NO180058B - Akselpakning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en akselpakning for avtetning av roterende maskindeler for å hindre gjennomtrengning av et medium i en beholder eller liknende.

Ved gjennomgående aksler i f.eks. pumper og blandeinnret-ninger må den roterende aksel avtettes mot det stasjonære par-ti, f.eks. pumpehuset, for å hindre at fluid trenger ut ved overgangen mellom de roterende og stasjonære partier.

For akselpakninger av denne type som finnes idag, er som oftest en stor del av pakningen, innbefattende fjærpakken som spenner pakningen, tilstede i beholderen som skal avtettes. Som eksempel kan nevnes DE 3 544 872 der en spennfjær er plassert i det medium som pakningen skal forhindre uttrengning av.

Dette fører til at det ved dagens pakninger er stor fare for at fluid skal trenge ut fra pakningens bakside, inn i fjærenheten og alle pakningshjørnene. Innen matvareindustrien er dette et alvorlig problem, ettersom det hurtig dannes bakteriekolonier dersom det er gjenværende forråd i pakningen.

Innen celluloseindustrien medfører dette at fiberholdig væske kan trenge inn i fjærenheten, hvorved det bygger seg opp avsetninger på fjærene. Elastisiteten svekkes eller går tapt, og pakningen begynner å lekke.

For å eliminere ovennevnte mangler, anordnes doble pakninger med en spyling mellom pakningene. I så måte har fjærer og paknings-bestanddelene vært tilstede i det spylte rom.

Fra aseptisk synspunkt er dette rom nær inntil produktet, bare adskilt ved tetningsflåtene, hvilket er utilfredsstil-lende ettersom en eventuell bakterievekst i spylerommet kan "migrere" gjennom tetningsflaten til produktet.

Likeledes er spylemediet ofte forurenset og klebrig hvilket innebærer at det dannes belegg på fjærene, som tilslutt hindrer deres bevegelse.

Et annet problem er at man ikke alltid har kontroll over tetningen. Slitasjen på glideringene må opptas av den elas-tiske del av tetningen, og f.eks. for kile-tetninger utgjør slitasjen på akselen på grunn av kilepartiet en ytterligere ukontrollerbar faktor.

Enda et problem med de akselpakninger som brukes idag, er at det er vanskelig å feste pakningen i aksielt riktig stil-ling, og at de kan være vanskelige å nå med sikte på å stramme stoppskruene i bakkanten av pakningen dersom den er innbygget i f.eks. et pakkboks-kammer.

For å smøre pakningen og ta bort små partikler som har løsnet under rotasjonen, er det vanlig å anordne en spyling av akselpakningen.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en akselpakning som er fullstendig innkapslet og dessuten har en glatt og hygienisk overflate både på produktsiden og i det spylte rom. Slik at det ikke forekommer noen lommer eller liknende hvor det avtettete medium kan samle seg.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en akselpakning hvor vinkelawik ved pakningen ikke fører til slitasje av akselpakningen, ved at vinkelawi-ket opptas av en ikke-roterende del.

Enda et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe spyling av akselpakningen for å smøre tetningsflåtene og spyle bort eventuelle forurensninger. Ved en utføringsform av oppfinnelsen er det ikke nødvendig at spyletrykket er høyere enn trykket i beholderen som skal avtettes. Den hydrauliske utbalansering av tetningsflåtene er slik utformet at tetningsflåtene vil motta en positiv lukkevirkning fra henholdsvis spyletrykket og produkttrykket, tiltross for deres innbyrdes trykkforhold.

Disse formål oppnås ved en akselpakning ifølge kravene. Hvilken akselpakning bl.a. omfatter en dobbelt tetning med en ytre og en indre tetning som spennes av en mellomliggende ring ved hjelp av en fjærpakke. Fjærpakken er plassert på utsiden av både det medium som skal avtettes og spylerommet, slik at det ikke er noen fare for at mediet fra beholderen, som f.eks. i næringsmiddelindustrien ofte inneholder partikler og fibre, kommer i berøring med fjærpakken og derved forstyrrer dens funksjon eller danner bakterievekst. Det er således mulig å konstruere spylerommet med fullstendig glatte flater, hvilket innebærer at partikler og fibre ikke kan sette seg fast. Dette er særlig viktig innen matvareproduksjon, da fare for bakterievekst ikke er tillatt i området nærmest tetningsfla-tene til produktet.

Fra mediumsiden er det således ingen spalter, hulrom eller andre rom hvor media kan trenge inn og samle seg i smusslommer som kan være vanekelige å rengjøre.

Ytterligere fordeler og formål med foreliggende oppfinnelse fremgår av følgende nærmere beskrivelse i tilknytning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et tverrsnitt-riss av en første utførinsgform av foreliggende oppfinnelse, og Fig. 2 er et tverrsnitt-riss av en andre utføringsform av foreliggende oppfinnelse.

Begge de viste utføringsformer skal ansees bare som eksempler som kan varieres og kombineres til nye former innenfor omfanget av oppfinnelsen, som definert i de vedlagte krav.

