SE1450072A1 - Tätningsanordning - Google Patents

Abstract

SAMMANÛRAG Uppfinningen avser en tätningsanordning (1300) för en axei innefattande ett höije (3;103)med en cirkeiformad öppning för mottagande av axein, en första och en andra iameiiring(12,13;112,113) med cirkeiformad öppning (6;1G6) för mottagande av axein, där varjeiarneiiring har iameiier anordnade utmed öppningen, där varje iameii (17) har ringde! (35) ochen framåtriktad fri ände (41), varvid iameiierna (1?.1,l7.2) ëveriapoande anordnas iängsringdeiens yttre periferi (23), och iameiiernas fria ändar (41) tiiisammans biidar en kontinueriigtätningsyta (343341) som är utformad att aniigga mot ett ytparti (15.1,15.2) på axein, därhöijet (3/1G3) har monteringsdon (11.1,11.2;1ï1.l,1l1.2) för löstagbar montering aviarneiiringarna (12,13;1l2,113), och att den första och andra iameiiringen (12,13;112,113)ärrnonterbara bredvid varandra, och att ett utrymme (18) biidas i axieii riktning meiian iameiiringarna, och där höijet (32103) har ett iniopp (8;108) som är ansiutet tiii utrymmet meiian iameiiringarna, och att vid drift ett medium (27) tiiiförs utrymmet (18) via inioopet. Pubiiceras med Fig. 1A 12

Description

15 20 25 Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen och dess utföringsformer kommer att framgå av de osjälvständiga patentkraven och den följande detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar där Fig. 1A visar en perspektivvy av en tätningsanordning enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Fig. 1B visar en tvärsnittsvy av en tätningsanordning enligt Fig. 1A.

Fig. 1C visar en tvärsnittsvy av en tätningsanordning enligt Fig. 1A.

Fig. 1D visar en sprängskiss av tätningsanorndningen enligt Fig 1A.

Fig. 2 visar en annan utföringsform av tåtningsanordningen Fig. 3 visar en ringdel av en lamellring Fig. 4A-C visar en lamell Fig.5 A-D visar en annan utföringsform av tätningsanordningen enligt uppfinningen Fig. 6A-B visar ett slitbelag för en axel.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Fig. 1A-D visar en första utföringsform av tätningsanordningen 1 för en axel 2 (se Fig. 1C) enligt uppfinningen som är avsedd att användas i en torkanläggning. Uppfinningen är även applicerbar i andra typer av apparater eller anläggningar som innefattar en icke roterande del och en roterande del som har åtminstone en longitudinellt utsträckt axel.

I denna beskrivning refereras till att den fasta icke roterande delen utgörs av ett maskinhöljei en torkanläggning som har ett flertal lagerhus. Den roterande delen utgörs av en longitudinellt utsträckt axel 2 som sträcker sig från ett lagerhus och i riktning inåt i maskinen. 2 10 15 20 25 Tryckförhållandet kan variera utmed axeln. I fig. 1A visas en utföringsform av uppfinningen där trycket PH är högre på insidan av maskinhöljet än det omgivande atmosfärstrycket PL Fig. 1B visar en tvärsnittsvy av en tätningsanordning 1. Tätningsanordningen har ett hölje 3 innefattande en fästplatta 4 och en cylinderformad hållare 5 anordnad på fästplattans ena sida med en cirkelformad öppning 6 för mottagande av en axel 2 (ej visad i figur). Fästplattan 4 och hållaren 5 är integrerade i ett stycke, men kan även vara separata delar. Den cylinderformade hållaren 5 har en genom hållarväggen 7 radiellt genomgående cirkelformad öppning 8 eller inlopp, se även Fig. 1A. lnloppet 8 är avsett att kopplas till en mediumkälla (ej visad).

Tätningsanordnings hölje 3 innefattar även en förslutningslock 9 som är löstagbart fäst på hållarens främre ände 10 för att försluta tätningsanordningen.

Tätningsanordningen 1 har monteringsdon 11 för montering av en första lamellring 12 och en andra lamellring 13. Monteringsdonet 11 är cylinderformat och är utformat för att motta och omsluta axeln 2. Lamellringarna 12,13 är monterade i monteringsdonet 11 så att lamellerna är riktade åt samma håll och på avstånd från varandra. Det är fördelaktigt att utforma monteringsdonet 11 i åtminstone två delar bestående av ett första och andra monteringsdon 11.1,11.2 för underlättande av montering.

