194371. lajstromszámú szabadalom • Tömítőrendszer tengelyekhez, erősen koptató hatású, gáznemű sűrített közegek ellen
1 A találmány tárgya tömítőrendszer tengelyekhez, erősen koptató hatású gáznemű sűrített közegek ellen, amely tömítőrendszer főként különféle, forgó tengelyeken elhelyezkedő gépelemek, például csapágyak hatékony védelmét szolgálja erősen komprimált és adott esetben szilárd anyagot is hordozó gázok ellen, mint például hordozógáz-por-szuszpenziók ellen a sűrűáramú tartományban. A korábbiakban a gyakorlati követelmények csak azt tették szükségessé, hogy a kb. 10-30 kg/m3 töltöttségű alacsony koncentrációjú poráramokat a viszonylag csekély, kb. 0,2 MPa rendszernyomás mellett a külső atmoszférával szemben tömítsék. Ezt a problémát a technika állása szerint meg lehet oldani a hagyományos tömszelencés tömítésekkel, amelyek adott esetben zsírzópersellyel ellátott kenőgyűrűvel vannak kiegészítve. Emellett a szivattyú- és kompreszszorgyártásból ismertek speciális tömítőrendszerek, amelyek záróközegekkel működnek. A sűrűáramú technológia fejlődése, amely például a szénporelgázosításban kerül alkalmazásra, a tömítések elé lényegesen magasabb követelményeket állít. Itt már a porkoncentrációk és a rendszernyomások a fentebb említett értékek hússzorosát is elérhetik. Saját kísérleteink bebizonyították, hogy a kis rendszernyomású, alacsony koncentrációjú poráramok számára kifejlesztett tömítőrendszerek megoldási elveinek átvitele a nagy üzemi nyomásokkal dolgozó sűrűáramú technológiára a záróközegek egyidejű alkalmazása mellett is csak mintegy 240 óra használati időt tesz lehetővé. Mivel mindegyik tömszelencés tömítés megenged kismértékű szivárgási veszteségeket a nyomásesés irányába, a szivárgó gázárammal a legapróbb porrészecskék a tömszelencés tömítés alá vándorolnak és kéregképződéshez vezetnek a tömszelencés tömítés csúszó felületén, ami előrehaladott stádiumban a tengely leblokkolásához vezet. Célunk a találmánnyal olyan hatékony tömítőrendszer létrehozása, amely forgó tengelyeken megbízható tömítést biztosít erősen koptató hatású és erősen komprimált gáznemű közegek ellen, főként erősen komprimált por-hordozógáz-szuszpenziók ellen a sűrűáramú tartományban. A találmány által megoldandó feladat olyan tömítőrendszer kifejlesztése forgó tengelyekhez, amely mind az átmenő tengely felőli oldal, mind pedig a tengelycsonk felőli oldal számára felhasználható, és ahol tömítőelemként tömítőszelencés tömítés kerül alkalmazásra. A kitűzött feladat találmány szerinti megoldását a tömszelencés tömítéseknek a rendszemyomásnál nagyobb nyomású öblítőgáz alkalmazásává való kombinációja jellemzi, ahol az öblítőgáz a kenőanyag kiöblítésére és nyomás alá helyezésére szolgál. A találmány szempontjából lényeges, !-ogy megfelelő öblítőgáz álljon rendelkezésre, amely célszerűen azonos a mindenkori közeggel vagy egy por-hordozógáz-szuszpenzió hordozógázával és amelynek nagyobb nyomás alatt kell állni, mint a rendszemyomás. Az öblítőgázt egyrészt arra alkalmazzuk, hogy a zsírzófejeket a tömszelencés tömítés kenéséhez nyomás alá helyezzük, másrészt pedig arra, hogy a nyomást egy kevéssel a rendszemyomás fölötti értékű nyomásra fojtva a tengelyvégen levő tokozott csapágyat öblítsük és/vagy nyomás alá helyezzük. A tömszelencés tömítés, a nyomás alatti kenőanyag és az öblítőgáz találmány szerinti kombinációját az alábbi két változatban lehet megvalósítani. 