I fig. 1 er det vist en roterende aksel 19 på hvilken det er anordnet en akselpakning. Akselpakningen som er av dobbelttetningstypen, omfatter en innertetning 4 og en yttertetning 2 og et antall ytterligere tetninger 3, 7, 9 og en avstandsring 16. Dobbelttetningstypen betyr her to tetninger med et spylemedium mellom tetningene. Innertetningen 4, som er den tetning som primært avtetter mediet i beholderen, sitter i en indre motholdsring 4' festet til akselen 19 mens yttertetningen 2 sitter i en ytre tilbakeholderring 6 utenfor veggen 20 til beholderen som skal avtettes. Tilbakeholderringen 6 har en hylse 2' som ved hjelp av et antall fjærer 5 presser yttertetningen 2 mot en mellomliggende ring 1 som i sin tur presser innertetningen 4 mot den indre motholdsring 4'. Antallet fjærer bestemmes i forhold til det flatetrykk som skal oppnås på tetningsflåtene.

Tilbakeholderringen 6 er festet til akselen 19 ved hjelp av et antall settskruer 13. For å sikre rotasjonen av ytterhylsen 2' er det anordnet en sylindrisk pinne 10 i et sirkulært spor som er utformet halvveis i tilbakeholderringen 6 og halvveis i innerhylsen 2'. En låsevaier 11 er anordnet for å fastholde den sylindriske pinne 10.

Et spyleinnløp 18 fører til et rom 3 0 mellom inner- og yttertetningene 2, 4, den mellomliggende ring 1 og en hylse 8 som er festet til akselen 19, og et spyleutløp 18' fører fra spylerommet 3 0.

Det er nesten umulig å unngå ett visst vinkelawik mellom akselen 19 og veggen 20, og ved store, sveisete konstruksjoner er det meget vanskelig å oppnå en nøyaktig justering. For å oppta dette vinkelawik og eventuelle uregelmessigheter ved akselen 19, eller ved dens rotasjon, er akselen 19 opplagret i veggen 20 ved hjelp av et spesielt oppheng 14. Opphenget 14 roterer ikke med akselen, men er opplagret med sirkulære flater i veggen 20, sett i tverrsnitt. Ettersom opphenget 14 ikke roterer unngår man det vanlige problem hvor et vinkelawik bidrar til slitasje- av den viktige tetning for hver om-gang akselen 19 roterer.

For å oppta akselens 19 vinkelawik og eventuelle ytterligere uregelmessigheter, er akselen 19 anordnet i det spesi-elle oppheng 14 i beholderveggen 20. Lagerflåtene 22 til opphenget 14 og veggen 20 i berøring med hverandre har et sirkulært tverrsnitt. Videre er det anordnet en tetning 15 ved dette lager. For å hindre rotasjon av opphenget 14 er en skive 17, som er skrudd til veggen 20, anordnet i et spor 21 i opphengets 14 mantelflate.

De deler som følger med i akselens rotasjon er motholdsringen 4' med innertetningen 4, akselhylsen 8 og tilbakeholderringen 6 med ytterhylsen 2', yttertetningen 2 og fjærene 5. Den mellomliggende ring 1 følger derimot ikke med akselens

19 rotasjon.

For ikke å risikere oppsamling av aggresivt medium er det et forlangende innen f.eks. matvareindustrien, farmasøytisk industri og celluloseindustri, at den del av akselpakningen som er i berøring med mediet i beholderen som skal avtettes, skal være så glatt som mulig. Derfor tillates ingen lommer, spor eller liknende. Ved de akselpakninger som finnes idag er det vanlig at mediet i beholderen befinner seg radielt innenfor innertetningen og derved kommer i berøring med dens indre omkrets. Ved foreliggende akselpakning befinner imidlertid mediet seg på utsiden av innertetningens 4 ytre omkrets, hvorved sentrifugalkraften ved akselens rotasjon bidrar til å hindre gjennomtrengning da mediet vil få en kraftkomponent rettet bort fra tetningen 4. Det indre av akselpakningen bør også være så glatt som mulig for å hindre materialopphoping.

Uansett hvorvidt trykket er høyest i beholderen eller i spylerommet 30, vil det føre til en kraftkomponent rettet mot venstre på mellomringen 1, slik det fremgår av figuren. Dette fører til at innertetningen 4 blir presset av mellomringen 1 mot motholdsringen 4'. Det resulterende trykk i beholderen virker på mellomringens l vertikale flate 12, hvilket gir den venstrerettete kraftkomponent. Med hensyn til trykket i spylerommet, vil resultantkraften bli opptatt av ytterhylsens 2' indre vertikale trykkareal 32. Som ovenfor nevnt vil innertetningens 4 beliggenhet, på grunn av sentrifugalkraften, bidra såvel til å motvirke gjennomtrengning som oppsamling av medium på pakningen.

Ved veggens 2 0 innside og i berøring med mediet i beholderen befinner seg bare motholdsringen 4', innertetningen 4 og en del av mellomringen 1. Også det indre av opphenget 14 er i berøring med mediet i beholdern. Alle disse deler har glatte flater uten spor, hakk, lommer eller liknende, hvilket betyr at det er umulig for mediet i beholderen å samle seg på akselpakningen.