Fig. 1C visar tätningsanordningen 1 med de ingående lamellringarna 12,13 samverkar tätande i tätningsområden 14.1 och 14.2 med ytpartierna 15.1,15.2 på den roterande axeln 2 eller ett slitbelag 16 anordnat på axeln och hindrar partiklar att tränga ut från processutrymmet.

Den första lamellringen 12 är monterad närmast den sida som har det högre trycket PH.

Lamellerna 17.1,17.2 är riktade mot den sida om tätningsanordningen 1 där det högre tryck PH råder varvid läckningsgraden minimeras. Den andra lamellringen 13 är därmed monterad så att lamellerna 17.2 är riktade in mot utrymmet 18. l Fig. 1B visas att höljets fästplatta 4 har en kantfläns 19 med en stödyta 20, där kantflänsen sträcker sig i radiell riktning mot axeln runt den cirkelformade öppningen i fästplattan.

Det första monteringsdonet 11.1 har en invändig anliggningsyta 21 anordnad för att mottaga den första lamellringen 12. Monteringsdonet har ett anslag 22 riktat radiellt inåt. Den första 10 15 20 25 lamellringen, med lameller 17.1 anordnade på lamellringdelens yttre periferi 23, är monterad mot den invändiga anliggningsytan 21 mellan kantflänsen 19 och anslaget 22. Lamellerna 17.1 kläms därmed fast mellan ringdelens periferi 23 och anliggningsytan 21. Även lamellringen behålls i rätt läge och förskjutningar längs axel eller i hållaren undviks.

Det första monteringsdonet 11.1 har ett distansorgan 24, en förlängning av monteringsdonets 11.1 väggyta som är riktad mot det andra monteringsdonet 11.2. Distansorganet 24 är försett med åtminstone en öppning 25 riktad tvärs mot axelriktningen genom monteringsdonets väggyta 26, där öppningen till storlek och form korresponderar mot inloppet 8 i höljet 3 för att ta emot ett medium 27, exempelvis trycksatt luft. Genom att det endast finns en öppning 25 in i utrymmet 18 som bildas mellan lamellringarna och axeln kan trycket byggas upp i utrymmet 18.

Det första monteringsdonet 11.1 har en kantyta 28 som anlígger direkt mot en motstående kantyta 29 hos det andra monteringsdonet 11.2, därmed minskar risken för tryckförluster. Den första lamellringen 12 och andra lamellringen 13 är därmed monterade bredvid varandra och på ett axiellt avstånd från varandra, i hållaren.

Det andra monteringsdonet 11.2 har även en invändig anliggningsyta 30 och en kantfläns 31 riktad radiellt inåt mot axeln 2 invid hållarens främre ände 10. Den andra lamellringen 13, med lameller 17.2 anordnade på ringdelens yttre periferi 32, monteras mot anliggningsytan 30 och kantflänsen 31 varvid lamellerna kläms fast mellan ringdelen 32 och monteringsdonets anliggningsyta 30 och hålls säkert fixerade i korrekt läge.

Lamellringarna och monteringsdonet är löstagbart monterbara i tätningsanordningen för att underlätta vid underhållsarbete. Vid monteringen av tätningsanordningen 1 på axeln 2 förspänns de flexibla böjbara lamellerna 17.1,17.2 med en förspänningskraft F mot ytpartiet 15.1,15.2 på axeln. Detta medför en tätande samverkan i tätningsområdet 14.1,14.2 längs tätningsanordningens tätningsytor 34.1,34.2 och respektive ytpartier 15.1,15.2 på axeln.

Tätningsytorna 34.1,34.2 anligger och glider mot respektive ytparti 15.1,15.2 på axeln när axeln roterar. Genom att lamellerna är flexibla och förspända erhålles en god tätningseffekt. 10 15 20 25 Lamellerna har ett bågformat tvärsnitt och är flexibla vilket medför att trycket PH bidrar till tätningseffekten genom att lamellerna i den första lamellringen pressas mot axeln.

Vid monteringen av lamellringarna 12,13 i hållaren och mot axeln bildas ett utrymme 18 i axiell riktning mellan lamellringarna och axeln. Vid drift tillförs trycksatt luft eller annan gas till utrymmet via inloppet 8 och monteringsdonets öppning 25. Det tillförda mediet 27 kan även vara vatten. Luften kan exempelvis tillföras från ett fläktsystem varvid ett lufttryck byggs upp i utrymmet mellan lamellringarna. Ett annat alternativ är att tillföra tryckluft från en kompressor.

