzame element zelf onder druk buigzaam is, om zo een beweging van het achtarvlak van het werkzame element mo-5 gelijk te maken, waarbij de belasting op de stromingsregelmidde-len overgedragen wordt naar genoemd gedeelte van het achtervlak van het werkzame element.

7. Strcmingsregslmiddelen volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het ringvormige draagelement axiaal belast of te belas-10 ten is in de richting van het werkzame element, dat het werkzame element een in nocfdzaak starre stroomafwaartse ring omvat, die ondersteund wordt door het ringvormige draagelement en verbonden is met een relatief dun, buigzaam ringvormig stroomopwaarts element, waarbij naar een gedeelte daarvan de gehele belasting 15 cp de stromingsragelmiddelen cvergedragen wordt en dat voorzien is in een relatief klein drukverschil over het genoemde gedeelte van het buigzame ringvormige element in resp. de stroomopwaartse siinlaatgebisden van het werkzame element en de stromingsregei-middelen.

8. Stromingsregelmiddelen volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het inlaatgebied gelegen is bij een cmtreks-gebied van de samenwerkende vlakken, waarbij de stromingsregel-midcelen een stroomafwaarts gebied bezitten, dat gelegen is bij het anders omtreksgebisd van de samenwerkende vlakken.

3. Stromingsrsgsimiddelsn volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het inlaatgebied gelegen is bij een tussengebied van de samenwerkende vlakken, waarbij de stromingsregelmiddelen twee stroomafwaartse gebieden bezitten, die gelegen zijn bij de binnen- en buitenomtreksgebieden van de samenwerken-30 de vlakken.

10. Stromingsregelmiddelen volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het fluïdum een bufferfluïdum is dat tcege-voerd wordt aan de afdichtvlakken van een radiale vlakafdichting met positieve speling. 35 11. Radiale vlakafdichting met positieve speling voorzien van stromingsregelmiddelen volgens een der conclusies 1-10. 79 0 8 1 7 T