Med sikte på å smøre inner- og yttertetningene 2, 4 og deres glideflater, spyles det indre av pakningen med et pas-sende spylemedium. Dessuten har denne spyling den oppgave å fjerne små partikler som eventuelt har løsnet under akselens 19 rotasjon.

Ved den alternative utføringsform ifølge fig. 2, ledes spylemediet på en slik måte at det med sikkerhet passerer begge tetningene, som nærmere beskrevet nedenfor.

I den alternative utføringsform ifølge fig. 2 har deler som svarer til delene i fig. 1 tilsvarende henvisningstall.

Denne andre utføringsform kan f.eks. brukes for en rører som er plassert på et deksel eller lokk 27 på en beholder. Det som i første rekke er spesielt ved denne utføringsform, er at spylemediets bevegelse ledes over omradet direkte under tetningsflåtene og derved lett kan fjerne eventuelle partik-

ler. Forøvrig er der en innerhylse 25 som også er en motholdsring for kraften fra fjærene 5 som ved hjelp av en mellomliggende ring 1 på innertetningen 4. Her er det også et antall ytterligere tetninger og hylser 23, 24, 31, som sammen danner en kompakt akselpakning med forholdsvis rene, glatte flater.

For å lede spylemediet er det plassert en ledering 26 i spylerommet 30 mellom mellomringen 1 og hylsen 24 festet på akselen. Spylemediet strømmer fra innløpet 18 via rørlednin-

gen 28 gjennom mellomringen 1 og forbi innertetningen 4, der-

fra strømmer spylemediet under lederingen 2 6 forbi yttertetningen 2 og via rørledningen 29 til utløpet 18'. På grunn av dette spylearrangement er det sikret at spylemediet passerer begge tetningene 2, 4.

Claims (10)

1. Akselpakning av dobbelttetningstypen for avtetning av en roterende aksel (19), i forhold til en stasjonær vegg (20,

27), såsom en vegg til en beholder, hvilken akselpakning i aksialretningen omfatter en innertetning (4) som er opptatt i en motholdsring (4', 25) på innsiden av veggen (20, 27) og en yttertetning (2) som er opptatt på veggens utside, idet inner-og yttertetningene (2, 4) spennes i aksialretningen ved hjelp av fjærer (5) gjennom en mellomliggende hylse (1) som strekker seg mellom inner- og yttertetningene (2, 4) og gjennom veggen (20, 27), og idet fjærene (5) er anordnet i aksialretningen på utsiden av veggen (20, 27), karakterisert ved at fjærene er beliggende i aksialretningen utenfor yttertetningen (2).

2. Akselpakning ifølge krav 1, karakterisert ved at delen som opptar fjærene (5) og yttertetningen (2) er en tilbakeholderring (6) som er festet til akselen, med en ytre hylse (2') innenfor tilbakeholderringen (6) hvilken hylse (2') opptar yttertetningen (2) og hvis rotasjon sikres ved hjelp av en sylindrisk pinne (10) som er anbrakt i et spor i både ytterhylsen (2') og tilbakeholderringen (6).

3. Akselpakning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tilbakeholderringen (6) er festet til akselen (19) ved hjelp av én eller flere settskruer (13).

4. Akselpakning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de eneste deler av akselpakningen på innsiden av veggen (20, 27) og i berøring med mediet i beholderen er innertetningen (4), innerhylsen (4') og en del av den mellomliggende hylse (1).

5. Akselpakning ifølge krav 4, karakterisert ved at delene (1, 4, 4', 12, 25, 31) som er i berøring med mediet i beholderen har glatte overflater uten noen spor, hakk eller liknende.

6. Akselpakning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at et rom (30) for et spylemedium avgrenses av en hylse (8) som er festet til akselen (19), inner- og yttertetningen (2, 4), hylsene (2', 4', 23, 24, 25) som opptar disse tetninger (2, 4) og den mellomliggende hylse (1).

7. Akselpakning ifølge krav 6, karakterisert ved at spylerommet (30) er utstyrt med et innløp (18), et utløp (18') og rørledninger (28, 29).

8. Akselpakning ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at en ledering (26) er anordnet i spylerommet (3 0) for tvangsmessig å lede spylemediet forbi både inner- og yttertetningene (2, 4) ved spyling av akselpakningen.

9. Akselpakning ifølge et av kravene 6-8, karakterisert ved at trykket i både beholderen og spylerommet virker til å presse innertetningen (4) mot mot- i holdsringen (4'), ved hjelp av henholdsvis en vertikal flate

(12) på oversiden av den mellomliggende hylse (1) i beholderen og en vertikal flate (32) på innsiden av ytterhylsens (2') innside.

10. Akselpakning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den er opptatt i veggen (20) ved hjelp av et oppheng (14), idet kontaktflatene mellom veggen (2 0) og opphenget (14) har et sirkulært tverrsnitt, og opphenget (14) hindres fra å rotere ved hjelp av en skive (17) som er festet i veggen (20) og forsenket i et spor (21) i opphenget (14) .