Fig. 1D visar en sprängskiss av tätningsanordningen enligt Fig. 1A-C. Här visas särskilt hur monteringsdonen 11.1,11.2 och lamellringarna 12,13 sammanfogas med hållaren 5.

Genom att skapa ett övertryck i utrymmet mellan lamellringarna 12,13 erhålls en avsevärd förbättring i tätningseffekt. För att hålla tätt runt axeln krävs att lufttrycket PM i utrymmet 18 i tätningsanordningen är högre än trycket PH inne i processutrymmet ((ti|l höger om tätningsanordningen i Fig. 1B). Företrädesvis är medietrycket PM i utrymmet 18 högre än tryckförhâllandena på utsidorna om tätningsanordningen, i detta fall är Pm i utrymmet 18 högre än trycket PH (PH>PL) som råder inne i processutrymmet. Det är också tänkbart att trycket PM är lika med trycket PH.

Den första lamellringen 12 är monterad närmast den utsida av tätningsanordningen där det råder högre tryck PH, till höger i figuren. Den andra lamellringen 13 är anordnad närmast sidan med lägre tryck PL, till vänster.

Den tillförda trycksatta luften 27 i utrymmet 18 anbringar en presskraft på lamellerna 17.2 i den andra lamellringen 13 vilka därmed pressas mot ytpartiet 15.2 på axeln eller slitbelaget 16 och medför en förbättrad tätning. i tätningsanordningen som visas i Fig. 1C är trycket PM i utrymmet 18 högre än trycket PH i processutrymmet på höger utsida om tätningsanordningen. Tätningsanordningens konstruktion har den fördelaktiga effekten att den trycksatta luften 27 i utrymmet 18 dels pressar lamellerna 17.2 i den andra lamellringen 13 mot ytpartiet 15.2 på axeln, dels pressas ut under lamellernas tätningsyta 34.1. Det trycksatta mediet 27 avlägsnar samtidigt 5 10 15 20 25 partikelbeläggning i tätningsanordningen och partiklar och dammstoft som ansamlats invid och under tätningsytan 34.1. Därmed reduceras ytslitage på axeln och lamellerna.

Tätningsanordningen har således en självrengörande effekt.

I Fig. 2 visas en annan utföringsform av uppfinningen I detta fall är tätningsanordningen 1 av likartat slag som i figur 1 men har anpassats till omvänt tryckförhållande. Lika särdrag har samma referensbeteckning som tidigare utföringsform. Här råder undertryck PL i processutrymmet, maskinhuset till höger om tätningsanordningen, i jämförelse med atmosfärstrycket Patm på utsidan om tätningsanordningen. Den uppfinningsenliga tätningsanordningen är mycket fördelaktig i denna applikation då den förhindrar att dammpartiklar tränger ut från processutrymmet. En annan fördel i detta fall är minskad belastning på processfläktar med energibesparing som följd. I vissa fall kan även nedkylning av processgaser undvikas.

Varje lamellring 12,13 har en ringdel 35 för montering i monteringsdonet 11.1,11.2 och en lamelldel 36 där separata tunna flexibla lameller 17.1,17.2 är anordnade runt lamellringens hela omkrets och utmed ringöppningen 37.

Fig.3 visar ringdelen 35 med en yttre periferi 23 som riktas mot monteringsdonets 11.1,11.2 anliggningsyta. Ringdelen 35 är försedd med ett stort antal kammar 39 runt hela omkretsen.

Kammarna 39 är anordnade att separera, styra och hålla fast lamellernas kopplingsdel 40 i önskad position på ringdelen. Kammarna 39 är anordnade på avstånd från varandra varvid det bildas ett urtag 46 på ringdelens periferi som är utformat att motta lamellernas kopplingsände 40.

De separata lamellernas fria ändar 41 bildar tillsammans en väsentligen kontinuerlig tätningsyta 34.1,34.2 som i tätningsområdet 14.1,14.2 anligger mot ett ytparti på axeln eller ett på axeln anordnat slitbelag 16. Med kontinuerlig menas här att lamellerna är så tätt överlappande att inga avbrott uppstår längs tätningsytan, även då lamellringarna i tätningsanordningen monteras och lamellerna anbringas mot axeln varvid lamellerna förspänns mot axelytan genom att pressas isär. 10 15 20 25 I en annan utföringsform av uppfinningen är lamellringen utformad för att vara delbar i åtminstone två bågsegment ( ej visat i figur). Detta underlättar vid montering och underhåll av tätningsanordningen.