2 1. Ezt a változatot főként a tengelyek hajtóoldala számára lehet alkalmazni. A találmány értelmében a tömszelencés tömítés tömszelence-nyomóhüvely felől nézve utolsó előtti elemeként egy körbefutó hornyokkal ellátott kenőgyűrű van beépítve, amely egy furaton keresztül egy zsírzófejjel van összekötve. A zsírzófej felső része úgy van kialakítva, hogy a kenőanyag a rendszemyomásnál nagyobb öblítőgáznyomás hatása alatt legyen. A tömszelencés tömítés és a közegvagy szuszpenziós tér között a tengelyen egy lépcsősen csökkentett átmérőjű tengelyszakasz van, amely fi tengely és a csapágyház között egy keskeny rést hagy meg. Ezen a résen keresztül nyomjuk be a kevéssel a rendszernyomás fölötti értékere fojtott nyomású öblítőgáz-részáramot, egy beömlőtér és egy elosztólemez közbeiktatásával. A tengely és a csapágyház közötti résben a közegtér felé irányuló folyamatos gázáramlás megakadályozza az idegen testek behatolását a tömszelencés tömítés tartományába. Ezen elrendezés révén a kismértékű szivárgó gázáramok is kiegyenlítődnek azáltal, hogy a pormentes öblítőgáz fedezi az elszivárgó gázmennyiséget és így megakadályozza szilárd testek (részecskék) behatolását a tömítési tartományba. Ha a nyomásingadozások következtében mégis behatolnak szilárd részecskék a szabaddá öblített résen keresztül a tömítési tartományba, a tömszelencés tömítésben a tengelyfelületen egy még így is kenést biztosító zsír- szilárdtest-keverék jön létre. Az öblítőgázénál nagyobb nyomás alatt álló kenőanyag révén a tömítéselemek rövid idejű nyomásmentesülés vagy leeresztése esetén a keletkező rések megtelnek kenőanyaggal és egyúttal egy állandó kenőanyagmozgás valósul még a kenőgyűrűtől a tömszelencenyom óhüvely (a külső atmoszféra) irányába. A kenőanyagmozgás sebessége többek között a kenőanyagnyomás és az öblítőgáznyomás megfelelő nyomásarányának a megválasztásától is függ és a kenőanyagfelhasználás a nyomáskülönbség helyes beállításával minimálisra csökkenthető. ‘ 2. A 2. változat elsősorban tengelycsonkokon levő csapágyegységek tömítésére szóig.'). Akiindulási pont itt ismét a tömszelencés tömítés, a nyomás alatti kenőanyag és az öblítőgáz kombinációja. A tengelyvég a találmány szerinti megoldásnál nyomásállóan tokozott. Az öblítőnyomás, amely az 1. változatnak megfelelően nagyobb, mint a rendszernyomás, szintén hat a kenőanyagra. A fojtott öblítőgáz-részáram nyomása, amely kevéssel a rendszemyomás feletti értékű, a külső oldal felől hat a tömszelencés tömítésre. A kenőgyűrű elrendezése a tengely hajtóoldalán levő kivitellel analóg módon történik. A tömítést is beleértve a teljes csapágytér nyomás alá helyezése révén biztosított, hogy a kenőrendszer meghibásodása esetén is kellően nagy nyomáskülönböség áll fenn, így nem léphet fel gázáramlás a vele együttjáró szilárdtestszállítással együtt a tömszelencés tömítésen keresztül. A tömszelencés tömítés mögött felépülő nyomás éppen így akadályozza meg a gyors kenőanyagszállítást a tömítőelemeken keresztül a tömszelencés tömítés kilazulása esetén, ami a tömítés leeresztése vagy nyomásmentesülése következtében léphet fel. A találmányt részletesebben a csatolt rajzon feltüntetett kiviteli példa alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra egy nyomás alatti celláskerekes zsilipet tüntet fel, amelynél a találmány szerinti tömítőrendszer mindkét lehetséges változata meg van valósítva. A 194.371 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