Fig. 4A-4C visar en lamell 17 i detalj. Lamellen 17 har en kopplingsände 40 innefattande en plan fästkant 42 avsedd att anligga mellan två kammar 39 på lamellringens yttre periferi 23 och en tvärriktad fläns 43 för fästning på lamellringen, en framåtriktad fri ände 41 och en bockad yta 44 som förbinder fästkanten 42 på kopplingsänden 40 med den fria änden 41.

Lamellens fria ände 41 har en främre anliggningskant 45 som tillsammans med övriga lamellers anliggningskanter bildar tätningsytan 34. Lamellens fria ände har ett cirkelbågformat tvärsnitt från den bockade ytan till den främre kanten, med en bågradie som anpassas efter axeldiametern så att tätningsytans initiala diameter Dt är något understigande axelns diameter Da.

Vid monteringen förspänns därmed lamellerna och tätningsytans anliggningsdiameter blir väsentligen lika med axelns diameter Da.

Lamellens kopplingsände 40, med fläns 43 och fästkant 42 är smalare än den fria änden 41.

Den fria änden är bredare, företrädesvis upp till dubbelt så bred eller mer, som kopplingsänden. Kopplingsänden fästs i urtaget mellan två kammar på ringdelens periferi vid monteringen. Eftersom lamellens fria ände 41 är bredare än kopplingsänden 40 överlappar den fria änden därmed angränsande lamell. Lamellerna är företrädesvis framställda av exempelvis tunt fjäderstâl och har flexibla egenskaper. Det är också tänkbart att lamellerna framställs av kompositmaterial eller plast med motsvarande egenskaper. Lamellernas riktning kan därmed justeras för optimal tätning. Vid monteringen av tätningsanordningen 1 fasthålls lamellerna mellan ringdelens perlferiyta och monteringsdonets anliggningsyta.

Fig. 5A-5D visar en annan utföringsform av den uppfinningsenliga tätningsanordningen.

Figurerna visar de ingående delarna i omonterat tillstånd. Denna tätningsanordning 100 tätar på likartat sätt en axel (ej visad i figur) som har varierande tryckförhållande längs axeln. I detta fall har tätningsanordningen ett hölje 103 med en fästplatta 104 och en hållare 105 som sammanfogas med skruvförband. Tätningsanordningen 100 förbinds med fästplattan 104 vid 7 10 15 20 25 maskinhuset (ej visat). Höljet 103 med hållaren 105 är rektangulär och har en central cirkelformad öppning 106 för mottagande och omslutande av en axel med en invändig anliggningsyta 107 för mottagande av monteringsdon 111 och lamellringar 112,113. Hållaren har en tvärriktad kanal med en genomgående öppning 108, ett inlopp, för tillkoppling av en medieledning, kanalen sträcker sig från den centrala öppningen 106 där axeln är placerad till ett gavelområde 121 på hållarens utsida.

Hållaren har en kantfläns 119 anordnad längs öppningens ena sidokant 120, där kantflänsen är riktad radiellt inåt mot axeln. Ett första ringformat monteringsdon 111.1 med en yttre omkretsyta och en inre anliggningsyta är anordnad på utsidan av en första lamellring 112 och är anbringad med sin yttre omkretsyta mot hållarens anliggningsyta 107. Den första lamellringen 112 med monteringsdonet 111.1 har en främre tvärkant 122 som anligger mot kantflänsen 119. Det första monteringsdonet 111.1 har axiellt riktade distansorgan 124 utmed omkretsen som är avsedda att hålla en andra lamellring 113 med det andra monteringsdonet 111.2 på ett förutbestämt avstånd från den första lamellringen 112 i hållaren. Det andra monteringsdonet 111.2 är anordnat på utsidan av den andra lamellringen 113 och är anbringat med sin yttre omkretsyta mot hållarens invändiga anliggningsyta och mot distansorganet 124.

Distansorganet 124 medför att ett utrymme bildas mellan lamellringarna och axeln vid monteringen i hållaren 105. Distansorganet är utformad som klackar utmed monteringsdonets kant, varvid mellan två distansorgan en öppning bildas. Vid montering placeras en sådan öppning i korrespondens med hållarens inlopp 108 så att ett trycksatt medium kan tillföras till utrymmet mellan lamellringarna. Hållarens inlopp 108 mynnar i detta utrymme så att ett medium kan tillföras mellan lamellringarna 112,113 och förbättra tätningen av axeln.

Höljet har även ett öppningsbart förslutningslock 109 som fästs med skruvförband.

I en utföringsform av den uppfinningsenliga tätningsanordningen är axeln försedd med ett slitbelag 16. Fig.6A-B visar ett sådant slitbelag.

Slitbelaget 16 innefattar en hylsa 47 som fästs på axeln. Lamellernas tätningsyta 34.1,34.2 anligger mot en kontaktyta 48 på slitbelaget 16 och samverkar tätande med kontaktytan (se även Fig.1C). Slitbelagets kontaktyta 48 kan vara försett med olika typer av mönster för att erhålla effektiv tätning.

I en variant är slitbelaget 16 försett med en L-formad klack 49 runt hela belagets omkrets på den sida som har högst tryck PH. Den L-formade klacken 49 är riktad i axiell riktning och bildar en spalt 50 närmast axelytan. Klacken 49 är anordnad så att lamellerna 17.1 på den första lamellringen 12 sticker in i spalten under klacken (se även Fig. IC) Klacken med spalt har fördelen att luft och partiklar från processanläggningen hindras från att pressas in under lamellerna.

Claims (13)

1G 15 20 PATENTKRAV

1. Tätningsanordning (1306) för en axel innefattande ett hölje (3;103) med en cirkelformad öppning för mottagande av axeln, en första och en andra larnellring (12,13;112,113) med clrkelformad öppning (6306) för mottagande av axeln, där varje lamellring har lameller anordnade utmed öppningen, där varje lamell (17) har ringdel (35) och en framåtriktad fri ände (41), varvid lamellerna (17.1,17.2) överlappande anordnas längs ringdelens yttre perifer-i (23), och lamellernas fria ändar (41) tillsammans bildar en kontinuerlig tätningsyta (34.1,34.2) som är utformad att anllgga mot ett ytparti (15.1,15.2) på axeln, där höljet (3,lG3) har monteringsdon (11.1,11.2;111.l,111.2) för löstagbar montering av Iamellrlngarna (12,13;112,113), och att den första och andra lamellringen (12,13;112,113)är monterbara bredvid varandra; och att ett utrymme (18) bildas i axiell riktning mellan lamellrlngarna, och där höljet (3,1G3) har ett inlopp (8,108) som är anslutet till utrymmet mellan lamellringarna, och att vid drift ett medium (27) tillförs utrymmet (18) via inloppet.

2. Tätningsanordning enligt krav 1 där mediet är trycksatt luft eller annan trycksatt gas eller Vâtïëfl .

3. Tätningsanordning enligt krav 1 eller 2 där lamellrlngarna (12,13;1l2,113) är anordnade så att lamellerna (17.1,17.2) är riktade åt samma håll och mot den sida där ett högre tryck PH råder.

4. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där clen första lamellrlngen (12;112) är anordnad närmast sidan med högre tryck PH 10 10 15 20 25

5. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där den andra lamellringen (13;113) är anordnad med lamellerna (17.2) riktade in mot utrymmet (18) och att mediet (27) anbringar en presskraft på lamellerna.

6. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där lamellringen (12,13;112,113) är delbar i åtminstone två bågsegment.

7. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där mediet (27) har ett tryck PM som är lika med eller högre än det högsta trycket PH som råder på utsidan om tätningsanordningen (1, 100).

8. Tätningsanordnšng enligt något av tidigare kraven där monteringsdon (11.1,11.2;111.1,111.2) är utformade att anligga insidan av höljet (3;103) och utformade att anordna lamellringarna (12,13;112,113) på avstånd från varandra, och där monteringsdonet har en öppning (25) som ansluter till höljets inlopp (8;108).

9. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där lamellens fria ände (41) har bågformat tvärsnitt och har en anliggningskant (45) anordnad att anligga mot ytpartiet (15.1,15.2) på axeln.

10. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där lamellen (17) har en kopplingsände (40) innefattande en plan fästkant (42) med en tvärrriktad fläns (43) för anordnade på lamellringen, och en bockad yta (44) som förbinder kopplingsänden (40) med den cirkelbågformade fria änden (41).

11. Tätningsanorclning enligt något av tidigare krav där lamellerna anbringas en förspänningskraft mot ytpartiet på axeln vid monteringen av Iamellringen i höljet.

12. Tätningsanordning enligt något av tidigare krav där ytpartiet (15.1,15.2) på axeln är försett med ett slitbelag (16).

13. Tätningsanordning enligt krav 12 där slitbelaget (16) innefattar en klack (49) i axiell riktning som bildar en spalt (48) närmast axeln. 11